申请日2015.06.30
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F5/08; C02F5/14; C02F5/10
摘要
本申请公开了一种水处理环保钡锶阻垢剂及其制备方法，按照重量份数配比称取丙烯酸、丙烯酸甲酯、过硫酸铵、氨基三亚甲基膦酸、蒸馏水、乙二胺四乙酸、不饱和有机酸、三聚磷酸钠、马来酸酐、羟基亚乙基二膦酸和催化剂，产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;阻垢剂使用量少，仅为1-10mg/L，节省使用成本;效果持久，50-60℃放置一个月，阻垢效果98-100%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂。
权利要求书
1.一种水处理环保钡锶阻垢剂，其特征在于所述水处理环保钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸20-40份;丙烯酸甲酯15-35份;过硫酸铵3-7份;氨基三亚甲基膦酸60-80份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸30-70份;不饱和有机酸5-25份;三聚磷酸钠30-50份;马来酸酐25-45份;羟基亚乙基二膦酸为10-30份;催化剂2-8份。
2.根据权利要求1所述的一种水处理环保钡锶阻垢剂，其特征在于所述水处理环保钡锶阻垢剂原料按重量份数配比如下：丙烯酸25-35份;丙烯酸甲酯20-30份;过硫酸铵4-6份;氨基三亚甲基膦酸65-75份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸40-60份;不饱和有机酸10-20份;三聚磷酸钠35-45份;马来酸酐30-40份;羟基亚乙基二膦酸为15-25份;催化剂3-7份。
3.根据权利要求1所述的一种水处理环保钡锶阻垢剂，其特征在于所述水处理环保钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸30份;丙烯酸甲酯25份;过硫酸铵5份;氨基三亚甲基膦酸70份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸50份;不饱和有机酸15份;三聚磷酸钠40份;马来酸酐35份;羟基亚乙基二膦酸为20份;催化剂5份。
4.根据权利要求1所述的一种水处理环保钡锶阻垢剂，其特征在于：所述不饱和有机酸采用甲基丙烯酸。
5.根据权利要求1所述的一种水处理环保钡锶阻垢剂，其特征在于：所述催化剂采用钨酸盐。
6.一种权利要求1所述水处理环保钡锶阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照重量份数配比称取丙烯酸、丙烯酸甲酯、过硫酸铵、氨基三亚甲基膦酸、蒸馏水、乙二胺四乙酸、不饱和有机酸、三聚磷酸钠、马来酸酐、羟基亚乙基二膦酸和催化剂;
第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至55-75℃，搅拌25-45min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至80-100℃，反应2-6h;
第三步：加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至110-130℃，反应1-3h;
第四步：升温至140-160℃，加入剩余原料，搅拌80-100min，即得环保钡锶阻垢剂。
说明书
一种水处理环保钡锶阻垢剂及其制备方法
技术领域
本申请属于环试剂工艺领域，尤其涉及一种环保、缓蚀性能好的水处理环保钡锶阻垢剂及其制备方法。
背景技术
阻垢剂(scaleinhibitor)：是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。
分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。
ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。大中小型锅炉阻止结垢及腐蚀，常用炉内化学处理方法，在锅炉用水内加入防腐阻垢剂，降低炉水硬度软化水质，减少结垢及腐蚀，这种方法简便实用，深受用户欢迎。
HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。锅炉在我们生活中并不陌生，运行中的锅炉常常有坚硬的水垢及腐蚀，这不但浪费燃料，影响锅炉出力，严重时会炸管，造成停炉事故，影响其使用寿命。
EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。
EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒，在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂，用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA，几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种无毒、无臭、环保且缓蚀性能好的水处理环保钡锶阻垢剂及其制备方法是非常必要的。
发明内容
解决的技术问题：
本申请针对上述技术问题，提供一种水处理环保钡锶阻垢剂及其制备方法，解决现有水处理阻垢剂成本高、对水体有污染、热稳定性差和缓释性能差等技术问题。
技术方案：
一种水处理环保钡锶阻垢剂，所述水处理环保钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸20-40份;丙烯酸甲酯15-35份;过硫酸铵3-7份;氨基三亚甲基膦酸60-80份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸30-70份;不饱和有机酸5-25份;三聚磷酸钠30-50份;马来酸酐25-45份;羟基亚乙基二膦酸为10-30份;催化剂2-8份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述水处理环保钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸25-35份;丙烯酸甲酯20-30份;过硫酸铵4-6份;氨基三亚甲基膦酸65-75份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸40-60份;不饱和有机酸10-20份;三聚磷酸钠35-45份;马来酸酐30-40份;羟基亚乙基二膦酸为15-25份;催化剂3-7份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述水处理环保钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸30份;丙烯酸甲酯25份;过硫酸铵5份;氨基三亚甲基膦酸70份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸50份;不饱和有机酸15份;三聚磷酸钠40份;马来酸酐35份;羟基亚乙基二膦酸为20份;催化剂5份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述不饱和有机酸采用甲基丙烯酸。
作为本发明的一种优选技术方案：所述催化剂采用钨酸盐。
