申请日2010.02.11
公开(公告)日2010.07.07
IPC分类号C08F289/00; C02F5/10; C08F251/00
摘要
本发明涉及一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，它采用马来酸酐及其它不饱和羧酸对天然产物：包括造纸废渣产物木质素磺酸盐，也可以是淀粉及其衍生物、其他多糖类物质及其衍生物或腐殖酸、丹宁等进行接枝改性，该无磷缓蚀阻垢剂的原料及重量份配比为：不饱和羧酸∶天然产物∶浓硫酸∶催化剂∶双氧水∶水，100-500∶20-400∶0-100∶0.001-50∶10-400∶100-2000。本发明的产品无磷、无氮，用于循环冷却水系统中具有很好的缓蚀阻垢效果，是一种环保型缓蚀阻垢剂。
权利要求书
1.一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，它采用不饱和羧酸对天然产物进行接枝改性，该无磷缓蚀阻垢剂的各原料重量份数为：
不饱和羧酸 100-500
天然产物 20-400
浓硫酸(98%) 5-100
催化剂 0.001-20
双氧水 10-500
水 100-2000
其制备方法是，首先在反应釜内加入水100-2000重量份，搅拌条件下往反应釜内抽入硫酸5-100重量份，将100-500重量份不饱和羧酸加入反应釜或滴加罐中;反应釜内加入20-400重量份天然产物和0.001-20重量份催化剂，将10-500重量份双氧水和100-2000重量份水抽入滴加罐内或加入反应釜内，反应器内温度升至50-120℃，开始反应，反应时间0.5-36小时，反应结束获得产品。
2.根据权利要求1所述的一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，其特征在于：所述的不饱和羧酸主要是马来酸酐、丙烯酸中的一种或二种。
3.根据权利要求1所述的一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，其特征在于：所述的天然产物包括多糖类物质及其衍生物，可以是淀粉及其衍生物，也可以是造纸废渣产物木质素磺酸盐、腐殖酸、丹宁等。
4.根据权利要求1所述的一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，其特征在于：催化剂可以为过氧化物类、硫酸亚铁、含有钒的物质、含有钴的物质、含有镍等过渡金属的物质中的一种或二种及两种以上，以任意配比混合均匀。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，其特征在于：所述的各原料物质优选配比重量份分别为：不饱和羧酸200-500，天然产物100-400，浓硫酸5-60，催化剂0.01-20，双氧水100-500，水300-2000。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法，其特征在于：所述的各原料物质最佳配比重量份分别为：不饱和羧酸300-500，天然产物150-400、浓硫酸5-50、催化剂0.02-20、双氧水200-500、水550-1000。
说明书
一种利用天然产物合成水处理用无磷缓蚀阻垢剂的方法
技术领域
本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种以天然产物为原料的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法。
背景技术
近年来，有机磷酸类缓蚀阻垢剂应用发展极为迅速，国内循环冷却水处理常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、磷酸酯、有机磷酸和聚合物类等。其中，有机磷酸类药剂以其高效的缓蚀与阻垢双重功能而被广泛的应用，该类水处理药剂具有化学性能稳定、能耐较高温度和pH值、有明显的溶限效应和协同效应等特点。但是磷是细菌和藻类的营养源，含磷类阻垢剂易造成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。因此，开发无磷、生物降解性能好的新型绿色缓蚀阻垢剂已成为21世纪水处理的发展方向。
