CN100400712C - 一种防腐阻垢薄膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水处理领域，尤指一种在金属表面附着一种防腐阻垢薄膜的制备方法。将在水体系中浓度为15～150mg/l的咪唑啉系季胺盐高分子成链物质，与在水体系中浓度为10～150mg/l的硅酸溶胶无机高分子成链物质，在5～60℃温度，Zn+2、CL-1离子浓度为5～25mg/l的水处理系统中，在金属表面形成高分子薄膜。利用本发明方法制备的防腐阻垢薄膜，具有成膜快、体系表面膜覆盖完整、致密、保护性能好的特点。同时不受水系统pH值变化的影响，对硫酸钙、碳酸钙析出有较好的延迟作用，可较好地抑制碳酸钙的沉积，阻垢效果明显。

Description

一种防腐阻垢薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及水处理领域，尤指一种在金属表面附着一种防腐阻垢薄膜的制备方法。
背景技术：
传统的三聚磷酸钠和六偏磷酸钠形成聚合磷酸盐缓蚀膜是依靠其到达金属表面阴极区域时与Fe2+结合，快速电沉积在阴极表面而形成沉淀皮膜，膜层较厚，并以色晕为特征。但因聚合磷酸盐形成大离子团，体积较大，靠腐蚀电流迁移速度较慢，故存在成膜速度较慢的缺点。同时，当水中盐度增加，尤其一价离子增加时，可使膜的局部地方出现缺陷。另外，磷酸根给水体系中微生物提供营养源，细菌和藻类的活性酶作用，促进了聚磷酸水解，消耗了聚磷酸，增加了水中正磷酸根的浓度，加大了磷酸钙沉积的危险程度。
根据US Patent[4187.277]、[4187.359]所采用的脂肪胺的季氮化合物，含氮杂环的季氮化合物等为成膜物质，在低温下缓蚀效果良好，但随着温度升高，其缓蚀效果变差，甚至失效；同时，当水的pH值升高时，部份溶解的有机物又重新析出，使水体系浊度上升，缓蚀率下降。
发明内容：
本发明解决的技术问题在于克服上述现有防腐阻垢薄膜制备中的缺陷，提供一种防腐阻垢薄膜的制备方法。
具体的来说，一种防腐阻垢薄膜的制备方法，其特点在于：将在水体系中浓度为15～150mg/l的咪唑啉系季胺盐高分子成链物质，与在水体系中浓度为10～150mg/l的硅酸溶胶无机高分子成链物质，在5～60℃温度，Zn+2、CL-1离子浓度为5～25mg/l的水处理系统中，在金属表面形成高分子薄膜的制备方法。
所述的咪唑啉系季胺盐，包括有机腈、有机酸和多乙烯多胺合成的咪唑啉系列季胺盐、环烷酸系列咪唑啉季胺盐、以及冰醋酸改性环烷酸咪唑啉季胺盐、氯乙酸改性环烷酸咪唑啉季胺盐等，和硅酸溶胶、硅酸钠组成。
所述的水处理系统包括工业循环水系统、中央空调水处理系统、锅炉清洗预膜水处理体系。
具体实施方式：
实施例1：
(1)、将浓度为95％的咪唑啉系季胺盐300g，水200g配制成溶液。
(2)、将硅酸溶胶、硅酸钠组成物50g，氯化锌15g，水135g配制成溶液。
(3)、在水体系加入(1)项，浓度达15～150mg/l，再在水体系加入(2)项，浓度达10～150mg/l。
分别在5、10、20、30、40、50、60℃进行腐蚀试验，试验时间为15天；腐蚀速率为mm/a，试验结果如下：
Figure C0311681800051
实施例2：
(1)、将浓度为95％的咪唑啉系季胺盐30g，水470g配制成溶液。
(2)、硅酸溶胶、硅酸钠组成物10g，氯化锌5g，水185g配制成溶液。
(3)、在水体系加入(1)项，浓度达15～150mg/l，再在水体系加入(2)项，浓度达10～150mg/l。
分别在5、10、20、30、40、50、60℃进行腐蚀试验，试验时间为15天；腐蚀速率为mm/a，试验结果如下：
Figure C0311681800052
实施例3：
