一种DETPMP/改性多孔炭缓释防垢涂料的制作方法

一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料
技术领域
1.本发明涉及水处理药剂技术领域，具体涉及一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。


背景技术：

2.结垢和腐蚀现象是冷却系统的两个主要问题。几乎所有与使用水进行冷却有关的问题都可以归结为管道中的腐蚀和结垢，特别是在加热表面。循环过程中冷却塔使用天然硬水会引起结垢和腐蚀问题，从而导致系统效率降低和化学清洗频率增加等重大经济和技术问题。使用缓蚀阻垢剂是控制腐蚀和垢沉积的最常用方法之一。阻垢剂是一种能将难溶性金属盐分散在水中，防止其沉淀在容器内表面的药剂。目前国内的阻垢剂有有机磷类阻垢剂、聚羧酸类阻垢分散剂、有机磷酸盐阻垢剂、ro(反渗透)阻垢剂、复合阻垢剂等。这些阻垢剂被用于水处理中，如在反渗透技术中，被用于控制和防止膜表面结垢，这样可以增加滤膜的使用效率和寿命；在锅炉水和工业生产冷却水中使用阻垢剂，可以预防换热设备结垢和腐蚀，提高设备导热效率，降低能耗和维护成本，并延长设备使用寿命。
3.如中国专利公开号cn103991973b的专利，其公开了一种防垢剂组合物，其公开了该组合物含有季铵盐、乙酸盐、硬脂酸、草酸和聚乙二醇。本发明还公开了一种防垢剂，该防垢剂是由上述防垢剂组合物和水混合而得。但是该发明制备的防垢剂在管道内湍流状态下流动时会发生机械降解，需要在工业应用中不断添加防垢剂，为了能够达到减阻剂的最佳减阻增输效果，每次通过高剪切区域后就需要再对输油管道进行加剂。不仅大大增加了减阻剂的用量，还要消耗更多的人力物力，影响了其经济可行性。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，通过纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合制备介孔炭材料；继续将适量detpmp和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，得到缓释detpmp；缓释detpmp填充在介孔炭中，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。得到的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料具有防垢以及缓释性能。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
9.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，机械搅拌均匀，升温至80-90℃保温反应4-6h，水洗干燥，置于马弗炉中600-750℃下煅烧2-3h，再酸浸一段时间，水洗干燥，得到介孔炭材料；
10.(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，在150-200℃下熔融共混，得到缓释detpmp；
11.(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，机械搅拌均匀，在室温下静置老化18-32h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中高温煅烧一段时间，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
12.优选地，步骤(1)中纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：(0.01-0.02)。
13.优选地，步骤(1)中马弗炉煅烧后的固体置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸24-32h。
14.优选地，步骤(2)中detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：(1-1.1)。
15.优选地，步骤(3)中缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：(0.2-0.5)。
16.优选地，步骤(3)中马弗炉升温至150-250℃，保温煅烧1-2h，升温至600-700℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧6-8h。
17.(三)有益效果
18.本发明的目的在于克服现有技术中的上述问题，提供一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
19.本发明通过纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合制备介孔炭材料，得到多孔材料，便于后续孔道中填充防垢剂，再利用detpmp和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，detpmp作为防垢剂负载在乙烯-醋酸乙烯共聚物内部，得到缓释detpmp；缓释detpmp填充在介孔炭中得到的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，得到的防垢涂料具有优良的防垢性能，且在使用过程中均匀长效的缓释防垢剂，大大减小防垢剂的添加频率，且降低防垢剂的添加量，降低防垢成本。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1：
22.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
23.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：0.01，机械搅拌均匀，升温至80℃保温反应4h，水洗干燥，置于马弗炉中600℃下煅烧2h，继续置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸24h，水洗干燥，得到介孔炭材料；
24.(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：1，在150℃下熔融共混，得到缓释detpmp；
25.(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：0.2，机械搅拌均匀，在室温下静置老化18h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中，马弗炉升温至150℃，保温煅烧1h，升温至600℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧6h，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
26.实施例2：
27.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
28.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：0.02，机械搅拌均匀，升温至90℃保温反应6h，水洗干燥，置于马弗炉中750℃下煅烧3h，继续置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸32h，水洗干燥，得到介孔炭材料；
29.(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：1.1，在200℃下熔融共混，得到缓释detpmp；
30.(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：0.5，机械搅拌均匀，在室温下静置老化32h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中，马弗炉升温至250℃，保温煅烧2h，升温至700℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧8h，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
31.实施例3：
32.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
33.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：0.01，机械搅拌均匀，升温至90℃保温反应4h，水洗干燥，置于马弗炉中750℃下煅烧2h，继续置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸32h，水洗干燥，得到介孔炭材料；
34.(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：1，在200℃下熔融共混，得到缓释detpmp；
35.(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：0.2，机械搅拌均匀，在室温下静置老化32h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中，马弗炉升温至150℃，保温煅烧2h，升温至600℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧8h，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
