少一種聚合單體選自丙烯酸、甲基丙烯酸以及不飽和的單羧酸和二羧酸，如 馬來(lái)酸、富馬酸、衣康酸、烏頭酸、中康酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸、當(dāng)歸酸和惕各酸。優(yōu)選 通過(guò)使丙烯酸與其它合適單體聚合而獲得該共聚物?？梢允褂萌魏尉酆戏椒▉?lái)制備共聚 物，優(yōu)選的是自由基聚合方法。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，聚陰離子防垢劑可以是聚天冬氨酸、聚天冬氨酸的 共聚物、或其鹽。聚天冬氨酸是水溶性的聚氨基酸。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，聚陰離子防垢劑可以是烯丙基磺酸鹽和馬來(lái)酸酐的 水溶性共聚物。該共聚物由第一單體和第二單體形成，所述第一單體為烯鍵式不飽和二元 羧酸或酸酐，優(yōu)選馬來(lái)酸、衣康酸、或其酸酐，所述第二單體為烯丙基磺酸或其鹽，優(yōu)選為烯 丙基磺酸鈉。第一單體與第二單體的摩爾比可以為1:3至3:1，優(yōu)選1:2至2:1，更優(yōu)選為 1:1. 5到1.5:1?？梢允褂萌魏蜗俨伙柡投人峄蛩狒鳛榈谝粏误w。也可以使用這 樣的共聚物的水溶性鹽。該共聚物的平均分子量在500 - 50000g/mol，優(yōu)選500 - 10000g/ mol的范圍內(nèi)。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，聚陰離子防垢劑是具有式（I)的聚環(huán)氧琥珀酸（CAS 51274-37-4)或其鹽。
[0026]
[0027] 其中M為氫、鈉、鎂、鉀或銨；R是氫或C1-C4烷基；且n為2-10。
[0028] 在式⑴中M為鎂的情況下，將鎂離子添加至組合物，從而實(shí)現(xiàn)鎂離子相對(duì)于陰離 子位點(diǎn)是過(guò)量的。通常，聚環(huán)氧琥珀酸的平均分子量為400 - 1500g/mol。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，聚陰離子防垢劑為合成的或天然的聚合物，并且具 有 1000 - 20000g/mol，優(yōu)選 1500 - 8000g/mol，更優(yōu)選 2000 - 7000g/mol的平均分子量。在 一些實(shí)施方式中，重均分子量為4000至10000g/mol，在一些其它的實(shí)施方式中，重均分子 量為從 1500 到 3000g/mol。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，防垢劑組合物是環(huán)境友好的和生物可降解的。
[0031] 該防垢組合物可以以期望的劑量使用，這取決于草酸鈣垢的性質(zhì)和/或使用其的 水性環(huán)境中的其它條件。例如，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式，該防垢組合物可以以〈lOOOppm， 優(yōu)選<500ppm，更優(yōu)選〈lOOpprn的量使用。在一些實(shí)施方式中，該防垢組合物可以以 l-1000ppm，優(yōu)選5-500ppm，更優(yōu)選5 -lOOpprn，更加優(yōu)選7. 5-80ppm的量使用。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的防垢組合物可以用于紙漿和紙生產(chǎn)中存在草酸鈣結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)的任何 工藝階段。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的防垢組合物可以用于減少或消除紙 漿漂白裝置（即在制漿的漂白階段，尤其是在ECF和TCF漂白工藝）中的草酸鈣結(jié)垢。紙漿 漂白裝置的工藝水包含大量的鈣和草酸根離子，其導(dǎo)致在裝置表面，尤其是換熱裝置表面 形成堅(jiān)硬的沉淀物。此外，草酸鈣也可以沉淀到紙漿纖維上，從而導(dǎo)致紙的質(zhì)量劣化。該防 垢組合物可以添加至漂白裝置中的至少一個(gè)工藝水流，和/或在漂白工藝中循環(huán)的水流。 該防垢組合物通常直接添加至工藝水流。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的防垢組合物還可以用于減少或消除在 機(jī)械制漿或在紙漿氧化漂白中的草酸鈣結(jié)垢。
[0034] 防垢劑組合物可以添加至具有pH>2,優(yōu)選>3的水流。在其中添加防垢組合物的水 流可以具有3至8,更優(yōu)選4至7. 5,甚至更優(yōu)選4. 5至7. 5的范圍內(nèi)的pH值。
[0035] 附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0036] 圖1示出在動(dòng)態(tài)管阻塞測(cè)試（DynamicTubeBlockingTest)方法中使用的測(cè)量 裝置的示意圖；
[0037] 圖2示出MIC為1. 25ppm的動(dòng)態(tài)管阻塞過(guò)程的典型圖和程序步驟；
[0038] 圖3示出在沒(méi)有垢抑制劑下鎂對(duì)CaC204結(jié)垢的影響；
[0039] 圖4示出在沒(méi)有垢抑制劑下氯化物對(duì)CaC204結(jié)垢的影響；
