本發(fā)明屬于水處理劑的，涉及無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑。

背景技術(shù)：

1、工業(yè)化的快速發(fā)展導(dǎo)致水資源短缺及水污染加劇已成為當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)，而水垢和污垢的形成則是工業(yè)用水系統(tǒng)中的第二大危害。我國對緩蝕阻垢劑的研發(fā)始于20世紀(jì)的70年代，使用的是天然聚合物緩蝕阻垢劑以及含磷聚合物緩蝕阻垢劑，隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)，考慮到磷對水環(huán)境的污染，低磷或無磷等環(huán)保型緩蝕阻垢劑逐漸成為國內(nèi)外爭先研究的課題。

2、無磷示蹤型緩蝕阻垢劑是一種環(huán)保型的水處理劑，它不含有磷元素，避免了磷對水體的污染，同時具有示蹤功能，便于監(jiān)測和控制其在水中的濃度。目前常見的無磷緩蝕阻垢劑包括聚天冬氨酸(pasp)、聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)等。這些物質(zhì)雖具有良好的阻垢性能和生物可降解性，是綠色環(huán)保的水處理劑。但是，仍然存在阻垢性能單一的問題，對不同類型的垢(如碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、磷酸鈣垢等)的抑制能力存在差異。

3、目前采用的方式主要是通過改性、復(fù)合配方等技術(shù)手段，使無磷緩蝕阻垢劑的性能得到了進(jìn)一步提升。例如柳鑫華等利用衣康酸與通過順酐合成的環(huán)氧琥珀酸鈉鹽(esa)聚合制得衣康酸改性的聚環(huán)氧琥珀酸共聚物(ia-pesa)，即在聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)中引入了羧基，提高了碳酸鈣和硫酸鈣的阻垢力，同時分散fe(iii)和穩(wěn)zn2+性能均優(yōu)于聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)，但是羧基是弱酸基團(tuán)，單獨(dú)引入羧基容易生成不溶解的鈣凝膠。肖靜等利用硫脲(csn)與聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)合成了改性聚環(huán)氧琥珀酸(csn-pesa)，即在聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)中引入氨基、酰胺基和c＝s雙鍵，實現(xiàn)對鈣離子較高的容忍度，提高了對碳酸鈣和磷酸鈣的阻垢率。

4、因此向聚天冬氨酸(pasp)、聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)中引入功能基團(tuán)對其進(jìn)行改性，可以提高其阻垢性能。研發(fā)時應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化聚天冬氨酸(pasp)和聚環(huán)氧琥珀酸(pesa)引入的功能基團(tuán)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在提供一種無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，可以提高阻垢性能和對fe(iii)的分散性能。

2、本發(fā)明為實現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案：

3、無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，所述無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑由下述方法制備：

4、s1.將馬來酸酐水解為馬來酸鹽，加入催化劑和雙氧水進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，生成環(huán)氧琥珀酸鹽；

5、s2.加水溶解步驟s1生成的環(huán)氧琥珀酸鹽，然后加入丙烯酸、對苯乙烯磺酸鈉和4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸混合，加入引發(fā)劑，在80-90℃條件下聚合反應(yīng)5-6h，即得無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑。

6、進(jìn)一步地，步驟s1中，將馬來酸酐加水溶解，然后向其中滴加氫氧化鈉溶液，恒速攪拌，溫度控制在55℃以下，滴加速率為0.2-0.3ml/min，得到馬來酸鹽。

7、進(jìn)一步地，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，馬來酸酐與氫氧化鈉的摩爾比為1:(1.5-1.8)。

8、進(jìn)一步地，步驟s1中，馬來酸酐水解為馬來酸鹽后，升溫至60-65℃，加入鎢酸鈉作為催化劑，然后向其中滴加雙氧水和氫氧化鈉溶液進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，雙氧水的滴加速率為0.5-0.6ml/min，氫氧化鈉溶液的滴加速率為0.2-0.25ml/min，得到環(huán)氧琥珀酸鹽。