将实施例1中(1)项溶液加入水体系中，使其浓度达150mg/l，再在水体系加入(2)项溶液；浓度达150mg/l。依次再加入HEDP；使其浓度达7mg/l，磺酸共聚物；使其浓度达10mg/l，PBTCA；使其浓度达10mg/l。测定碳钢试片的腐蚀速率和垢物附着速率、体系阻垢率。结果如下：
  温度   腐蚀速率   垢物附着速率   阻垢率％   试片表面膜层状态
  20℃   0.0021mm/a   0.0032MCM   85.6   黄褐色
  60℃   0.0028mm/a   0.0022MCM   89.1   黄褐色
实施例4：
将实施例1中(1)项溶液加入水体系中，使其浓度达15mg/l，再在水体系加入(2)项溶液；浓度达10mg/l。依次再加入HEDP；使其浓度达7mg/l，磺酸共聚物；使其浓度达10mg/l，PBTCA；使其浓度达10mg/l。测定碳钢试片的腐蚀速率和垢物附着速率、体系阻垢率。结果如下：
  温度   腐蚀速率   垢物附着速率   阻垢率％   试片表面膜层状态
  20℃   0.0033mm/a   0.0034MCM   87.5   黄褐色
  60℃   0.0036mm/a   0.0032MCM   90.1   黄褐色
实施例5：
将实施例1中(1)项溶液加入水体系中，使其浓度达30mg/l，再在水体系加入(2)项溶液；浓度达20mg/l。依次再加入HEDP；使其浓度达7mg/l，磺酸共聚物；使其浓度达10mg/l，PBTCA；使其浓度达10mg/l，HPAA；使其浓度达10mg/l，BTA；使其浓度达10mg/l。测定碳钢、铜试片的腐蚀速率和垢物附着速率、体系阻垢率。
碳钢试片的腐蚀速率和垢物附着速率、阻垢率试验结果：
  温度   腐蚀速率   垢物附着速率   阻垢率％   试片表面膜层状态
  20℃   0.0025mm/a   0.0028MCM   84.3   黄褐色
  60℃   0.0029mm/a   0.0022MCM   87.0   黄褐色
铜试片的腐蚀速率和垢物附着速率、阻垢率试验结果：
  温度   腐蚀速率   垢物附着速率   阻垢率％   试片表面膜层状态
  20℃   0.0007mm/a   0.0004MCM   86.2   黄褐色
  60℃   0.0011mm/a   0.0002MCM   85.4   黄褐色
由以上实施例数据可以得到，利用本发明方法制备的防腐阻垢薄膜，成膜的厚度可达到几十个微米左右，并具有成膜快的特点，最快可在一小时内完成预膜，利用铁氰化钾进行表观检测分析无海兰色出现，体系表面膜覆盖完整、致密、保护性能好。
同时，本发明的无机、有机高分子互贯复合膜可克服US Patent[4187.277]、[4187.359]单一有机物成膜的缺点，部份裸露在薄膜表面的有机物疏水基，不受水系统pH值变化的影响，对硫酸钙、碳酸钙析出有较好的延迟作用，可较好地抑制碳酸钙的沉积，阻垢效果明显。

Claims (2)

1.一种防腐阻垢薄膜的制备方法，其特征在于：将在水体系中浓度为15～150mg/l的选自有机腈、有机酸和多乙烯多胺合成的咪唑啉系列季铵盐、环烷酸系列咪唑啉季铵盐、冰醋酸改性环烷酸咪唑啉季铵盐、氯乙酸改性环烷酸咪唑啉季铵盐的高分子成链物质，与在水体系中浓度为10～150mg/l的硅酸溶胶无机高分子成链物质，在5～60℃温度，Zn+2、CL-1离子浓度为5～25mg/l的水处理系统中，在金属表面形成高分子薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种防腐阻垢薄膜的制备方法，其特征在于所述的水处理系统选自工业循环水系统、中央空调水处理系统、锅炉清洗预膜水处理体系。
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