一种用于水处理的组合物的制作方法

文档序号:4867878阅读:256来源:国知局
专利名称:一种用于水处理的组合物的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于水处理的组合物,更进一步地说本发明涉及水处理用 的含聚环氧琥珀酸盐的缓蚀阻垢组合物。
背景技术
聚环氧琥珀酸(PESA)是一种90年代开发的新一代绿色环保水处理药剂, 是一种具有无磔、非氮和生物降解性好的绿色阻垢剂,其阻垢效果明显优于常 用的有机膦酸类阻垢剂。聚环氧琥珀盐对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟 化每和硅港有良好的阻垢分散性能,阻垢效果优于常用有机磷类阻垢剂。聚环 氧琥珀酸钠与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时聚环氧琥珀酸钠具有 一定的缓蚀作用,生物降解性能好,适用于钢铁、石化、电力、医药等行业的 循环冷却水系统。CN1616361A公开的含聚环氧琥珀酸的复合阻港缓蚀剂,包括两种有机膦酸、 聚环氧琥珀酸和丙烯酸类共聚物及视具体情况而存在的锌盐和铜材缓蚀剂,该 剂适用于循环冷却水处理,可以使循环水的钙硬加碱度达到1200mg/L。CN1850661A公开的循环冷却水处理用的绿色环保型复合缓蚀阻裙剂,由聚环氧琥珀酸钠,聚天冬氨酸钠、水解聚马来酸酐、葡萄糖酸钠、锌盐等阻垢分 散剂和缓蚀剂按质量比为1~6: 1~4: 2 ~ 6: 1 ~ 2: 1 2的比例复配而成,对环境友好稳定。CN1435384A公开的一种缓蚀阻裙水处理剂,其特征在于组成成份及其含量 (以重量之和为100计)液态介电疏水物质20-50 %、油溶性缓蚀剂20-40 %、 水溶性分散剂1-10%、复合敏化乳化剂15-40%、余量水,所述的水溶性分散 剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚马来酸、聚天冬氨酸、包括硅酸钠在内的硅 酸盐以及包括聚环氧琥珀酸在内的聚环氧羧酸类。CN1609020A公开了一种水处理方法,单独使用聚环氧琥珀酸或聚环氧琥珀酸与葡糖酸或葡糖酸盐U组分)和锌盐配合使用的缓蚀阻垢方法,所说的聚 环氧琥珀酸分子量为400 ~ 1000,用量为90 120mg/L,聚环氧琥珀酸的用量在30~50mg/L, A组分的用量为5 ~ 8mg/L,锌盐用量在5 ~ 8mg/L,聚环氧琥珀酸 A组分锌盐的质量比为1: 0.16 - 0.26: 0.16 - 0.26。CN101062816A公开的无磷环保缓蚀阻港剂为一种磺酸胺类聚环氧琥珀酸或 盐的无磷剂,该无磷剂对于碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡和硫酸锶垢具有优异的阻 垢性能,尤其对钙有很好的容忍度,同时对碳钢的腐蚀起到良好的抑制作用。 所说无磷剂具有通式为所说无磷剂具有通式为MCbS~R2"HjJ'Ri-CH—CH~0-MOOC COOM其中R丄是;H或HO (CH2) a-, a为1 ~ 5,或M03SCH2CH ( OH ) CH厂中的一 种;R2是-(OUb, b为0 6; n表示聚合度,n为2 50; M是H+或NH"或Na+ 或(V+中的一种或多种混合离子。CN1781858A涉及一种适用于腐蚀性水质中碳钢材质的低膦复合缓蚀阻垢 剂。药剂中各关键的组分和重量百分含量分别为2-膦酸丁垸-1, 2, 4-三羧酸 10% ~15%;膦酰基羧酸共调聚物5% ~15%;七水硫酸锌5% ~15%、聚环氧 琥祐酸10%~20%;其它分散剂2.5% ~30%。本发明对于常见中、低硬度的 腐蚀性水质,当浓缩倍数k-3 6、投药量为70mg/L~90mg/L时,碳钢腐蚀率 小于0.075誦/a,阻垢率大于95%。排污水中CODCr < 100mg/L;嫌含量(以P 计)0. 4mg/L~ 0. 7mg/L, Zn2+含量0. 4mg/L ~ 1. 2mg/L,达到了 GB8978-1996中规 定的二级甚至一级排放标准。CN1660707A公开的复合缓蚀阻裙水处理剂,其特征在于由下述组份组成聚环氧琥珀酸钼酸盐有机磷酸盐/无机磷酸盐咪唑啉型缓蚀阻垢剂的重量比为4. 1 ~ 12. 8 : 1. 2 ~ 5. 3 : 0. 5 ~ 4. 0: 0. 8 ~ 3. 2 : 0. 8 ~ 3. 2。