專利名稱：無磷復(fù)合水處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無磷復(fù)合水處理劑。
背景技術(shù)：
全球性水資源短缺問題已引起全世界范圍的高度重視。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，環(huán)境負(fù)擔(dān)也不斷加重，環(huán)境污染問題已經(jīng)成為我國亟待解決的問題。然而我國工業(yè)用水量卻浪費(fèi)驚人，主要原因是工業(yè)用水重復(fù)利用率較低，因此，提高工業(yè)或民用循環(huán)水的使用效率，采用環(huán)境友好型水處理藥劑，對(duì)于節(jié)約水資源、降低生產(chǎn)成本和保護(hù)環(huán)境都具有非常重要的意義。自20世紀(jì)70年代初，磷系水處理劑被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)水以來，因?yàn)槠錈o毒、低價(jià)并具有好的緩蝕阻垢性能，目前在水處理中占主導(dǎo)的地位。盡管磷系水處理劑為解決工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢問題做出了巨大貢獻(xiàn)，給社會(huì)帶來了巨大的財(cái)富，但與此同時(shí)，磷系水處理劑會(huì)給工業(yè)廢水帶來大量的含磷化合物，造成水體的富營養(yǎng)化，對(duì)環(huán)境不友好，這使得研究一種高效、低磷或無磷的環(huán)保型水處理劑的呼聲越來越高。世界上有的國家對(duì)磷的排放已經(jīng)做出了嚴(yán)格的限制，例如德國已要求磷的排放< lmg/L，我國對(duì)磷的排放也制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，其中GB18918-2002規(guī)定，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)為總磷< 0. 5mg/L，一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)為總磷彡1.0mg/L。因此，開發(fā)一種無磷緩蝕阻垢復(fù)合水處理劑是水處理行業(yè)的重點(diǎn)。在中國專利01113457. 7，陸柱等人發(fā)明了一種以無毒、無刺激性的聚天冬氨酸為主要阻垢成分，以不產(chǎn)生公害的鎢酸鹽為緩蝕劑，再加入其它輔助組分的多功能復(fù)合水處理藥劑，雖然該水處理劑不含磷，也具有較優(yōu)良的緩蝕阻垢效果，但是其配方中的鉬酸鈉添加量較大，整個(gè)配方的成本也相應(yīng)增加，因此，不具有普遍推廣應(yīng)用的可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有的水處理劑含磷對(duì)環(huán)境不友好、或者使用無磷配方的成本高難以推廣使用的缺陷，提供了一種具有良好緩蝕阻垢性和環(huán)保性能， 無磷、無毒、易生物降解，且添加濃度低、成本低的無磷復(fù)合水處理劑。本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑配方含有丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、鈰源和水。本發(fā)明中，所述的無磷復(fù)合水處理劑配方含量較佳的為含有10% 25%丙烯酸類共聚物、0. 5% 3%以鋅離子計(jì)的鋅鹽、3% 20%鎢酸鹽、0. 5% 6%鈰源和補(bǔ)足余量 100%的水，百分比為各成分占無磷復(fù)合水處理劑總量的質(zhì)量百分比；更佳的含有10% 25%丙烯酸類共聚物、0. 5% 3%以鋅離子計(jì)的鋅鹽、3% 8%鎢酸鹽、0. 5% 5%鈰源和補(bǔ)足余量100%的水，百分比為各成分占無磷復(fù)合水處理劑總量的質(zhì)量百分比。本發(fā)明中，所述的丙烯酸類共聚物為本領(lǐng)域常規(guī)使用的丙烯酸類共聚物，較佳的為丙烯酸類二元共聚物和/或丙烯酸類三元共聚物。其中，所述的丙烯酸類二元共聚物為本領(lǐng)域常規(guī)使用的丙烯酸類二元共聚物，較佳的為丙烯酸(AA)與丙烯酸羥丙酯(HPA)的共聚物和/或丙烯酸與2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸(AMPS)的共聚物。所述的丙烯酸(AA)與丙烯酸羥丙酯(HPA)的共聚物的分子量沒有特殊限定，較佳的為粘均分子量400 800。所述的丙烯酸與2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸(AMPS)共聚物的分子量沒有特殊限定，較佳的為粘均分子量1000 10000。其中，所述的丙烯酸類三元共聚物為本領(lǐng)域常規(guī)使用的丙烯酸類三元共聚物，較佳的為丙烯酸、丙烯酸羥丙酯與丙烯酸甲酯(MA)的共聚物和/或丙烯酸、丙烯酸酯與2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物。本發(fā)明中，所述的丙烯酸類共聚物相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度較佳的為 10mg/L 25mg/L。本發(fā)明中，所述的鋅鹽為本領(lǐng)域常規(guī)所述鋅鹽，在水中能電離出鋅離子的含鋅化合物，較佳的為硫酸鋅和/或氯化鋅。