[0040] 圖5a示出在沒(méi)有鎂下PESA的抑制性能；
[0041] 圖5b示出鎂對(duì)PESA的抑制性能的影響；
[0042] 圖6a示出在沒(méi)有鎂下SHMP的抑制性能；
[0043] 圖6a示出鎂對(duì)SHMP的抑制性能的影響；
[0044] 圖7a示出在沒(méi)有鎂下CMI的抑制性能；
[0045] 圖7b示出鎂對(duì)CMI的抑制性能的影響；
[0046]圖8示出具有各種鎂劑量的烯丙基磺酸鹽與馬來(lái)酸酐的共聚物的垢抑制性能。
[0047] 實(shí)驗(yàn)
[0048] 使用動(dòng)態(tài)管阻塞方法以評(píng)價(jià)防垢劑組合物抑制并去除礦物沉積物形成的效率。動(dòng) 態(tài)管阻塞測(cè)試是基于壓差的測(cè)量，該壓差隨著結(jié)垢而升高。當(dāng)垢沉積至狹窄的毛細(xì)管的金 屬表面上時(shí)，系統(tǒng)壓差升高。動(dòng)態(tài)管阻塞系統(tǒng)可以改變各種參數(shù)；溫度、壓力、流速和水化 學(xué)。動(dòng)態(tài)管阻塞方法用于確定最低抑制劑濃度MIC，即防止毛細(xì)管進(jìn)一步堵塞的防垢劑劑 量。
[0049] 在本申請(qǐng)中所用的試驗(yàn)方法描述如下。
[0050] 動(dòng)態(tài)管阻塞測(cè)試方法的描述
[0051] 在本申請(qǐng)中，使用市售的動(dòng)態(tài)管阻塞設(shè)備工藝測(cè)量和控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)垢環(huán) "PMAC"(PMACSystemsLtd.，Aberdeen,UK)用于結(jié)垢測(cè)量。圖1示出該測(cè)量裝置的示意圖。
[0052] 動(dòng)態(tài)管阻塞方法是基于壓差的測(cè)量，其相應(yīng)于沉積至毛細(xì)管表面上的垢量。將具 有沉淀陽(yáng)離子和陰離子物質(zhì)的溶液分別引入系統(tǒng)中，并且將所述溶液在水浴中預(yù)熱或冷卻 至在預(yù)熱線圈中所期望的溫度。僅在結(jié)垢線圈前將物流混合在一起，其中在薄金屬管表面 上發(fā)生沉淀，并且測(cè)量跨結(jié)垢線圈的壓差。結(jié)垢線圈的內(nèi)徑為0.8毫米且線圈長(zhǎng)度為1米。 結(jié)垢線圈的材料為不銹鋼。
[0053] 將待測(cè)試的防垢組合物和陰離子溶液引入至系統(tǒng)以避免防垢組合物和陽(yáng)離子在 沉淀之前相互作用。改變第一陰離子溶液和包含防垢組合物的第二陰離子溶液的比，使得 能夠改變防垢組合物的劑量。通常，使防垢組合物的劑量逐步降低，并且由壓差的突然升高 確定最低抑制劑濃度，MIC。因此，MIC是防止結(jié)垢線圈進(jìn)一步堵塞的最小防垢組合物劑量。
[0054] 此外，該系統(tǒng)包括兩個(gè)洗滌溶液，其通常為（i)稀酸或螯合劑和（ii)去離子水。動(dòng) 態(tài)管阻塞測(cè)試中的可變參數(shù)為溫度、壓力、流速和一個(gè)結(jié)垢步驟的持續(xù)時(shí)間，即具有恒定抑 制劑劑量的時(shí)間。此外，可以改變陽(yáng)離子和陰離子溶液的水化學(xué)。圖2示出MIC為1. 25ppm 的動(dòng)態(tài)管阻塞方法的典型圖和程序步驟。
[0055] 測(cè)量可以開(kāi)始于預(yù)結(jié)垢階段，其中陽(yáng)離子和陰離子溶液在沒(méi)有垢抑制劑的情況下 混合以獲得在毛細(xì)管金屬上的垢的薄層。初始垢層以初級(jí)成核方式（即在沒(méi)有形成的晶體 的情況下成核）沉積到線圈表面上，而在存在待結(jié)晶的材料晶體時(shí)發(fā)生次級(jí)成核。初級(jí)成 核受系統(tǒng)的過(guò)飽和度影響最大，而次級(jí)成核受晶體尺寸的影響最大。在實(shí)際應(yīng)用中，垢抑制 劑被注入到其中已經(jīng)存在沉淀物的系統(tǒng)中。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于垢的抑制對(duì)應(yīng)于對(duì)于 次級(jí)成核和/或晶體生長(zhǎng)的抑制；因此，具有已存在的一些沉淀物的垢抑制能更好地模擬 實(shí)際應(yīng)用中的抑制情況。此外，預(yù)結(jié)垢階段提高了測(cè)量的重現(xiàn)性。
[0056] 預(yù)結(jié)垢階段的持續(xù)時(shí)間可以改變。在圖2示出的測(cè)定中，預(yù)結(jié)垢階段設(shè)定為20分 鐘后完成或壓差超過(guò)S壓差lpsi后完成。因此，當(dāng)快速沉淀開(kāi)始時(shí)預(yù)結(jié)垢階段完成。在 圖2的測(cè)量中，在18分鐘后當(dāng)壓差超過(guò)2psi時(shí)，預(yù)結(jié)垢階段完成。
[0057] 在任選的預(yù)結(jié)垢階段之后，開(kāi)始向系統(tǒng)中注入防垢組合物。隨后逐步降低防垢組 合物劑量并且可以通過(guò)壓差的突然升高確定最低抑制劑濃度，MIC。在圖2的測(cè)量中，MIC 近似為1.25ppm。結(jié)垢步驟的持續(xù)時(shí)間也可以變化，這取決于結(jié)垢工藝。在圖2的測(cè)量中， 結(jié)垢步驟的持續(xù)時(shí)間為5分鐘。然而，如果流速較慢，結(jié)垢步驟...