一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法

本发明涉及水处理，具体为一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法。

背景技术：

1、工业循环冷却水在运行过程中，系统的管道和换热设备容易产生水垢和腐蚀，因此需要在冷却水中加入缓释阻垢剂，缓释的特点是释放缓慢且持久，便于长期对水垢进行腐蚀和释放，以保证换热设备的正常运行。循环冷却水在工业用水中占有很大比重，循环冷却水在反复使用后容易产生无机钙垢，例如：碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等。这些钙垢附着于管道内部表面，将大大降低循环冷却水的冷却效率，给工业生产带来极大的不利，因此，提高工业冷却水的循环利用率迫在眉睫。

2、为了减少这些无机钙垢，在循环冷却水中投加阻垢剂及缓释剂是最常用且高效的方法。发展水资源的日益短缺，开发对环境友好的高效的水处理剂，以提高工业冷却水的循环利用率迫在眉睫。目前，国内应用于工业上的循环冷却水系统的阻垢剂中含磷的阻垢剂占据了一半，但由于含磷的阻垢剂容易引起水体的富营养化以及赤潮危害。且有的阻垢剂晶体形差，阻垢效果差。本文发明硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物的复合阻垢剂，属于无磷、可生物降解的绿色环保型阻垢剂，必将高效地应用于水处理领域。

技术实现思路

1、本发明提供了一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法及系统，具备促进增强复配阻垢剂的阻垢效果和提高阻垢剂晶体的腐蚀性的有益效果，解决了上述背景技术中所提到含磷的阻垢剂容易引起水体的富营养化以及赤潮危害以及现有的阻垢剂的阻垢效果差的问题。

2、本发明提供如下技术方案：一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法，无磷阻垢剂呈分体固相，且包括以下质量份原料：

3、硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物5—18份、环氧树脂2-15、无机盐复合物7—12份、苯骈三氮唑0.5-1份、聚天冬氨酸5-15份、ph调节剂5-10份、表面活性剂2-4份、可溶性固化剂2-15份、水解剂溶液16—20份；

4、所述硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物是硫脲通过制备原料对聚环氧琥珀酸进行改性，用于促进对碳酸钙阻垢性能比的聚合物；所述无机盐复合物用于促进对阻垢物的释放速度比的合成物。

5、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：该制备方法的具体步骤包括：

6、s1：阻垢基料的制备，将经过预处理的粉煤灰、环氧树脂、聚天冬氨酸、苯骈三氮唑和聚天冬氨酸溶解于70％～77.5％蒸馏水中，混合均匀并经干法制粒制成20-60目的颗粒，得到阻垢基料；

7、s2：制作硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物；

8、s3：制作无机盐复合物；

9、s4：将阻垢基料、硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物和无机盐复合物均匀分散于5-10倍重量水中，并加热至55-65℃保温搅拌，再加入可溶性固化剂和ph调节剂，继续于55-65℃保温搅拌15min，获得无磷阻垢剂混合物，将所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得缓释型无磷阻垢剂。

10、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述制作硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物的具体步骤包括：

11、a.将原料马来酸酐溶解于去离子水中，并在冰浴和搅拌条件下滴加50％的氢氧化钠溶液，使马来酸酐水解并转变为马来酸的钠盐，在55～60℃水浴中，向第一步得到的溶液中加入双氧水和钨酸钠，进行环氧化反应，得到环氧琥珀酸；

12、b.将温度升至80～90℃，加入催化剂氢氧化钙直接进行聚合反应，得到橙黄色黏状液体，即为聚环氧琥珀酸；

13、c.将步骤b的产物放入三口瓶中，加入硫脲，用氢氧化钠或盐酸调节ph，放入甲基硅油浴中加热，反应体系变为红褐色黏稠状物时，停止加热，将产品放入无水乙醇烧杯中充分搅拌洗涤2～3次，得到浅橙黄色黏稠状物，在干燥箱中干燥，既得硫脲改性聚环氧琥珀酸，研细密闭保存备用。

14、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述无机盐复合物的制备步骤具体包括，

15、1)将自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸四钠盐和膨胀石墨按照1：(0.7～1.2)：(0.23～0.4)：(0.6～1.2)的质量配比，混合后进行粉碎搅拌，得到混合物；

16、2)将所述混合物和膨胀石墨混合后进行搅拌，得到无机盐/膨胀石墨混合物；

17、3)所述无机盐/膨胀石墨混合物压块后进行热处理，得到无机盐复合物。

18、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述膨胀石墨是通过将天然鳞片石墨进行粉碎、过筛，经过酸化处理，形成石墨层间化合物，经水洗至中性，烘干后快速加热，使之膨胀成为蠕虫状物质。

19、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述可溶性固化剂为氯化钙、氢氧化钙、氯化铝、氯化镁、氯化钡、硫酸铝、硫酸镁、硫酸钛中的任意一种或多种。

20、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述表面活性剂的用量为硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物单体质量的0.15％～0.22％，由氧化剂、还原剂按照1：(2.5～5)的质量比各自配制待用。

21、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述表面活性剂为二甲苯、氟硅酸钠、硫酸铵、氯化铵、硫酸亚铁、氢氧化铵其中的一种或多种。

22、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述水解剂溶液的用量为硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物质量的16％～20％，选自30wt％氢氧化钠溶液、30wt％氢氧化钾溶液、30wt％碳酸钠溶液中的一种。

23、作为本发明所述一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法的一种可选方案，其中：所述聚天冬氨酸的聚合度为1800、醇解度为89％，聚天冬氨酸与纯水的质量体积比为0.2～0.3g:1ml。

24、本发明具备以下有益效果：

25、1、该一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法及系统，通过硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物和无机盐复合物，配合环氧树脂2-15、无机盐复合物7—12份、苯骈三氮唑0.5-1份、聚天冬氨酸5-15份、ph调节剂5-10份、表面活性剂2-4份、可溶性固化剂2-15份和水解剂溶液16—20份进行复核，本发明通过改性其中复合原料来提高各种聚合物之间的协同作用，促进增强复配阻垢剂的阻垢效果。

26、2、该一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法及系统，除了对克服现有的有机磷阻垢剂因为排放磷抄表的弊端，且将硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物、通过将硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物对钙垢具有良好的阻垢性能，且在ppg相对分子质量为800、单体配比硫脲改性聚环氧琥珀酸合成物∶m(aa)∶m(sss)为1∶2∶1、阻垢剂用量为3.5mg/l时，对碳酸钙的阻垢率达到95.12，使碳酸钙晶体的晶型发生了变化，同时，可降低钙垢晶体的结晶度，促进增强复配阻垢剂的阻垢效果，无机盐复合物和足够基料进行均匀复合，并通过可溶性固化剂和ph调节剂进行调节，不仅促进提高增强复配阻垢剂的阻垢效果，且在复配中，不含磷，有助于保护环境。

27、3、该一种工业循环水用缓释型无磷阻垢剂的制备方法及系统，通过对无机盐复合物进行复合调配，其中无机盐中的易腐蚀的好处，加入膨胀石墨，能避免熔融无机盐在高温阻垢中的流失和蒸发，在制作阻垢剂晶体的过程中，使得其晶体保形性好，膨胀石墨和无机盐复合能变相储蓄热能了，进而提高水合无机盐的热导率，进而提高腐蚀特性，间接提高阻垢剂的阻垢效果。