9、進(jìn)一步地，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，雙氧水的質(zhì)量濃度為30％，馬來酸酐與鎢酸鈉的質(zhì)量比為1:(0.04-0.06)，馬來酸酐與雙氧水的摩爾比為1:(1.1-1.2)，馬來酸酐與氫氧化鈉的摩爾比為1:(1-1.05)。

10、進(jìn)一步地，步驟s2中，馬來酸酐、丙烯酸、對苯乙烯磺酸鈉和4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸的摩爾比為1:(1-2):1:(0.06-0.08)。

11、進(jìn)一步地，步驟s2中，引發(fā)劑為過硫酸銨，馬來酸酐與過硫酸銨的質(zhì)量比1:(0.2-0.35)。

12、進(jìn)一步地，聚合反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，用無水甲醇和去離子水交替洗滌，過濾、干燥得到無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、本發(fā)明通過聚合改性，在聚合物分子中不僅引入了羧酸基團(tuán)，還引入親水性較強(qiáng)的磺酸基團(tuán)，可以有效防止弱酸基團(tuán)生成不溶解的鈣凝膠；同時在聚合物中引入熒光單體4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸，達(dá)到示蹤效果，實現(xiàn)對水處理劑的監(jiān)測。

技術(shù)特征：

1.無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑由下述方法制備：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，步驟s1中，將馬來酸酐加水溶解，然后向其中滴加氫氧化鈉溶液，恒速攪拌，溫度控制在55℃以下，滴加速率為0.2-0.3ml/min，得到馬來酸鹽。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，馬來酸酐與氫氧化鈉的摩爾比為1:(1.5-1.8)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，步驟s1中，馬來酸酐水解為馬來酸鹽后，升溫至60-65℃，加入鎢酸鈉作為催化劑，然后向其中滴加雙氧水和氫氧化鈉溶液進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，雙氧水的滴加速率為0.5-0.6ml/min，氫氧化鈉溶液的滴加速率為0.2-0.25ml/min，得到環(huán)氧琥珀酸鹽。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％，雙氧水的質(zhì)量濃度為30％，馬來酸酐與鎢酸鈉的質(zhì)量比為1:(0.04-0.06)，馬來酸酐與雙氧水的摩爾比為1:(1.1-1.2)，馬來酸酐與氫氧化鈉的摩爾比為1:(1-1.05)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，步驟s2中，馬來酸酐、丙烯酸、對苯乙烯磺酸鈉和4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸的摩爾比為1:(1-2):1:(0.06-0.08)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，步驟s2中，引發(fā)劑為過硫酸銨，馬來酸酐與過硫酸銨的質(zhì)量比1:(0.2-0.35)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，其特征在于，聚合反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，用無水甲醇和去離子水交替洗滌，過濾、干燥得到無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑，屬于水處理劑的技術(shù)領(lǐng)域，所述無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑由下述方法制備：S1.將馬來酸酐水解為馬來酸鹽，加入催化劑和雙氧水進(jìn)行環(huán)化反應(yīng)，生成環(huán)氧琥珀酸鹽；S2.加水溶解步驟S1生成的環(huán)氧琥珀酸鹽，然后加入丙烯酸、對苯乙烯磺酸鈉和4,4'?二氨基二苯乙烯?2,2'?二磺酸混合，加入引發(fā)劑，在80?90℃條件下聚合反應(yīng)5?6h，即得無磷示蹤型水處理緩蝕阻垢劑。本發(fā)明通過聚合改性，在聚合物分子中不僅引入了羧酸基團(tuán)，還引入親水性較強(qiáng)的磺酸基團(tuán)，可以有效防止弱酸基團(tuán)生成不溶解的鈣凝膠；同時在聚合物中引入熒光單體4,4'?二氨基二苯乙烯?2,2'?二磺酸，達(dá)到示蹤效果，實現(xiàn)對水處理劑的監(jiān)測。

技術(shù)研發(fā)人員：安淑靜,李文章,孫杰,陳書,周永娜,李建影
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北五吉節(jié)能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15