什么叫分散阻垢剂？分散阻垢剂的作用机理又是什么呢？常用的分散剂有哪些？小尤优课堂的第九讲，我们一起来了解分散阻垢剂。

热网系统采用加防腐阻垢剂进行水处理过程中，药剂是否有分散性、分散性的好坏很重要。因为分散性不好的话，加药软化水处理后的沉淀物会在金属表面生成二次垢，导致锅炉和管网金属表面结垢腐蚀，直接影响换热，严重时会发生爆管，不能保证锅炉和管网的安全运行和正常供热。所以，防腐阻垢剂必须具有分散阻垢剂的功能。那么什么叫分散阻垢剂？分散阻垢剂的作用机理又是什么呢？常用的分散剂有哪些？小尤优带您一起去了解。

1、什么叫分散阻垢剂？

分散阻垢剂是指具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐类在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。

2、分散阻垢剂的作用机理是什么？

分散阻垢剂的作用机理分为：晶格畸变作用、络合增溶作用、静电斥力作用。

(1) 晶格畸变作用

分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上，占据了一定的位置，阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长，减慢了晶体的增长速率，从而减少了盐垢的形成；

(2) 络合增溶作用

共聚物溶于水后发生电离，生成带负电性的分子链，它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物，从而使无机盐溶解度增加，起到阻垢作用。

(3) 静电斥力作用

共聚物溶于水后吸附在无机盐的微晶上，使微粒之间斥力增加，阻碍它们的聚结，使它们处于良好的分散状态，从而防止或减少垢物的形成。

3、常用的分散阻垢剂

下面介绍下常用的几种有机膦酸盐和膦酸酯等分散剂：

(1) 氨基三亚甲基膦酸ATMP 分子式：N(CH2PO3H2)3

ATMP在通常条件下为白色颗粒状固体。不易吸潮，易溶于水，化学稳定性和热稳定性好，与稀硫酸煮沸也不会分解。ATMP与聚磷酸盐、聚羧酸盐、亚硝酸盐有良好的协同能力，可以有效地防止水中成垢盐类形成水垢。它也具有缓蚀作用，作为阴极型缓蚀剂。是工业循环冷却水处理领域常用的阻垢剂和缓蚀剂。ATMP用于水垢抑制时，主要是抑制碳酸钙垢。ATMP做阻垢剂单独使用浓度≤10mg/L；ATMP做缓蚀剂单独使用浓度≥100mg/L；ATMP与低分子量阻垢剂复合使用浓度≤5 mg/L。投加质量浓度（按活性组分）一般为1~20 mg/L。若再高，在一定范围内反而致垢。为更好的发挥其阻垢作用，常与聚羧酸盐共用。

ATMP抵抗氧化性杀菌剂（例如氯气）分解能力不如HEDP强，因此，在用于循环冷却水系统时，其投药点亦应与氯气的投药点隔开。ATMP对铜及其合金具有腐蚀作用。因此，在用它来阻垢时，必须与唑类铜缓蚀剂合并使用。

(2) 羟基亚乙基二膦酸HEDP 分子式：(C2H8O7P2 )

HEDP为白色结晶状粉末，易溶于水。工业产品含量一般为50%~62%的无色至淡黄色粘稠透明水溶液。

HEDP广泛应用于工业水处理中作为阻垢剂，也用作缓蚀剂。适用于锅炉水、循环冷却水及油田水的处理。

HEDP作为阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率约高4倍，HEDP可与水中金属离子形成六元环螯合物，尤其与钙离子形成胶囊状大分子螯合物，阻垢效果较好并具有“溶限效应”。

HEDP与其他缓蚀剂、阻垢剂配合使用，具有协同效益，可提高药效。如与铬酸盐、聚磷酸盐、钼酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、锌盐、聚羧酸盐及其衍生物等配合。本品用量一般为1~3mg/L。

本品对铜及其合金具有腐蚀作用。因此，如水系统中有铜材时，用它来阻垢，必须与唑类铜缓蚀剂合并使用。

HEDP抵抗氧化性杀菌剂（例如氯气）分解的能力虽然较氨基膦酸强，但毕竟能被其分解降低药效。因此，在用于循环冷却水时，其投药点应与氯气的投药点隔开。

(3) 2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷PBTCA 分子式：C7H11O9P

通常状态下为玻璃状固体，只有在100℃和真空条件下才能勉强脱去所含的全部水分。由于它具有膦酸基又有羧酸基的结构特性，导致其具有良好的缓蚀阻垢性能，且优于常用的有机膦酸（HEDP、ATMP、EDTMP）特别是在高温下阻垢性能远远优于有机膦酸，同时能提高锌的溶解度，甚至在pH值为9.5时也能使锌处于溶解状态。

在循环冷却水处理系统、油田注水系统中用作阻垢剂和缓蚀剂。PBTCA具有优异的阻垢和缓蚀性能，且耐高温，耐氯分解，含磷量低，对环境的影响小。特别适用于高温、高硬度、高pH值、高浓缩倍数的苛刻水质条件。

