一种三元阻垢剂及其制备方法与流程

本发明涉及环保水处理技术领域，具体的说，是一种三元阻垢剂及其制备方法。

背景技术：

现代水处理逐步展现了对水处理方案中水处理药剂绿色环保和高效节能的严苛要求。因此一种无磷且在水中能够满足稳锌稳磷需求并且在阻碳酸钙，阻磷酸钙及阻硫酸钙中都有一势的阻垢分散剂成为必不可少的药剂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种三元阻垢剂，以实现提供一种无磷高效阻垢剂的目的。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

一种三元阻垢剂，包括单体丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，合成时的阻聚剂采用异丙醇。

作为优选的，所述单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:1-5。

进一步的，所述单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:3。

更进一步的，用于聚合反应的引发剂为过硫酸铵。

这样，本发明公开了一种三元阻垢剂，具体来看，单体采用丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，引发剂采用过硫酸铵，阻聚剂采用异丙醇，因而最终聚合物中为我完全无磷产品，并且最终产品针对水处理中，当加药有效浓度为5mg/l时，对碳酸钙垢以及磷酸钙垢的抑制作用明显，对碳酸钙垢的阻垢率高达99%，对于磷酸钙垢的阻垢率高达98%。本发明公开的三元阻垢剂其更加环保在对水处理的过程中，不引入对水体造成影响的磷元素，在利用本发明提供的阻垢剂进行水处理时相较于现有的水体阻垢剂其更加环保，并且阻垢效果也更好。

再者，本发明还公开了一种三元阻垢剂的制备方法，以解决本发明所公开的一种三元阻垢剂的制备问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：

一种三元阻垢剂的制备方法，其中，将丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸定量同时加入反应釜中，并在85℃~95℃的环境中搅拌，待混合溶液升温后，加入引发剂，所述引发剂用量为单体质量百分含量的3%-8%，反应2-4小时后，加入阻聚剂异丙醇，再持续反应1小时。

进一步的，所述引发剂采用硫酸铵。

更进一步的，作为阻聚剂的所述异丙醇过量添加，并在持续反应1小时后，再高温搅拌，直到异丙醇全部去除。

利用本发明公开的制备方法进行制备，能够让聚合物的阻垢效果达到最佳，具体在采用静态阻垢试验后，在加药有效浓度在5mg/l时，在80℃下，对碳酸钙的阻垢率为99%，对磷酸钙的阻垢率为98%，并且产品具有良好的稳锌能力，而且在配置预膜剂时，以本申请所公开的无磷聚合物为主剂的预膜剂能够形成彩色膜，硫酸铜试剂滴定可以达到40秒由绿变红，成膜效果好。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种三元阻垢剂，包括单体丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，合成时的阻聚剂采用异丙醇。

进一步的，所述单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:1。

更进一步的，用于聚合反应的引发剂为过硫酸铵。

具体的，引发剂过硫酸铵的用量为单体总质量的10%。

并且在进行合成时，作为阻聚剂的异丙醇过量添加，已达到良好的链终止的效果，在最终翻译完成后，再将多余的异丙醇通过旋转蒸馏的方式排出。

其中，将本实施例中涉及的聚合物阻垢剂进行静态阻垢试验，探究聚合物对碳酸钙垢和磷酸钙垢的抑制作用，其中：

当阻垢剂的有效浓度为5mg/l时，温度80℃，恒温8-10小时，同等试验条件下分别对两种钙垢进行作用：

1、碳酸钙阻垢试验，当水样中钙离子浓度为6mmol/l碳酸氢根浓度为12mmol/l。阻垢剂的添加量为3mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于碳酸钙的阻垢率可达91%；

2、磷酸钙阻垢试验，按照中石化试验方法进行试验，钙离子浓度为250mg/l，磷酸根浓度为5mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于磷酸钙的阻垢率为90%；