CN101066811A公开的一种无嫌缓蚀阻裙剂,其特征在于它由下述原料混合 而成1)聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、2)聚马来酸酐、3)丙烯酸/2-丙烯酰 胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物、3)锌盐、4)天然有机高分子、5)钼酸盐、6)其他成 分,各原料所占质量百分比为聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸10-20%,聚马 来酸酐20-30 %,丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸共聚物15-20%,锌盐 3-5%,天然有机高分子5-12%,钼酸盐5-8%,其他成分5-20%;其中,聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸时,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸原料之间为任意配比; 所述的其他成分为聚丙烯酸钠、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、硼酸盐、唑类、 有机胺中的任意一种或任意一种以上的混合,任意一种以上的混合时原料之间 为任意配比。具有优异的缓蚀、阻垢性和良好的环保性。CN101117256A公开的一种全有机缓蚀阻垢工业水处理剂,其特征是由下列 组份按重量比例制备而成丙烯酸-丙烯酸酯共聚物20% ~30%;磺酸共聚物 12%~20%;聚环氧琥祐酸5%~10%,苯骈三氮唾0. 6 % ~ 0. 9 % ,羟基乙 叉二膦酸10%~15%, 2-膦酸基丁烷-1, 2, 4三羧酸15%~25%,锌盐2 % ~4%,其余是去离子水。迄今为止,未见二乙烯三胺五乙酸五钠作为缓蚀阻垢剂组分、特别是与聚 环氧琥珀酸盐复配的报道。发明内容本发明的目的是在现有技术的基础上,提供一种复配的新型水处理用含聚 环氧琥珀酸盐的组合物。发明人经过大量的复配实验意外地发现,当以聚环氧琥珀酸钠作为缓蚀阻 垢剂的主剂,辅之氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷 磺酸共聚物,再复配很少量的二乙烯三胺五乙酸五钠时,在缓蚀阻紫效果上具 有正促的协同效应,其效果更好于它们之中单独的一种或两种复配组合物。特 别是对于高碱高硬水质其缓蚀评价中腐蚀率R值降低至少50%,结合静态阻紫 性能测试中碳酸钙阻垢率和磷酸钙阻垢率的评定结果,具有综合缓蚀阻港性能 好的特点。因此,本发明提供的含聚环氧琥珀酸盐的缓蚀阻裙剂,其特征在于由聚环 氧琥珀酸钠、氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸 共聚物和二乙烯三胺五乙酸五钠组成,所说的聚环氧琥珀酸钠、氨基三亚甲基 膦酸、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和二乙烯三胺五乙酸 的质量百分比为55-90: 9-35: 0.5-10: 0.1-6。本发明提供的组合物,特别适合于高碱高硬水质的处理,每升水投放该组 合物时,以聚含氧琥珀酸盐的质量计为2~10mg。本发明提供的组合物由于加入了二乙烯三胺五乙酸五钠,特别是调配了二乙烯三胺五乙酸五钠在其中比例,特别适合于钙硬加碱度超过MOO (以CaC03计)的高硬高碱水的处理。
具体实施方式
本发明提供的用于水处理的组合物,优选的组成为聚环氧琥珀酸钠、氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2,-丙烯酰胺基丙垸磺酸共聚物、二乙烯三 胺五乙酸五钠的质量比为60-85: 15-35:: 0.5-8: 0.2-2。在本发明的一个优选的实施方案中,当组合物质量100为准,聚环氧琥珀 酸钠的的质量为65 - 80,且二乙烯三胺五乙酸五钠的质量为0.5-1的复配情 况下,发明人发现该缓蚀阻垢剂的性能最好,说明聚环氧琥珀酸钠与二乙烯三 胺五乙酸五钠在组合物中有一个特别有效的配比。实验表明,在基本相同的聚 环氧琥珀酸钠、氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺 酸共聚物情况下,二乙烯三胺五乙酸五钠的含量在0. 5~1重%时,该组合物的 缓蚀性能效果更好,特别对于高硬高碱度的水质,例如,在含量为0.3、 0.6、 0.9和1.8时,按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向高硬高碱水质的 试验水中投加该组合物时,缓蚀性能测试R分别为0. 015mm/a、 0. 010mm/a、 0.009mm/a、 0. 016mm/a,静态阻垢性能测试中碳酸钙阻垢率分别为85.4%、 89.9%、 89.7°/。、 85. 3°/。,磷酸钩阻港率分别为98. 9%、 99.7°/。、 99.8°/。、 98.6°/。。可 以发现,组合物的组成中在二乙烯三胺五乙酸五钠的含量为0. 6和0. 9时,阻 垢缓蚀性能相对于含量0. 3和1. 8有一个突跃的正促效果,缓蚀和阻裙性能更 好,这说明组合物中聚环氧琥珀酸盐与二乙烯三胺五乙酸五钠存在特别有效的 配比。