国外无磷环保型水处理剂，如聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的开发始于20世纪90年代初期，我国于90年代后期也开始了对聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的合成。发明专利公开CN1850661A提供了一种用于循环冷却水处理的绿色环保型复合缓蚀阻垢剂，由聚环氧琥珀酸、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，具有无磷、生物降解的特点，用于循环冷却水系统中起缓蚀阻垢分散作用。发明专利公开CN101525185A提供了一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，无磷缓蚀阻垢剂包括聚环氧琥珀酸、丙烯酸类共聚物、唑类、钼酸盐、pH值调节剂以及水。各组分的重量百分比为：聚环氧琥珀酸25-40%，丙烯酸类共聚物18-40%，唑类5-15%，钼酸盐1-3%，pH调节剂2-6%，其余为水。发明专利公开CN101337744A提供了一种无磷缓蚀阻垢剂及其合成方法，该合成产品中含有羧酸基、磺酸基和氨基磺酸盐等多种官能团，利用它们之间的协同作用，使其具有更好的阻垢、分散性能，同时该产品无磷，可生物降解，对保护环境有利。发明专利公开CN101066811A提供了一种无磷缓蚀阻垢剂，它是由聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、聚马来酸酐、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、锌盐、天然有机高分子、钼酸盐及其它组份所组成。
聚羧酸类水处理剂如聚丙烯酸、聚马来酸的成功开发是水处理技术的突破性进展，由于无磷曾被认为是环境可接受的阻垢剂。但是近年来的研究表明，尽管多数聚羧酸阻垢剂毒性低，但它们一般无法在微生物和真菌的作用下分解成简单的无毒物质，即无法生物降解或只能少量被生物降解，若在水体中长期富集，也将污染环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优异的缓蚀、阻垢性能的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法，具体地说，是一种以天然产物为原料的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种利用天然产物合成水处理 用无磷缓蚀阻垢剂的方法，它采用不饱和羧酸对天然产物进行接枝改性，该无磷缓蚀阻垢剂的各原料重量份数为：
不饱和羧酸 100-500
天然产物 20-400
浓硫酸(98%) 5-100
催化剂 0.001-20
双氧水 10-500
水 100-2000
其制备方法是，首先在反应釜内加入水100-2000重量份，搅拌条件下往反应釜内抽入硫酸5-100重量份，将100-500重量份不饱和羧酸加入反应釜或滴加罐中;反应釜内加入20-400重量份天然产物和0.001-20重量份催化剂，将10-500重量份双氧水和100-2000重量份水抽入滴加罐内或加入反应釜内，反应器内温度升至50-120℃，开始反应，反应时间0.5-36小时，反应结束获得产品。
所述的不饱和羧酸主要是马来酸酐、丙烯酸中的一种或二种。
所述的天然产物包括多糖类物质及其衍生物，可以是淀粉及其衍生物，也可以是造纸废渣产物木质素磺酸盐、腐殖酸、丹宁等。
所述的催化剂可以为过氧化物类(如过硫酸铵，但并不仅限于该物质)、硫酸亚铁、含有钒的物质、含有钴的物质、含有镍等过渡金属的物质中的一种或二种及两种以上，以任意配比混合均匀。
所述的各原料物质优选配比重量份分别为：不饱和羧酸200-500，天然产物100-400，浓硫酸5-60，催化剂0.01-20，双氧水100-500，水300-2000。
所述的各原料物质最佳配比重量份分别为：不饱和羧酸300-500，天然产物150-400、浓硫酸5-50、催化剂0.02-20、双氧水200-500、水550-1000。
本发明的积极效果是：
●本发明产品为无磷产品，具有良好的环保性，能避免由于磷的排放引起的水质的富营养化问题，减轻了环境污染;
●药剂不含磷，避免了磷酸钙的沉积，使阻垢处理简单易控制，并且对碳酸钙垢的产生有很好的抑制效果，提高了设备的传热系数，降低设备能耗;
●药剂不含磷，大量减少了微生物的繁殖，可以降低杀菌灭藻剂的处理费用，特别适合生产甲醇、乙醇等有机物含量高的水质，不但能缓蚀阻垢，还减轻了杀菌剂的负担;
●对钙和碱容忍度高，耐高浓度的Cl-和SO42-的腐蚀，适应的pH范围广，为循环水在高浓缩倍数条件下运行、减少污水排放提供了条件。
