本發(fā)明涉及工業(yè)水處理，具體涉及一種?；螂迮c多乙烯多胺縮合物、無(wú)磷緩蝕阻垢劑及制備方法。

背景技術(shù)：

1、循環(huán)冷卻水在現(xiàn)代工業(yè)中必不可少，其中必須解決腐蝕和結(jié)垢這兩大弊端，解決腐蝕和結(jié)垢的有效辦法是向循環(huán)水中加入緩蝕阻垢劑。目前使用最廣的緩蝕阻垢劑為磷系藥劑，盡管磷無(wú)毒，但其作為微生物營(yíng)養(yǎng)源，促使微生物特別是藻類(lèi)過(guò)度繁殖，造成湖水水華、海水赤潮等危害，因此無(wú)磷緩蝕阻垢劑是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

2、近些年來(lái)，研究學(xué)者開(kāi)始對(duì)無(wú)磷緩蝕阻垢劑進(jìn)行探索，其中無(wú)機(jī)或有機(jī)雜環(huán)化合物具有成本過(guò)高缺陷，實(shí)際應(yīng)用較少；聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物等聚羧酸或磺酸鹽共聚物僅具有一定的阻垢性能，沒(méi)有明顯的緩蝕性能，緩蝕性能無(wú)法與含磷緩蝕阻垢劑相媲美。

3、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種?；螂迮c多乙烯多胺縮合物、無(wú)磷緩蝕阻垢劑及制備方法，該新型無(wú)磷緩蝕阻垢劑產(chǎn)品不僅具備綠色環(huán)保的特性，還具有良好的緩蝕阻垢性能，可替代當(dāng)前市場(chǎng)主流的含磷緩蝕阻垢劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種?；螂迮c多乙烯多胺縮合物、無(wú)磷緩蝕阻垢劑及制備方法，可替代當(dāng)前市場(chǎng)主流的含磷緩蝕阻垢劑，廣泛應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)以及其它水處理過(guò)程的金屬緩蝕保護(hù)。

2、本發(fā)明第一方面提供了一種?；螂迮c多乙烯多胺縮合物，結(jié)構(gòu)式如下：

3、，

4、其中，r1為c1～c20的烷基；n和m為1～10之間的整數(shù)。

5、優(yōu)選的，烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、十一烷基、十二烷基、十五烷基或十八烷基的任一種。

6、本發(fā)明第二方面是提供了一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑，以100重量份計(jì)，通過(guò)以下重量份數(shù)的各組分組成：酰基硫脲與多乙烯多胺縮合物20～30份、聚羧酸類(lèi)混合物10～15份、低分子量陰離子聚合物15～20份、水溶性鋅鹽5～10份和去離子水30～50份。

7、優(yōu)選的，聚羧酸類(lèi)混合物包括由水解聚馬來(lái)酸酐、聚丙烯酸、聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸、衣康酸聚合物中的至少任意一種及其相應(yīng)水溶性鹽組成的混合物。

8、優(yōu)選的，低分子量陰離子聚合物包括由馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸和丙烯酸羥丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸鹽四元共聚物的至少任意一種及其相應(yīng)水溶性鹽組成的混合物。

9、優(yōu)選的，水溶性鋅鹽為水溶性無(wú)機(jī)鋅鹽。

10、本發(fā)明第三方面是提供了一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑制備方法，用于制備上述無(wú)磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，包括如下步驟：

11、s1、制備酰基硫脲與多乙烯多胺縮合物；

12、s2、將稱(chēng)量好的酰基硫脲與多乙烯多胺縮合物、聚羧酸類(lèi)混合物、低分子量陰離子聚合物和去離子水依次加入反應(yīng)釜中攪拌均勻；

13、s3、室溫下，將稱(chēng)量好的水溶性鋅鹽加入反應(yīng)釜中，攪拌30～60min，制得無(wú)磷緩蝕阻垢劑。

14、優(yōu)選的，制備?；螂迮c多乙烯多胺縮合物，具體包括：

15、s101、向帶有溫度計(jì)和攪拌器的四口瓶中依次準(zhǔn)確稱(chēng)量有機(jī)酰氯，加入至帶有硫氰酸鉀的第一丙酮溶液中，控制反應(yīng)溫度在9.5～36.8℃，控制反應(yīng)時(shí)間在36～77min，反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾除鹽得?；惲蚯杷狨?；

16、s102、控制反應(yīng)溫度在10～20℃，將s1制得的酰基異硫氰酸酯逐滴加入至溶解有多乙烯多胺的第二丙酮溶液中，滴加時(shí)間控制在28～56min，滴加完畢后，減壓蒸餾除去溶劑，制得?；螂迮c多乙烯多胺縮合物。

17、優(yōu)選的，步驟s101中，有機(jī)酰氯與硫氰酸鉀的摩爾比為1:0.83～1:1.27，第一丙酮溶液中，硫氰酸鉀與丙酮的質(zhì)量比為1:1.1～1:2.3；步驟s102中,多乙烯多胺與步驟s101中有機(jī)酰氯的摩爾比為1:1.06～1:2.18，第二丙酮溶液中，多乙烯多胺與丙酮的質(zhì)量比為1:1.13～1:2.27。