因此,本发明提供的缓蚀阻垢剂最优选的组成为聚环氧琥珀酸钠、氨基 三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物二乙烯三 胺五乙酸五钠的质量比为65-80: 15-35: 1-7: 0.5-1。本发明提供的组合物所用各个原料中并无特别限制,例如聚环氧琥珀酸钠 可以参照US3776850、 US4654159等文献的公开方法进行制备得到,或者采用平 均分子量为400 1500巿售商品。其他原料均为巿售工业产品,可用常规方法 制备本发明的组合物,各组份的加料顺序并不重要, 一般是在常温下将各组份 按照比例加入容器中,搅拌均匀即得到本发明所说的组合物。本发明提供的组合物,作为缓蚀阻垢剂时用量为每升水投放量以聚环氧琥珀酸计为2~ 10mg。以下通过实施例对本发明作进一步地说明,但并不因此而限制本发明的内容。实施例中静态阻垢性能测试碳酸钙、磷酸钙阻垢率的计算按照"冷却水分 析和试验方法U993年,安庆石油化工总厂信息中心出版)中"碳酸钙沉积法" 和"嫌酸钩沉积法"进行,实施例中缓蚀性能测试方法为"旋转挂片失重法",45。C度的恒温水洛中。 试片以75转/s的转速旋转。试液自然蒸发,每隔4小时补充一次水。72小时后,停止试验,按下面的公式计算腐蚀率 R=87600 (W-W。) /ADT式中,R为腐蚀率,mm/a,W为试片腐蚀前质量,g; W。为试片腐蚀后质量, g; A为试片的表面积,cm2; D为试片的密度,g/cm2; T为试验时间,h。实例1250mg聚环氧琥珀酸钠(含量30%,北京联众大地科技有限公司,下同)、 67mg氨基三亚甲基膦酸(含量30%,山东省泰和水处理有限公司,下同)、9.4mg 丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙垸磺酸共聚物(活性组分含量50%,山东省 泰和水处理有限公司,30°C时极限粘度为0. 78dl/g, AA/AMPS=70/30,下同)、 0. 6mg的二乙烯三胺五乙酸五钠(含量50%,上海南翔试剂有限公司,下同)和 200ml水,置于容器中搅拌均匀,得到产品,编号为C1。高碱高硬试验水(以下实例同)总碱度330 (以CaC03计)、总硬度380 (以 CaC(U十)、总溶固762mg/L、电导率1025|iis/cm、 pH8. 2、 S0 42_=122 tng/L、 Ca2+=268 mg/L、 Cl—=80 mg/L,不调pH浓縮2倍。按1L 水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加Cl,缓蚀性 能测试R为0. 022mm/a,静态阻裙性能测试碳酸钩阻港率85. 2%,磷酸钩阻裙率 99. 0%。实例2250mg聚环氧琥珀酸钠、67mg氨基三亚甲基膦酸、8. 8mg丙烯酸与2-甲基 -2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、1.2mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水,置于容器中搅拌均匀,得到产物编号为C2。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C2,缓蚀性 能测试R为0. Ollmm/a,静态阻塘性能测试碳酸锦阻紫率89. 7%,磷酸钩阻紫率 99. 8%。实例3250mg聚环氧琥珀酸钠、67mg氨基三亚甲基膦酸、8. 2mg丙烯酸与2-甲基 -2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、1.8fflg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水, 置于容器中搅拌均匀,得到产物编号为C3。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C3,缓蚀性 能测试R为0. 010mm/a,静态阻港性能测试碳酸锦阻紫率89. 8%,磷酸钩阻裙率 99. 6%。实例4250mg聚环氧琥珀酸钠、67mg氨基三亚甲基膦酸、6. 4mg丙烯酸与2-甲基 -2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、3.6mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水, 置于容器中搅拌均匀,得到产物编号为C4。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C4,缓蚀性 能测试R为0. 023mm/a,静态阻裙性能测试碳酸锦阻裙率85. 3%,磷酸钩阻裙率98. 7%。实例52S0mg聚环氧琥珀酸钠、56mg氨基三亚甲基膦酸、12. 4mg丙烯酸与2-甲基 -2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、4mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水,置 于容器中搅拌均匀,得到产物编号为C5。