本發(fā)明中，所述的鋅鹽相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度較佳的為以鋅離子計(jì) 0. 5mg/L 3mg/L。本發(fā)明中，所述的鎢酸鹽為本領(lǐng)域常規(guī)所述的鎢酸鹽，較佳的為鎢酸鈉和/或鎢酸銨。本發(fā)明中，所述的鎢酸鹽相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度較佳的為!Mg/ L 20mg/L，更佳的為 3mg/L 8mg/L。本發(fā)明中，所述的鈰源為本領(lǐng)域常規(guī)所述，在水中能離解出鈰離子的化合物，較佳的為氧化鈰和/或硝酸鈰。本發(fā)明中，所述的鈰源相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度較佳的為0. 5mg/ L 6mg/L，更佳的為 0. 5mg/L 5mg/L。本發(fā)明中，所述的無磷復(fù)合水處理劑較佳的還可以含有苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑。當(dāng)本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑含有苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑時(shí)，特別適合用于銅材質(zhì)體系中，如在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中使用銅材設(shè)備時(shí)，具有更佳的緩蝕效果。其中，所述的苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑的含量較佳的為0. 5% 2 %，百分比為苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑占無磷復(fù)合水處理劑總量的質(zhì)量百分比。本發(fā)明中，所述的苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度較佳的為0. 5mg/L ang/L。本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑配方較佳的由丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、鈰源和水組成。本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑配方較佳的由丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、鈰源、 苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水組成。其中，所述的丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽和鈰源的種類及優(yōu)選含量均如前所述。本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑配方還可以含有本領(lǐng)域常規(guī)添加的各種其他添加劑， 只要其沒有拮抗作用或不顯著影響本發(fā)明水處理劑效果即可。本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑的制備方法按本領(lǐng)域常規(guī)操作，一般包括如下步驟 按所述的配方，將各原料均勻混合即可。
本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。本發(fā)明中，在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述的各技術(shù)特征優(yōu)選條件可以任意組合得到較佳實(shí)例。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的無磷復(fù)合水處理劑不含磷、無毒、易生物降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不需要很高的鎢酸鹽投加濃度即可實(shí)現(xiàn)處理目的，降低了整個(gè)產(chǎn)品的成本，有較高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)具有良好的緩蝕阻垢性能，對(duì)碳鋼、不銹鋼及銅合金等材質(zhì)都起到了優(yōu)良的保護(hù)作用。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1 10均按照中國石油化工總公司編寫的《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》(1993 年，安慶石油化工總廠信息中心出版)中“碳酸鈣沉積法”和“旋轉(zhuǎn)掛片失重法”進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)。其中，“旋轉(zhuǎn)掛片失重法”中，試驗(yàn)溫度45°C，試片轉(zhuǎn)速75轉(zhuǎn)/分(rpm)，試驗(yàn)時(shí)間 72h，掛片材質(zhì)為碳鋼，試驗(yàn)水質(zhì)為上海地方自來水，水質(zhì)見表1。表1試驗(yàn)水質(zhì)