在工业水处理过程中很少单独作为缓蚀剂使用，由于PBTCA与Zn2+等缓蚀剂存在较好的协同作用，一般与Zn2+复配用作冷却水系统的阻垢缓蚀剂。pH值适用范围为7.0~9.5。常与其他水处理一起组成全有机配方使用。

(4) 多元醇膦酸酯 分子式：PO4HR1R2

多元醇膦酸酯分为两类：

A类为不含氮的多元醇膦酸酯，即多数为聚氧乙烯醚的膦酸酯，为棕色膏状物；

B类为含氮的多元醇膦酸酯，即多羟基化合物的膦酸混合脂，为酱黑色粘稠液体。

A类多元醇膦酸酯特别用于油田回注水的阻垢。B类多元醇膦酸酯用于炼油厂、化工厂、化肥厂、空调系统和铜制换热器等循环冷却水的阻垢剂，特别对油田的含油污的冷却水有特殊的处理效果。

多元醇膦酸酯在阻垢方面是很有效的，甚至在循环冷却水系统中已有钙垢沉淀的情况下，可以使之逐渐疏松消解，生成易于流动的絮状物而被水带走。它对硫酸钙垢有较好的阻垢作用，而对碳酸钙垢的作用较差。

多元醇膦酸酯在缓蚀方面也是很有效的。有机膦酸酯主要是一种对金属铁的缓蚀剂，但聚氧乙烯基膦酸酯和聚氧乙烯基焦膦酸酯由于在分子中引进了多个氧乙烯基，所以与一般的有机膦酸酯相比，不仅提高了对碳酸钙的阻垢和对泥沙的分散能力，也提高了其缓蚀性能。尤其还消除了一般的有机磷酸酯易水解成正磷酸盐的缺点，其稳定性远远高于一般的有机磷酸脂。

多元醇膦酸酯适用于铜材质换热器等不能使用氯气作为杀菌处理的循环冷却水系统。也特别适用于作油田污水回注过程中的阻垢剂。还可与聚磷酸盐、锌盐复配，作为阻垢缓蚀剂使用。一般可在pH值7.0~8.5左右使用。

4、常用的聚合物的分散剂

(1) 丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物AMPS

分子式：(C3H4O2)m(C7H13NO4S)n

无色或淡黄色透明粘稠液体，能与水无限溶。

含AMPS共聚物在工业循环冷却水处理中是良好的阻垢分散剂。与传统的丙烯酸类阻垢分散相比，该种阻垢分散剂在高温、高碱度、高硬度、高pH值条件下，不仅对水中碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙、氢氧化铁等沉积物有良好的抑制作用，对Zn2+、Mn2+、Fe2+等离子及粘泥和氧化铁均具有优良的分散性能且能有效地分散颗粒物，稳定金属离子和有机膦酸。该种阻垢分散剂水解率低，尤其适用于全有机系配方，在高硬度和高pH值的循环冷却水中应用。

因为共聚物中含有磺酸盐基团，可以有效地防止由于均聚物与水中离子反应而产生难溶性钙凝胶。且无论是单独使用还是与锌盐、磷酸盐等复配使用，均表现出较好的阻垢和缓蚀性能。当它与硼酸盐、锌盐复配时，可组成对碳钢有良好缓蚀作用的缓蚀剂。该共聚物可与许多缓蚀剂、阻垢剂复配使用，尤其是与锌盐、磷酸盐、有机磷酸盐复配使用时，产生明显的协同增效作用。它可适用于循环冷却水碱性运行和高浓缩倍数的水质。对环境无污染，广泛适用于钢铁、石油化工、化肥、电力等工业的循环冷却水系统。

(2) 使用时应注意：

• 含AMPS共聚物随AMPS含量的不同及共聚物中其他组分的差异，产品的性能各不相同，应根据水质的情况进行选择。

如：对于高硬度的结垢性较强，腐蚀性较弱的水质，可选择丙烯酸含量较高的共聚物，既可以降低成本又可达到良好的足够效果；

对于磷酸盐、锌盐含量较高的水处理配方，应选择AMPS含量高或第三单体阻磷酸钙和稳定锌性能好的共聚物，以保证循环水中的锌和磷酸盐的稳定性。

• 作为工业循环冷却水处理用阻垢分散剂，含AMPS共聚物可单独使用，也常与其他药剂如聚磷酸盐、有机膦酸盐、锌盐以及水处理用的羧酸聚合物、共聚物配合使用，能取得良好阻垢缓蚀效果。单独使用时，投加量一般为2~10mg/L，连续投加。但在大多数情况下是与多种水处理药剂复配使用。

• 含AMPS共聚物具有优异的对氧化铁的分散性能，特别是在中性或碱性水处理配方中，并且具有一定的缓蚀效果，与缓蚀剂复合使用有协同增效作用。

• 含AMPS共聚物不仅在高硬度水中具有优异的阻垢性能，由于其对锌盐有很好的分散性能，可使循环水中的锌离子含量高达5 mg/L以上，为保证低硬度的或各种腐蚀性水质降低腐蚀速率、提高处理效果提供了可能。

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