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C5,缓蚀性 能测试R为0. 022mm/a,静态阻港性能测试碳酸锦阻港率85. 5%,磷酸钩阻港率99. 00/。。实例6250mg聚环氧琥珀酸钠、73mg氨基三亚甲基膦酸、2mg丙烯酸与2-甲基-2, -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、2mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水,置于容器中搅拌均匀,得到产物编号为B6。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加B6,缓蚀性 能测试R为0. 014mm/a,静态阻紫性能测试碳酸钙阻垢率89. 5%,磷酸钙阻垢率 99. 0%。实例7283mg聚环氧琥祐酸钠、15mg氨基三亚甲基膦酸、10mg丙烯酸与2-甲基-2, -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、lmg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水,置于容 器中搅拌均匀,得到产物编号为C7。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C7,缓蚀性 能测试R为0.011mm/a,静态阻裙性能测试碳酸钙阻垢率89. 4%,磷酸钙阻垢率 99. 5%。实例8267mg聚环氧琥珀酸钠、50mg氨基三亚甲基膦酸、6mg丙烯酸与2_甲基-2, -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、4mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水,置于容 器中搅拌均匀,得到产物编号为C8。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C8,缓蚀性 能测试R为0. 022mm/a,静态阻垢性能测试碳酸钙阻垢率86. 5%,磷酸钙阻垢率 99. 0%。实例9233mg聚环氧琥祐酸钠、67mg氨基三亚甲基膦酸、14mg丙烯酸与2-甲基-2, -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、6mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和1L水,置于容 器中搅拌均匀,得到产物编号为C9。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加C9,缓蚀性 能测试R为0. 025mm/a,静态阻垢性能测试碳酸钙阻垢率85. 5%,磷酸钙阻垢率 98. 4%。对比例1、 2、 3说明聚环氧琥珀酸钠分别与氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与 2-甲基-2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、二乙烯三胺五乙酸五钠复配的效果。对比例1250mg聚环氧琥珀酸钠、83mg氨基三亚甲基膦酸和200ml水,置于容器中 搅拌均勻,得到对比组合物。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测 试R为0. 028mm/a,静态阻港性能测试碳酸努阻港率82. 5%,磷酸钩阻裙率 73. 6%。250mg聚环氧琥珀酸钠、50mg丙烯酸与2-甲基-2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸 共聚物和200ml水,置于容器中搅拌均匀,得到对比组合物。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测 试R为0. 031mm/a,静态阻紫性能测试碳酸钩阻裙率83. 0%,磷酸钩阻裙率 97. 5%。对比例3250mg聚环氧琥珀酸钠、50mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和200ml水,置于 容器中搅拌均匀,得到组合物。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测 试R为0. 024mm/a,静态阻港性能测试碳酸钩阻港率81.5%,磔酸钩阻场率 77. 4%。对比例4和5说明聚环氧琥珀酸钠与氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基 -2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和二乙烯三胺五乙酸五钠复配,但是组合物配 比范围不在本发明要求范围时的效果。