水質(zhì)指標(biāo)鈣硬總堿度總硬度crS042-pH電導(dǎo)率濃度12082. 514538317. 56362注電導(dǎo)率為μ S/cm，其余單位為mg/L，鈣硬、總堿度、總硬度均以CaC03計(jì)，下同。其中，水質(zhì)分析方法、緩蝕率及阻垢率計(jì)算方法參照中國石油化工總公司編寫的 《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》。實(shí)施例11、配制無磷復(fù)合水處理劑IOOg無磷復(fù)合水處理劑配方丙烯酸/丙烯酸羥丙酯共聚物(AA/HPA，來源于山東泰和水處理有限公司，型號(hào)為T-225，粘均分子量400 800)25g，七水硫酸鋅15g，鎢酸鈉10g， 氧化鈰6g，去離子水44g，均勻混合，即得。2、用配制好的藥劑按80mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加，水中含AA/HPA、鋅離子、鎢酸鈉及氧化鈰的有效濃度分別為20mg/L、2. 4mg/L,8mg/L和4. 8mg/L。測(cè)得碳鋼緩蝕率為98. 1%，對(duì)碳酸鈣阻垢率為91. 6%。實(shí)施例21、配制無磷復(fù)合水處理劑IOOg無磷復(fù)合水處理劑配方丙烯酸/丙烯酸羥丙酯共聚物(AA/HPA，來源于山東泰和水處理有限公司，型號(hào)為T-225)25g，七水硫酸鋅15g，鎢酸鈉10g，氧化鈰6g，苯并三氮唑 lg，去離子水43g，均勻混合，即得。2、用配制好的藥劑按80mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時(shí)，水中含AA/HPA、鋅離子、鎢酸鈉、氧化鈰及苯并三氮唑的有效濃度分別為20mg/L、2. 4mg/L,8mg/L,4. 8mg/L和 0. 8mg/L。測(cè)得碳鋼緩蝕率為98. 7%，黃銅緩蝕率為99. 8% (此數(shù)據(jù)表明本實(shí)施例的無磷水處理劑對(duì)銅材質(zhì)體系的緩蝕效果良好)，對(duì)碳酸鈣阻垢率為91. 4%。實(shí)施例31、配制無磷復(fù)合水處理劑IOOg無磷復(fù)合水處理劑配方丙烯酸/2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/ AMPS，來源于常州精科霞峰精細(xì)化工有限公司，粘均分子量1000 10000) 25g，氯化鋅 6. 8g，鎢酸鈉10g，氧化鈰6g，去離子水52. 2g，均勻混合，即得。2、用配制好的藥劑按80mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時(shí)，水中含AA/AMPS、 鋅離子、鎢酸鈉、氧化鈰及BTA的有效濃度分別為20mg/L、2. 4mg/L,8mg/L,4. 8mg/L和 0. 8mg/L。 測(cè)得碳鋼緩蝕率為97. 2 %，對(duì)碳酸鈣阻垢率為90. 1 %。實(shí)施例41、配制無磷復(fù)合水處理劑IOOg無磷復(fù)合水處理劑配方丙烯酸/2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/ AMPS,來源于常州精科霞峰精細(xì)化工有限公司)25g，七水硫酸鋅10g，鎢酸鈉6g，氧化鈰4g， 去離子水55g，均勻混合，即得。2、用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時(shí)，水中含AA/AMPS、 鋅離子、鎢酸鈉、及氧化鈰的有效濃度分別為25mg/L、2mg/L、6mg/L和％ig/L。測(cè)得碳鋼緩蝕率為98. 5 %，對(duì)碳酸鈣阻垢率為92. 9 %。實(shí)施例51、配制無磷復(fù)合水處理劑IOOg無磷復(fù)合水處理劑配方丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯共聚物(山東泰和水處理有限公司)25g，七水硫酸鋅3. 2g，鎢酸鈉20g，硝酸鈰0. Ig,去離子水51. Ig,均勻混合，即得。2、用配制好的藥劑按80mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加，水中含丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯共聚物、鋅離子、鎢酸鈉及硝酸鈰的有效濃度分別為20mg/L、0. 5mg/ L、16mg/L和 0. 56mg/L。 測(cè)得碳鋼緩蝕率為97. 3%，對(duì)碳酸鈣阻垢率為92. 7%。實(shí)施例61、配制無磷復(fù)合水處理劑IOOg無磷復(fù)合水處理劑配方丙烯酸/2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/ AMPS,常州精科霞峰精細(xì)化工有限公司)20g，七水硫酸鋅30g，鎢酸鈉6g，硝酸鈰10g，去離子水34g，均勻混合，即得。2、用配制好的藥劑按50mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加，水中含丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯共聚物、鋅離子、鎢酸鈉及硝酸鈰的有效濃度分別為lOmg/LJmg/L、 3mg/L 禾口 5mg/L。測(cè)得碳鋼緩蝕率為96. 4%，對(duì)碳酸鈣阻垢率為90. 6%。
實(shí)施例7 10配制無磷復(fù)合水處理劑
權(quán)利要求
