2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸(PBTC)

[结构式]

2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸简称PBTC，其分子结构中同时含有膦基—PO3H2和羧基—COOH，使得PBTC能在高温、高硬度和高pH值的水质条件下，具有比常用有机多元膦酸更好的阻垢性能。与有机多元膦酸相比，PBTC不易形成难溶的膦酸钙。同时它还有缓蚀作用，特别是在高剂量使用时，它还是一种高效缓蚀剂。PBTC与锌盐和聚磷酸盐复配可产生良好的协同效应。

[物化性质]外观为无色或淡黄色，几乎无味的透明液体。通常为含固体量为(50±1)%的水溶液。密度(20℃)1.27～1.30g/cm3，黏度(20℃)15～25mPa·s，凝固点约为-15℃。pH值(1%重量活性药剂水溶液)为1.5～1.8。由亚磷酸二甲酯和马来酸二甲酯的加成产物再与丙烯酸甲酯加成，得2-膦酸二甲酯丁烷-1，2，4-三羧酸甲酯，然后在酸存在下进行水解制得。具有良好的缓蚀阻垢性能，能耐酸、耐碱和耐氧化。对锌盐溶解度高且具协同效应。适用于高温、高硬、高pH值、高浓缩倍数的苛刻水质条件。

[制备方法]目前国内一般采用德国Bayer公司的技术路线：①亚磷酸酯与丁二酸酯在催化剂作用下发生亲核加成反应，生成磷酰基琥珀酸四烷酯；②磷酰基琥珀酸四烷酯与丙烯酸酯在催化剂作用下进行Michael加成反应，生成2膦酰基J烷-1，2，4-三羧酸五烷酯；③2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸五烷酯在酸性介质中水解得到最终产物PBTC。工艺路线如下：

这里的R主要为Me或Et。此外，也可用丙烯腈替代丙烯酸，但该产品在合成过程中涉及剧毒的氰化物，对环境造成二次污染，因而工业生产几乎不采用此路线。

[技术指标]HG/T3662-2000

[应用] PBTC是一种兼具阻垢缓蚀性能高、化学稳定性强和低毒特点的水处理剂。在苛刻条件下，如高温、高硬度、高碱度下能发挥很强的阻垢作用，尤其在有Fe3+存在，其阻垢性能优于其他有机磷酸盐；对硫酸盐的阻垢性能略差。PBTC具有良好的缓蚀性能，与锌盐、聚磷酸盐有很好的协同缓蚀作用，其缓蚀机理是：碳钢表面发生腐蚀时，腐蚀产物，主要是水解氧化铁，在金属表面沉积；当有PBTC存在时，PBTC与水解氧化铁在金属表面反应生成了一层不溶于水的缓蚀膜，将水与金属隔开，从而抑制了金属的腐蚀。锌、钙离子也可参与膜的形成。它不易被酸碱破坏，不易水解，耐高温。据报道，1份PBTC与4份50%的氢氧化钠水溶液在80℃放置1年，或1份PBTC与9份98%的硫酸在80℃放置3周，PBTC有效成分均未发生改变；PBTC还耐氧化剂如氯、优氯净、强氯精的氧化分解；PBTC不易与Ca2+、Mg2+、Fe3+等生成难溶的有机磷酸盐沉淀。

PBTC可用于石油、化工、发电、工业锅炉的水处理。其加入量就应根据现场水质及水系统运行状况进行试验后确定，推荐浓度一般为5～20mg/L，一般与其他缓蚀剂、阻垢剂复合使用，药剂应连续注入冷水系统中；加药设备应耐酸性腐蚀。

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