一种复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及循环水处理领域，具体地，涉及一种复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和 应用。
【背景技术】
[0002] 复合缓蚀阻垢剂由缓蚀剂和阻垢分散剂组成，根据处理的循环水的水质不同，复 合缓蚀阻垢剂通常含有多种缓蚀剂和阻垢分散剂。根据缓蚀剂的化学组成可分为无机缓蚀 剂和有机缓蚀剂，其中无机缓蚀剂主要为锌盐、钥酸盐、钨酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、聚磷酸 盐等。考虑复合缓蚀阻垢剂的成本及对环境的影响，目前常用的无机缓蚀剂为锌盐。有机 缓蚀剂主要为有机膦酸盐和天然有机高分子。有机膦酸盐由于结构稳定而且磷含量低，被 广泛的应用。由于环境保护的要求，水处理缓蚀剂正朝着无毒无公害、可生物降解以及环境 友好的方向发展。
[0003] 阻垢剂的开发和研究经历了无机盐、聚合电解质、天然高分子、有机膦酸、聚羧酸 共聚物等阶段，已逐步由单一化技术向多元化技术发展。具有不同官能团的聚合物类阻垢 剂既具有缓蚀效果又具有阻垢效果，可以适应不同水质要求，同时也解决了有机膦酸盐阻 垢剂出现后，冷却水系统阻Ca 3(P04)2垢的问题。聚合物类阻垢剂分为天然类聚合物阻垢剂、 合成聚合物阻垢剂和环境友好型聚合物。天然类聚合物阻垢剂采用丹宁、木质素等有机物 质作为阻垢剂，抑制水垢的生成。合成聚合物阻垢剂由含磷聚合物和聚羧酸类二类物质组 成。含磷聚合物分为无机类和有机类，其中三聚磷酸钠和六偏磷酸钠是最常见的无机类含 磷聚合物，但由于它水解生成的正磷酸盐易与水中的钙离子生成磷酸钙垢同时又促进系统 中菌藻的繁殖，在冷却水处理中已经逐渐被淘汰。有机含磷聚合物是由无机单体次磷酸与 其他有机单体共聚而成的聚合物，其特点是将羧基和膦酸基结合在同一个分子中，因而具 有较好的阻垢和缓蚀能力，主要对碳酸钙垢有效，其复合配方对硫酸钙垢、磷酸钙垢以及分 散粘泥和氧化铁也有协同效果。聚羧酸类共聚物主要有丙烯酸类共聚物、马来酸酐共聚物 和磺酸类共聚物，近年来我国不断开发出了一系列含磺酸盐基团的阻垢分散剂，它们多为 二元或三元共聚物，对CaS0 4、Ca3 (P04) 2垢有良好的抑制作用，并能有效的分散氧化铁和稳 定锌离子。
[0004] 现有常用的复合缓蚀阻垢剂通常是将锌盐、有机膦酸盐、磷酸盐和磺酸盐类共聚 物直接混合得到的，但是，由此制备得到的复合缓蚀阻垢剂往往会产生浑浊，静置一段时间 后会形成沉淀物，会影响复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，且复合缓蚀阻垢剂形成沉淀物 后，会堵塞加药泵及加药管线，影响药剂的正常加入，无法保证整个循环水系统的水处理效 果。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术的方法制备得到的复合缓蚀阻垢剂会产生浑 浊和沉淀从而影响缓蚀阻垢效果的缺陷，提供一种复合缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用， 本发明的方法能够有效避免制备得到的复合缓蚀阻垢剂产生浑浊和沉淀的问题，并能够保 证复合缓蚀阻垢剂具有优异的缓蚀阻垢效果。
[0006] 本发明的发明人在研究中意外发现，通过在含锌水溶液中加入无机酸溶液和硫酸 盐，搅拌均匀，静置，待形成沉淀后取上清液，并将上清液与有机膦酸类缓蚀阻垢剂、无机磷 酸类缓蚀阻垢剂和聚羧酸类共聚物中的一种或多种进行复配的方法制备得到的复合缓蚀 阻垢剂，不会产生浑浊和沉淀，且具有优异的缓蚀阻垢效果。
[0007] 因此，为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种复合缓蚀阻垢剂的制备方 法，所述方法包括：在含锌水溶液中加入无机酸溶液和硫酸盐，搅拌均匀，静置，待形成沉淀 后取上清液，并将上清液与有机膦酸类缓蚀阻垢剂、无机磷酸类缓蚀阻垢剂和聚羧酸类共 聚物中的一种或多种进行复配。
[0008] 第二方面，本发明提供了上述方法制备得到的复合缓蚀阻垢剂。
[0009] 第三方面，本发明提供了上述复合缓蚀阻垢剂在循环水处理中的应用。