作为本发明的一种优选技术方案：所述水处理环保钡锶阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：
第一步：按照重量份数配比称取丙烯酸、丙烯酸甲酯、过硫酸铵、氨基三亚甲基膦酸、蒸馏水、乙二胺四乙酸、不饱和有机酸、三聚磷酸钠、马来酸酐、羟基亚乙基二膦酸和催化剂;
第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至55-75℃，搅拌25-45min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至80-100℃，反应2-6h;
第三步：加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至110-130℃，反应1-3h;
第四步：升温至140-160℃，加入剩余原料，搅拌80-100min，即得环保钡锶阻垢剂。
有益效果：
本发明所述一种水处理环保钡锶阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;2、缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;3、阻垢剂使用量少，仅为1-10mg/L，节省使用成本;4、效果持久，50-60℃放置一个月，阻垢效果98-100%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂，降解产物可被植物吸收，对水体无污染，合成过程中无废料产生，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
实施例1:
按照重量份数配比称取丙烯酸20份;丙烯酸甲酯15份;过硫酸铵3份;氨基三亚甲基膦酸60份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸30份;甲基丙烯酸5份;三聚磷酸钠30份;马来酸酐25份;羟基亚乙基二膦酸为10份;钨酸盐2份。
在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至55℃，搅拌25min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至80℃，反应2h。
加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至110℃，反应1h，升温至140℃，加入剩余原料，搅拌80min，即得环保钡锶阻垢剂。
产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;阻垢剂使用量少，仅为10mg/L，节省使用成本;效果持久，50℃放置一个月，阻垢效果98%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂。
实施例2:
按照重量份数配比称取丙烯酸40份;丙烯酸甲酯35份;过硫酸铵7份;氨基三亚甲基膦酸80份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸70份;甲基丙烯酸25份;三聚磷酸钠50份;马来酸酐45份;羟基亚乙基二膦酸为30份;钨酸盐8份。
在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至75℃，搅拌45min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至100℃，反应6h。
加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至130℃，反应3h，升温至160℃，加入剩余原料，搅拌100min，即得环保钡锶阻垢剂。
产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;阻垢剂使用量少，仅为8mg/L，节省使用成本;效果持久，50℃放置一个月，阻垢效果100%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂。
实施例3:
按照重量份数配比称取丙烯酸25份;丙烯酸甲酯20份;过硫酸铵4份;氨基三亚甲基膦酸65份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸40份;甲基丙烯酸10份;三聚磷酸钠35份;马来酸酐30份;羟基亚乙基二膦酸为15份;钨酸盐3份。
在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至55℃，搅拌25min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至80℃，反应2h。
加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至110℃，反应1h，升温至140℃，加入剩余原料，搅拌80min，即得环保钡锶阻垢剂。
产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;阻垢剂使用量少，仅为5mg/L，节省使用成本;效果持久，56℃放置一个月，阻垢效果99%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂。
实施例4:
按照重量份数配比称取丙烯酸35份;丙烯酸甲酯30份;过硫酸铵6份;氨基三亚甲基膦酸75份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸60份;甲基丙烯酸20份;三聚磷酸钠45份;马来酸酐40份;羟基亚乙基二膦酸为25份;钨酸盐7份。
在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至75℃，搅拌45min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至100℃，反应6h。
加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至130℃，反应3h，升温至160℃，加入剩余原料，搅拌100min，即得环保钡锶阻垢剂。
产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;阻垢剂使用量少，仅为4mg/L，节省使用成本;效果持久，55℃放置一个月，阻垢效果100%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂。
实施例5:
按照重量份数配比称取丙烯酸30份;丙烯酸甲酯25份;过硫酸铵5份;氨基三亚甲基膦酸70份;蒸馏水100份;乙二胺四乙酸50份;甲基丙烯酸15份;三聚磷酸钠40份;马来酸酐35份;羟基亚乙基二膦酸为20份;钨酸盐5份。
在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至65℃，搅拌35min，滴加丙烯酸和丙烯酸甲酯，升温至90℃，反应4h。
加入乙二胺、三聚磷酸钠、过硫酸铵和羟基亚乙基二膦酸，升温至120℃，反应2h，升温至150℃，加入剩余原料，搅拌90min，即得环保钡锶阻垢剂。
产品分散掉碳酸钙、磷酸钙微晶，即使生成垢也比较疏松，易被水流冲洗掉;缓蚀作用优良，无毒，热稳定性好;阻垢剂使用量少，仅为1mg/L，节省使用成本;效果持久，60℃放置一个月，阻垢效果100%，主要应用于油田回注污水和输油管道使用的防止金属离子阻垢剂。