18、優(yōu)選的，多乙烯多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或聚乙烯亞胺中的至少任意一種。

19、通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：

20、（1）本發(fā)明提供的?；螂迮c多乙烯多胺縮合物存在酰胺和氨基等極性基團(tuán)，這增強(qiáng)了其與水中鋅離子、鈣離子的靜電吸引力和螯合過(guò)程，它在水中形成穩(wěn)定的螯合物，減少沉積物的形成，從而提高阻垢效率；?；螂迮c多乙烯多胺縮合物中含有電子供體位點(diǎn)（o、n、s雜原子），能夠與鋅、鈣、鎂和鐵等金屬離子配位形成立體化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)螯合物保護(hù)膜化學(xué)吸附在金屬表面，使其他腐蝕性離子被阻止到達(dá)金屬表面，提高緩蝕效率；

21、（2）本發(fā)明提供的酰基硫脲與多乙烯多胺縮合物具有跟磷相似的功效，通過(guò)與其他原料復(fù)配協(xié)同，能夠達(dá)到與含磷緩蝕阻垢劑性能相近的效果，可以完全取代磷的使用，滿足環(huán)保要求；

22、（3）本發(fā)明提供的緩蝕阻垢劑不含磷，排放后對(duì)環(huán)境造成污染小，在水體中易于生物降解本發(fā)明提供的緩蝕阻垢劑中，各組分之間具有協(xié)同增效作用，既能保證產(chǎn)品穩(wěn)定存儲(chǔ)，又能保證產(chǎn)品兼具良好的緩蝕和阻垢性能，為無(wú)磷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)辟了新的思路。

23、（4）本發(fā)明提供的緩蝕阻垢劑與傳統(tǒng)含磷產(chǎn)品相比，未出現(xiàn)成本明顯提高的問(wèn)題，不會(huì)增加用戶的使用成本。

技術(shù)特征：

1.一種?；螂迮c多乙烯多胺縮合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的?；螂迮c多乙烯多胺縮合物，其特征在于，所述烷基為甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、十一烷基、十二烷基、十五烷基或十八烷基的任一種。

3.一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，以100重量份計(jì)，通過(guò)以下重量份數(shù)的各組分組成：?；螂迮c多乙烯多胺縮合物20～30份、聚羧酸類(lèi)混合物10～15份、低分子量陰離子聚合物15～20份、水溶性鋅鹽5～10份和去離子水30～50份。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述聚羧酸類(lèi)混合物包括由水解聚馬來(lái)酸酐、聚丙烯酸、聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸、衣康酸聚合物中的至少任意一種及其相應(yīng)水溶性鹽組成的混合物。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述低分子量陰離子聚合物包括由馬來(lái)酸-丙烯酸共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸和丙烯酸羥丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸酯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸鹽共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸鹽四元共聚物的至少任意一種及其相應(yīng)水溶性鹽組成的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述水溶性鋅鹽為水溶性無(wú)機(jī)鋅鹽。

7.一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑制備方法，用于制備如權(quán)利要求3所述的無(wú)磷緩蝕阻垢劑，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑制備方法，其特征在于，所述制備?；螂迮c多乙烯多胺縮合物，具體包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑制備方法，其特征在于，步驟s101中，有機(jī)酰氯與硫氰酸鉀的摩爾比為1:0.83～1:1.27，所述第一丙酮溶液中，所述硫氰酸鉀與丙酮的質(zhì)量比為1:1.1～1:2.3；

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種無(wú)磷緩蝕阻垢劑制備方法，其特征在于，所述多乙烯多胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺或聚乙烯亞胺中的至少任意一種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種酰基硫脲與多乙烯多胺縮合物、無(wú)磷緩蝕阻垢劑及制備方法，涉及工業(yè)水處理技術(shù)領(lǐng)域，?；螂迮c多乙烯多胺縮合物存在酰胺和氨基等極性基團(tuán)，增強(qiáng)了其與水中鋅離子、鈣離子的靜電吸引力和螯合過(guò)程，提高阻垢效率，具有跟磷相似的功效，通過(guò)與其他原料復(fù)配協(xié)同，能夠達(dá)到與含磷緩蝕阻垢劑性能相近的效果，可以完全取代磷的使用，滿足環(huán)保要求；本發(fā)明提供的無(wú)磷緩蝕阻垢劑不含磷，排放后對(duì)環(huán)境造成污染小，在水體中易于生物降解本發(fā)明提供的緩蝕阻垢劑中，各組分之間具有協(xié)同增效作用，既能保證產(chǎn)品穩(wěn)定存儲(chǔ)，又能保證產(chǎn)品兼具良好的緩蝕和阻垢性能，為無(wú)磷產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用開(kāi)辟了新的思路。

技術(shù)研發(fā)人員：薄振海,吳明靜,史言康,陳繼濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島海灣科技產(chǎn)業(yè)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6