3、利用本实施例中的阻垢剂作为主剂配置无磷预膜剂，成品能够形成彩色膜，硫酸铜试剂滴定20秒后由绿变红。

同时，除了利用本实施例中涉及的除垢剂直接进行静态阻垢试验外，还利用扫描电机对加入阻垢剂后的垢物进行观测，可以通过扫描电机的图片发现在加入阻垢剂后，垢物结晶的外貌发生了很大的变化，进而说明，阻垢剂能够在阻垢方面起到良好的效果。

实施例2

在本实施例中，一种三元阻垢剂与实施例1中相比，变化仅为单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:2。其他成分和添加剂不变。

进而在将本实施例中涉及的阻垢剂制备完成后，将本实施例中涉及的聚合物阻垢剂进行静态阻垢试验，探究聚合物对碳酸钙垢和磷酸钙垢的抑制作用，其中：

当阻垢剂的有效浓度为5mg/l时，温度80℃，恒温8-10小时，同等试验条件下分别对两种钙垢进行作用：

1、碳酸钙阻垢试验，当水样中钙离子浓度为6mmol/l碳酸氢根浓度为12mmol/l。阻垢剂的添加量为3mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于碳酸钙的阻垢率可达93%；

2、磷酸钙阻垢试验，按照中石化试验方法进行试验，钙离子浓度为250mg/l，磷酸根浓度为5mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于磷酸钙的阻垢率为92%；

3、利用本实施例中的阻垢剂作为主剂配置无磷预膜剂，成品能够形成彩色膜，硫酸铜试剂滴定34秒后由绿变红。

同时，除了利用本实施例中涉及的除垢剂直接进行静态阻垢试验外，还利用扫描电机对加入阻垢剂后的垢物进行观测，可以通过扫描电机的图片发现在加入阻垢剂后，垢物结晶的外貌发生了很大的变化，进而说明，阻垢剂能够在阻垢方面起到良好的效果。

实施例3

在本实施例中，一种三元阻垢剂与实施例1中相比，变化仅为单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:3。其他成分和添加剂不变。

进而在将本实施例中涉及的阻垢剂制备完成后，将本实施例中涉及的聚合物阻垢剂进行静态阻垢试验，探究聚合物对碳酸钙垢和磷酸钙垢的抑制作用，其中：

当阻垢剂的有效浓度为5mg/l时，温度80℃，恒温8-10小时，同等试验条件下分别对两种钙垢进行作用：

1、碳酸钙阻垢试验，当水样中钙离子浓度为6mmol/l碳酸氢根浓度为12mmol/l。阻垢剂的添加量为3mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于碳酸钙的阻垢率可达99%；

2、磷酸钙阻垢试验，按照中石化试验方法进行试验，钙离子浓度为250mg/l，磷酸根浓度为5mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于磷酸钙的阻垢率为98%；

3、利用本实施例中的阻垢剂作为主剂配置无磷预膜剂，成品能够形成彩色膜，硫酸铜试剂滴定40秒后由绿变红。

同时，除了利用本实施例中涉及的除垢剂直接进行静态阻垢试验外，还利用扫描电机对加入阻垢剂后的垢物进行观测，可以通过扫描电机的图片发现在加入阻垢剂后，垢物结晶的外貌发生了很大的变化，进而说明，阻垢剂能够在阻垢方面起到良好的效果。

实施例4

在本实施例中，一种三元阻垢剂与实施例1中相比，变化仅为单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:4。其他成分和添加剂不变。

进而在将本实施例中涉及的阻垢剂制备完成后，将本实施例中涉及的聚合物阻垢剂进行静态阻垢试验，探究聚合物对碳酸钙垢和磷酸钙垢的抑制作用，其中：

当阻垢剂的有效浓度为5mg/l时，温度80℃，恒温8-10小时，同等试验条件下分别对两种钙垢进行作用：

1、碳酸钙阻垢试验，当水样中钙离子浓度为6mmol/l碳酸氢根浓度为12mmol/l。阻垢剂的添加量为3mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于碳酸钙的阻垢率可达98%；

