CN101439910B - 冷却水复合缓蚀阻垢剂及其制备与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷却水复合缓蚀阻垢剂及其制备与应用，其组分及各组分的重量百分比为：膦酰基乙酸5-40％；氨基醚基膦酸10-40％；聚丙烯酸1-10％；锌盐0.1-1％；余量为水。本发明适用于汽车生产行业的各类冷却水系统，尤其对于高浓缩倍数，高碱度，高硬度，高pH值的冷却水系统具有良好的阻垢效果。

Description

冷却水复合缓蚀阻垢剂及其制备与应用

技术领域

本发明涉及化学工程水处理药剂，具体涉及循环冷却水用阻垢缓蚀剂，尤其涉及汽车生产行业冷却水系统用阻垢缓蚀剂。

背景技术

汽车生产行业的冷却水系统在运行过程中，由于蒸发等因素造成某些离子浓度升高，尤其是钙镁离子浓度和碳酸根离子浓度，当两者达到一定浓度时，碳酸钙就会析出，形成结垢，它会产生较大的污垢热阻，降低换热器的换热效率。同时还会产生垢下腐蚀，滋长微生物，产生微生物粘泥，严重的损伤冷却水系统设备和管道，严重的会使设备停机，企业停产，直接影响企业的生产效益，这种情况下，只能更换冷却水系统的设备管道，给企业的运转增加不必要的成本。因此目前主要的解决方法就是向冷却水系统中投加阻垢缓蚀剂，延长设备管道的使用寿命。

汽车工业用的冷却水系统与普通冷却水系统的差别在于具有高浓缩倍数，高碱度，高硬度，高pH值的特点。浓缩倍数是指冷却水系统中含盐量与补水含盐量的比值。在补水相同的情况下，冷却水系统浓缩倍数越高，其硬度、碱度、pH就越高，其LSI饱和指数也就越高。对于高浓缩倍数，LSI一般大于2.5甚至3，结垢倾向极强，若采用阻垢效果比较一般的药剂配方，则极有可能造成换热器结垢，引起换热效果急剧下降，最终影响生产，因此必须采用阻垢性能高的缓蚀阻垢剂配方；而对于普通的低浓缩倍数冷却水系统，其LSI一般小于2，因此缓蚀阻垢剂的阻垢性能要求就较低。另外，高浓缩倍数也意味着高含盐量，即系统中Cl^-，SO₄ ^2-等腐蚀性离子浓度很高，对于这方面腐蚀控制难度就较大。

目前关于汽车行业用的冷却水系统的阻垢缓蚀剂专利几乎是一片空白。只有类似的有关专利的报道，如CN1425618A专利申请中提到一种复合的阻垢缓蚀剂，主要成分膦羧酸，羟基乙叉二磷酸，丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-磷酸-磺酸四原共聚物，锌和水等，该复合药剂虽然缓蚀阻垢效果还可以，但是该配方含磷量偏高。又如CN1435384A专利申请中提到一种缓蚀阻垢剂，主要成分为SN150润滑油基础，石油磺酸钠，失水山梨糖醇单油脂酸，硅酸钠等，该配方组成过于复杂，成本偏高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，为汽车生产行业的冷却水系统提供性能优异的阻垢缓蚀剂，节约生产成本，节约用水，保护环境。

本发明的冷却水复合缓蚀阻垢剂是由膦酰基乙酸，氨基醚基膦酸，聚丙烯酸，锌和水组成。各组分所占重量百分比为：膦酰基乙酸5-40％，氨基醚基膦酸10-40％，聚丙烯酸1-10％，锌盐，0.1-1％，余量为水。

上述锌盐可以是硫酸锌、氯化锌、硝酸锌等。

本发明所采用的原料均是市售原料。

本发明的冷却水复合缓蚀阻垢剂的制备方法：首先是将锌加入到容器中，然后分别加入膦酰基乙酸，氨基醚基膦酸，聚丙烯酸和水，充分搅拌混合均匀后即得到所需的产品。

本发明的冷却水复合缓蚀阻垢剂可用于循环冷却水系统的阻垢与缓蚀，适用于软化水、除盐水、普通自来水作为补水的各类冷却水，尤其适用于汽车工业高浓缩倍数(不低于4)，高碱度(不低于400mg/L以碳酸钙计)，高硬度(不低于500mg/L以碳酸钙计)，高pH值(不低于8.5)。