1.一種無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于其配方含有丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、 鈰源和水。
2.如權(quán)利要求1所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的無磷復(fù)合水處理劑配方由丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、鈰源和水組成。
3.如權(quán)利要求1所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的無磷復(fù)合水處理劑配方由丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、鈰源、苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑、以及水組成。
4.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的無磷復(fù)合水處理劑配方含量為含有10% 25%丙烯酸類共聚物、0.5% 3%以鋅離子計(jì)的鋅鹽、 3 % 20 %鎢酸鹽、0. 5 % 6 %鈰源和補(bǔ)足余量100 %的水，百分比為各成分占無磷復(fù)合水處理劑總量的質(zhì)量百分比；較佳的含有10% 25%丙烯酸類共聚物、0. 5% 3%以鋅離子計(jì)的鋅鹽、3% 8%鎢酸鹽、0. 5% 5%鈰源和補(bǔ)足余量100%的水，百分比為各成分占無磷復(fù)合水處理劑總量的質(zhì)量百分比。
5.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的丙烯酸類共聚物為丙烯酸類二元共聚物和/或丙烯酸類三元共聚物；其中，所述的丙烯酸類二元共聚物較佳的為丙烯酸與丙烯酸羥丙酯的共聚物和/或丙烯酸與2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物；所述的丙烯酸類三元共聚物較佳的為丙烯酸、丙烯酸羥丙酯與丙烯酸甲酯的共聚物和/或丙烯酸、丙烯酸酯與2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物。
6.如權(quán)利要求5所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的丙烯酸與丙烯酸羥丙酯的共聚物的分子量為粘均分子量400 800 ；所述的丙烯酸與2-甲基-2’ -丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物的分子量為粘均分子量1000 10000。
7.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的鋅鹽為硫酸鋅和/或氯化鋅；和/或，所述的鎢酸鹽為鎢酸鈉和/或鎢酸銨；和/或，所述的鈰源為氧化鈰和/或硝酸鈰。
8.如權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的丙烯酸類共聚物相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度為10mg/L 25mg/L ；和/或，所述的鋅鹽相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度為以鋅離子計(jì)0. 5mg/L 3mg/L ；和/或，所述的鎢酸鹽相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度為3mg/L 20mg/L，較佳的為3mg/L 8mg/L ；和/或，所述的鈰源相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度為0. 5mg/L 6mg/L， 較佳的為0. 5mg/L 5mg/L。
9.如權(quán)利要求1所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的無磷復(fù)合水處理劑還含有苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑；所述的苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑的含量為0.5% 2%，百分比為苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑占無磷復(fù)合水處理劑總量的質(zhì)量百分比。
10.如權(quán)利要求3或9所述的無磷復(fù)合水處理劑，其特征在于所述的苯并三氮唑和/ 或甲基苯并三氮唑相對(duì)于待處理水溶液總量的有效投加濃度為0. 5mg/L ang/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無磷復(fù)合水處理劑，其配方含有丙烯酸類共聚物、鋅鹽、鎢酸鹽、鈰源和水。該無磷復(fù)合水處理劑具有良好緩蝕阻垢性和環(huán)保性能，無磷、無毒、易生物降解，且添加濃度低、成本低，經(jīng)濟(jì)效益大。
文檔編號(hào)C02F5/12GK102557275SQ201010583948
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者王煒 申請(qǐng)人:上海洗霸科技股份有限公司