36.实施例4：
37.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
38.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：0.02，机械搅拌均匀，升温至80℃保温反应6h，水洗干燥，置于马弗炉中600℃下煅烧3h，继续置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸24h，水洗干燥，得到介孔炭材料；
39.(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：1.1，在150℃下熔融共混，得到缓释detpmp；
40.(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔
炭，缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：0.5，机械搅拌均匀，在室温下静置老化18h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中，马弗炉升温至250℃，保温煅烧1h，升温至700℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧6h，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
41.实施例5：
42.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
43.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：0.015，机械搅拌均匀，升温至85℃保温反应5h，水洗干燥，置于马弗炉中650℃下煅烧2.5h，继续置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸28h，水洗干燥，得到介孔炭材料；
44.(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：1，在180℃下熔融共混，得到缓释detpmp；
45.(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：0.4，机械搅拌均匀，在室温下静置老化24h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中，马弗炉升温至180℃，保温煅烧1.5h，升温至650℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧7h，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。
46.对比例1：
47.一种detpmp/改性多孔炭防垢涂料，detpmp/改性多孔炭防垢涂料的制备方法包括如下步骤：
48.(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：0.015，机械搅拌均匀，升温至85℃保温反应5h，水洗干燥，置于马弗炉中650℃下煅烧2.5h，继续置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸28h，水洗干燥，得到介孔炭材料；
49.(2)制备detpmp/多孔炭：将5gdetpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，detpmp：介孔炭的质量比为1：0.4，机械搅拌均匀，在室温下静置老化24h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中，马弗炉升温至180℃，保温煅烧1.5h，升温至650℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧7h，得到detpmp/改性多孔炭防垢涂料。
50.实验内容
51.按照实施例1-5、对比例1的组分和方法分别制作出防垢剂。
52.①
防垢率检测
53.根据中华人民共和国石油天然气行业标准sy/t5673-1993《油田用防垢剂性能评定方法》和gb7476对共聚物防垢率进行测定。其结果如表1所示。
[0054][0055]
η为防垢效率；
[0056]
m1为原液中钙离子浓度(mg/l)；
[0057]
m2为添加防垢剂后溶液中钙离子浓度(mg/l)；
[0058]
m3为未添加防垢剂后溶液中钙离子浓度(mg/l)。
[0059]
②
缓释性能
[0060]
250ml 14.20g/l ca(no3)
·
4h2o和250ml10.08g/lnahco3溶液在500ml螺旋盖玻璃瓶中配置碳酸钙溶液。然后使用恒温水浴将混合溶液加热至60℃。碳酸钙垢会从静态过饱和溶液中结晶而沉淀析出，反应式如下。
[0061]
ca(no3)
·
4h2o+2nahco3→
caco3+2nano3+5h2o+co2[0062]
采用edta滴定法(gb/t7476-1987)对过饱和溶液中钙离子浓度进行了定量分析，将涂层样品浸泡在60℃的过饱和碳酸钙溶液中，并进行360h的测试，具体的结垢步骤如下：首先，将阻垢剂喷涂在金属板表面，将金属板垂直浸入到装有250ml14.20g/l ca(no3)2·
h2o溶液的螺旋盖玻璃瓶中。然后，将250ml10.08 g/lnahco3溶液缓慢加入四水硝酸钙溶液中。最后，将上述螺旋盖玻璃瓶放入温度为60℃的恒温水浴中。在一定时间间隔后，从溶液中轻轻地取出样品，然后在100-105℃的温度下在电热恒温干燥箱中干燥1h，再重新进行防垢率检测。其结果如表1所示。
[0063]
表1：
[0064][0065]
由表1可以看出，本发明实施例1-5制备的防垢涂料具有优良的防垢性能和缓释性。能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0066]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，其特征在于，所述detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料的制备方法包括如下步骤：(1)制备多孔炭：将15g纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合，机械搅拌均匀，升温至80-90℃保温反应4-6h，水洗干燥，置于马弗炉中600-750℃下煅烧2-3h，再酸浸一段时间，水洗干燥，得到介孔炭材料；(2)制备缓释detpmp：将适量detpmp和环己烷置于反应器中，机械搅拌均匀，继续加入适量乙烯-醋酸乙烯共聚物，在150-200℃下熔融共混，得到缓释detpmp；(3)制备detpmp/多孔炭：将5g缓释detpmp溶于适量蒸馏水中，继续加入适量介孔炭，机械搅拌均匀，在室温下静置老化18-32h，抽滤、真空干燥得到固体，将固体置于马弗炉中高温煅烧一段时间，得到detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料。2.根据权利要求1所述的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，其特征在于，所述步骤(1)中纳米二氧化硅：浓硫酸的质量比为1：(0.01-0.02)。3.根据权利要求1所述的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，其特征在于：所述步骤(1)中马弗炉煅烧后的固体置于10％氢氟酸中，超声搅拌均匀，室温下酸浸24-32h。4.根据权利要求1所述的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，其特征在于：所述步骤(2)中detpmp：乙烯-醋酸乙烯共聚物的质量比为1：(1-1.1)。5.根据权利要求1所述的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，其特征在于，所述步骤(3)中缓释detpmp：介孔炭的质量比为1：(0.2-0.5)。6.根据权利要求1所述的detpmp/改性多孔炭缓释防垢涂料，其特征在于，所述步骤(3)中马弗炉升温至150-250℃，保温煅烧1-2h，升温至600-700℃，升温速率为10℃/min，保温煅烧6-8h。

技术总结
本发明提供一种DETPMP/改性多孔炭缓释防垢涂料，涉及水处理药剂技术领域，通过纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合制备介孔炭材料；继续将适量DETPMP和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，得到缓释DETPMP；缓释DETPMP填充在介孔炭中，得到DETPMP/改性多孔炭缓释防垢涂料。本发明通过纳米二氧化硅和适量浓硫酸混合制备介孔炭材料，得到多孔材料，便于后续孔道中填充防垢剂，再利用DETPMP和乙烯-醋酸乙烯共聚物混合，DETPMP作为防垢剂负载在乙烯-醋酸乙烯共聚物内部，得到缓释DETPMP；缓释DETPMP填充在介孔炭中得到的DETPMP/改性多孔炭缓释防垢涂料，得到的防垢涂料具有优良的防垢性能，且在使用过程中均匀长效的缓释防垢剂，大大减小防垢剂的添加频率，且降低防垢剂的添加量，降低防垢成本。成本。


技术研发人员：张晓昊 李笋 李程畅 翟秀军 张曙光
受保护的技术使用者：南昌清育研科技产业有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/25