对比例4290mg的聚环氧琥祐酸钠、16. 7mg的氨基三亚甲基膦酸、2mg的丙烯酸与 2-甲基-2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和14mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和 200ml水,置于容器中搅拌均勾。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测试R为0. 025mm/a,静态阻裙性能测试碳酸钩阻裙率85. 1%,磷酸钩阻港率 91. 5%。对比例5100mg的聚环氧琥珀酸钠、193mg的氨基三亚甲基膦酸、14mg的丙烯酸与 2-甲基-2,-丙烯酰胺基丙垸磺酸共聚物和10mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和 200ml水,置于容器中搅拌均匀。按1L水有效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测 试R为0.027mm/a,静态阻裙性能测试碳酸钩阻裙率82.2%,磷酸锦阻塘率 94. 4%。对比例6、 7、 8、 9说明聚环氧琥珀酸钠、氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与 2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物、二乙烯三胺五乙酸五钠单独使用时的 缓蚀阻垢效果。对比例6333mg的聚环氧琥珀酸钠和200ml水,置于容器中搅拌均勻,按1L水有效 聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测试R为 0. 023mm/a,静态阻港性能测试碳酸钙阻港率85. 5%,碟酸钩阻港率73. 9%。对比例7333mg的氨基三亚甲基膦酸和200ml水,置于容器中搅拌均匀,按1L水有 效聚环氧琥珀酸钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测试R为 0. 042mm/a,静态阻垢性能测试碳酸钙阻垢率81. 7%,磷酸钙阻垢率65. 2%。对比例8200mg的丙烯酸与2-甲基-2,-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和200ml水,置 于容器中搅拌均匀,按1L水有效丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙垸磺酸共 聚物3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测试R为0. 042mm/a,静态阻垢性能测试碳酸钙阻紫率80. 5%,磷酸钙阻祐率96. 4%。对比例9200mg的二乙烯三胺五乙酸五钠和200ml水,置于容器中搅拌均匀,按1L 水有效聚二乙烯三胺五乙酸五钠3mg的药剂浓度向试验水中投加,缓蚀性能测 试R为0. 090mm/a,静态阻裙性能测试碳酸钩阻裙率38. 5%,磷酸努阻裙率 40. 4%。
权利要求
1.一种用于水处理的组合物,其特征在于该组合物含有聚环氧琥珀酸盐和二乙烯三胺五乙酸、氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物。
2. 按照权利要求1的组合物,其特征在于所说的聚环氧琥珀酸钠、氨基三亚 甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2'-丙烯酰胺基丙垸磺酸共聚物和二乙烯三 胺五乙酸的质量百分比为55-90: 9-35: 0.5-1 0: 0.1-6。
3. 按照权利要求2的组合物,其特征在于所说的质量百分比为60-85: 15-35: 0.5-8: 0.2-2。
4. 按照权利要求3的组合物,其特征在于所说的质量百分比为65-80: 15-35: l一7: 0.5—1。
全文摘要
本发明公开了一种用于水处理的组合物,其特征在于由质量百分比为55-90∶9-35∶0.5-10∶0.1-6的聚环氧琥珀酸盐、氨基三亚甲基膦酸、丙烯酸与2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物和二乙烯三胺五乙酸组成。该组合物尤其适用于高硬高碱水质,综合缓蚀阻垢效果好。
文档编号C02F5/10GK101565244SQ20081010473
公开日2009年10月28日 申请日期2008年4月23日 优先权日2008年4月23日
发明者文 多, 新 赵, 赵勇军 申请人:北京合创同盛科技有限公司
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