2、磷酸钙阻垢试验，按照中石化试验方法进行试验，钙离子浓度为250mg/l，磷酸根浓度为5mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于磷酸钙的阻垢率为97%；

3、利用本实施例中的阻垢剂作为主剂配置无磷预膜剂，成品能够形成彩色膜，硫酸铜试剂滴定33秒后由绿变红。

同时，除了利用本实施例中涉及的除垢剂直接进行静态阻垢试验外，还利用扫描电机对加入阻垢剂后的垢物进行观测，可以通过扫描电机的图片发现在加入阻垢剂后，垢物结晶的外貌发生了很大的变化，进而说明，阻垢剂能够在阻垢方面起到良好的效果。

实施例5

在本实施例中，一种三元阻垢剂与实施例1中相比，变化仅为单体丙烯酸和丙烯酸羟丙酯的摩尔比为7:5。其他成分和添加剂不变。

进而在将本实施例中涉及的阻垢剂制备完成后，将本实施例中涉及的聚合物阻垢剂进行静态阻垢试验，探究聚合物对碳酸钙垢和磷酸钙垢的抑制作用，其中：

当阻垢剂的有效浓度为5mg/l时，温度80℃，恒温8-10小时，同等试验条件下分别对两种钙垢进行作用：

1、碳酸钙阻垢试验，当水样中钙离子浓度为6mmol/l碳酸氢根浓度为12mmol/l。阻垢剂的添加量为3mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于碳酸钙的阻垢率可达95%；

2、磷酸钙阻垢试验，按照中石化试验方法进行试验，钙离子浓度为250mg/l，磷酸根浓度为5mg/l的情况下，本实施例中涉及的阻垢剂对于磷酸钙的阻垢率为94%；

3、利用本实施例中的阻垢剂作为主剂配置无磷预膜剂，成品能够形成彩色膜，硫酸铜试剂滴定28秒后由绿变红。

同时，除了利用本实施例中涉及的除垢剂直接进行静态阻垢试验外，还利用扫描电机对加入阻垢剂后的垢物进行观测，可以通过扫描电机的图片发现在加入阻垢剂后，垢物结晶的外貌发生了很大的变化，进而说明，阻垢剂能够在阻垢方面起到良好的效果。

综上，需要说明的，前述的所有实施例，也就是实施例1至实施例5所采用的制备方法均相同，具体的说：

一种三元阻垢剂的制备方法，将反应釜中加入蒸馏水以及丙烯酸、丙烯酸羟丙酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸定量同时加入反应釜中，将反应釜内部加热至85℃~95℃，待混合溶液升温后，加入引发剂，所述引发剂用量为单体质量百分含量的3%-8%，反应2-4小时后，加入阻聚剂异丙醇，再持续反应1小时。

前述反应釜中聚合物混合料的浓度为4mg/l；

进一步的，前述的引发剂采用硫酸铵。

并且，作为阻聚剂的所述异丙醇过量添加，并在持续反应1小时后，再高温搅拌，直到异丙醇全部去除，进而让异丙醇的阻聚效果最佳。

最为重要的，前述反应釜中的最佳反应温度为90℃。

对比例1

在本对比例中，利用同样的制备方法，不同的单体制备阻垢剂，具体的，在本对比例中，单体采用丙烯酸、丙烯酰胺和烯丙基磺酸钠。制备完成后，进行静态阻垢试验，具体的，对于碳酸钙的阻垢率为82%；对于磷酸钙的阻垢率为80%；

对比例2

在本对比例中，利用同样的制备方法，不同的单体制备阻垢剂，具体的，在本对比例中，单体采用丙烯酸、丙烯酸丁酯和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。制备完成后，进行静态阻垢试验，具体的，对于碳酸钙的阻垢率为87%，磷酸钙的阻垢率为85%。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

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