[0010] 本发明的方法能够有效避免制备得到的复合缓蚀阻垢剂产生浑浊和沉淀的问题， 并能够保证复合缓蚀阻垢剂具有优异的缓蚀阻垢效果。而且，本发明的方法特别适用于含 锌水溶液为氯化锌水溶液（即锌盐为氯化锌）时，含有磺酸盐类共聚物的复合缓蚀阻垢剂 的制备。
[0011] 本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 第一方面，本发明提供了一种复合缓蚀阻垢剂的制备方法，该方法包括：在含锌水 溶液中加入无机酸溶液和硫酸盐，搅拌均匀，静置，待形成沉淀后取上清液，并将上清液与 有机膦酸类缓蚀阻垢剂、无机磷酸类缓蚀阻垢剂和聚羧酸类共聚物中的一种或多种进行复 配。
[0014] 本发明的方法中，本领域技术人员应该理解的是，含锌水溶液为将锌盐溶解于水 配制成的水溶液。为了提高制备得到的复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，优选情况下，以锌 计，含锌水溶液的质量分数为2. 5-43%，进一步优选为4. 8-38. 2%。其中，对于锌盐没有特 别的限定，只要能够溶解于水形成含锌水溶液即可，优选情况下，锌盐为氯化锌、硫酸锌和 硝酸锌中的一种或多种，进一步优选为氯化锌，即含锌水溶液进一步优选为氯化锌水溶液。
[0015] 本发明方法中，为了提高制备得到的复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，优选情况 下，配制含锌水溶液时所用的水为去离子水。
[0016] 本发明方法中，对于无机酸溶液和硫酸盐的加入顺序没有特别的限定，可以先加 入无机酸溶液再加入硫酸盐，也可以先加入硫酸盐再加入无机酸溶液，还可以同时加入无 机酸溶液和硫酸盐。优选情况下，先加入无机酸溶液再加入硫酸盐。
[0017] 本发明方法中，为了提高制备得到的复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，优选情况 下，加入的无机酸溶液的量使含锌水溶液的pH值为1-3。
[0018] 本发明方法中，对于无机酸没有特别的限定，可以为本领域常用的各种无机酸，优 选情况下，无机酸为硝酸、盐酸和硫酸中的一种或多种，进一步优选为硫酸。其中，当无机酸 为硝酸时，无机酸溶液优选为65质量％的硝酸溶液；当无机酸为盐酸时，无机酸溶液优选 为36. 5质量％的盐酸溶液；当无机酸为硫酸时，无机酸溶液优选为98质量％的硫酸溶液。
[0019] 本发明方法中，加入的硫酸盐的质量可以根据含锌水溶液中锌的量确定，为了提 高制备得到的复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，优选情况下，当以锌计，含锌水溶液的质 量分数为2. 5-43 %时，加入的硫酸盐的质量为含锌水溶液质量的0. 1-5%，进一步优选为 0· 5-1. 5%〇
[0020] 本发明方法中，对于硫酸盐没有特别的限定，可以为本领域常用的各种硫酸盐，为 了提高制备得到的复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，优选情况下，硫酸盐为硫酸钠、硫酸钾 和硫fef丐中的一种或多种，进一步优选为硫fe纳。
[0021 ] 本发明方法中，对于静置的时间没有特别的限定，只要能够形成沉淀即可，优选情 况下，静置的时间为4_24h，进一步优选为8_15h。
[0022] 本发明方法中，对于取上清液的方法没有特别的限定，可以进行固液分离如过滤 得到过滤液，也可以直接在静置后不进行过滤而直接取上清液。
[0023] 本发明方法中，对于将上清液与有机膦酸类缓蚀阻垢剂、无机磷酸类缓蚀阻垢剂 和聚羧酸类共聚物中的一种或多种进行复配的方法没有特别的限定，只要能够将上清液与 有机膦酸类缓蚀阻垢剂、无机磷酸类缓蚀阻垢剂和聚羧酸类共聚物中的一种或多种混合均 匀即可，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。
[0024] 在进行复配时，为了提高制备得到的复合缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢效果，优选情况 下，以100重量