本发明的冷却水复合缓蚀阻垢剂的使用方法：冷却水复合缓蚀阻垢剂通过加药系统加入冷却水系统中，在冷却水系统中的加入量是50～150mg/l冷却水。

本发明的冷却水复合缓蚀阻垢剂的主要优点：本发明所采用的原料均是市售原料，容易得到，产品成本较低，而且制备方法简单；本发明的阻垢缓蚀剂属于低锌配方，按正常投加量，冷却水排放锌含量符合国家一级排放标准(GB8978-1996)；本发明的阻垢缓蚀剂，能同时满足低浓缩倍数、腐蚀型水质和高浓缩倍数、结垢型水质，具有很好的缓蚀、阻垢效果；能够与目前的唑类缓蚀剂及各类杀菌剂有很好的兼容作用；此外，本发明不含亚硝酸盐、铬酸盐，无毒，不污染环境。本发明尤其适用于汽车生产行业的各类冷却水系统，尤其对于高浓缩倍数，高碱度，高硬度，高pH值的冷却水系统具有良好的阻垢效果。经测试本发明的阻碳酸钙垢率达到＞98％，对碳钢基本不腐蚀。因此该阻垢缓蚀剂用于汽车冷却水系统，可以延长冷却水系统的使用周期，保证企业生产的顺利进行。

具体实施方式

以下列举实施例以进一步阐述本发明，应理解，实施例并非用于限制本发明的保护范围。

实施例1：

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入3.2kg的硫酸锌加到容器中，22.3kg的膦酰基乙酸、25.8kg的氨基醚基膦酸、8.6kg的聚丙烯酸、40.1kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到100％，碳钢缓蚀率达到99.2％。

实施例2：

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入0.6kg的硫酸锌加到容器中，5kg的膦酰基乙酸、20kg的氨基醚基膦酸、3kg的聚丙烯酸、71.4kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到96.3％，碳钢缓蚀率达到86.3％。

实施例3

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入0.3kg的氯化锌加到容器中，40kg的膦酰基乙酸、35kg的氨基醚基膦酸、5kg的聚丙烯酸、19.7kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到98.3％，碳钢缓蚀率达到98.3％。

实施例4

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入1kg的硫酸锌加到容器中，30kg的膦酰基乙酸、10kg的氨基醚基膦酸、4kg的聚丙烯酸、55kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到92.3％，碳钢缓蚀率达到99.5％。

实施例5

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入0.6kg的硝酸锌加到容器中，20kg的膦酰基乙酸、40kg的氨基醚基膦酸、4kg的聚丙烯酸、35.4kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到98.7％，碳钢缓蚀率达到99.3％。

实施例6

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入0.6kg的硫酸锌加到容器中，25kg的膦酰基乙酸、20kg的氨基醚基膦酸、1kg的聚丙烯酸、53.4kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到100％，碳钢缓蚀率达到99.2％。

实施例7

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入1kg的硫酸锌加到容器中，30kg的膦酰基乙酸、35kg的氨基醚基膦酸、10kg的聚丙烯酸、24kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到91.8％，碳钢缓蚀率达到98.6％。

实施例8

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入0.1kg的硫酸锌加到容器中，10kg的膦酰基乙酸、35kg的氨基醚基膦酸、6kg的聚丙烯酸、48.9kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到98.4％，碳钢缓蚀率达到86.3％。

实施例9

制备100kg的冷却水复合缓蚀阻垢剂，制备过程：加入1kg的硫酸锌加到容器中，8kg的膦酰基乙酸、30kg的氨基醚基膦酸、5kg的聚丙烯酸、56kg水混合均匀得到暗红色液体。

针对汽车行业用的冷却水系统阻垢，冷却水的各项指标如下：

浓缩倍数C≥4，总碱≥500mg/l以碳酸钙计，总硬为≥600mg/l以碳酸钙计，pH≥8.6mg/l。

以100mg/l冷却水的量加入，参照中国石油化工总公司的《冷却水分析和试验方法》以及化工部的《水质和水处理剂产品质量检测手册》中的水处理剂的阻垢缓蚀剂标准分析结果如下：阻碳酸钙垢率达到98.8％，碳钢缓蚀率达到89.6％。

Claims (6)

1.一种冷却水复合缓蚀阻垢剂，其组分及各组分的重量百分比为：

膦酰基乙酸        5-40％

氨基醚基膦酸      10-40％

聚丙烯酸          1-10％

锌盐              0.1-1％

余量为水。

2.如权利要求1所述冷却水复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述锌盐为硫酸锌、氯化锌或硝酸锌。

3.如权利要求1或2所述冷却水复合缓蚀阻垢剂的制备方法：先将锌盐加入容器，然后分别加入膦酰基乙酸、氨基醚基膦酸、聚丙烯酸和水，充分搅拌混合均匀后即得。

4.如权利要求1或2所述冷却水复合缓蚀阻垢剂用于循环冷却水系统的阻垢与缓蚀。

5.如权利要求4所述冷却水复合缓蚀阻垢剂用于循环冷却水系统的阻垢与缓蚀，其特征在于，将所述冷却水复合缓蚀阻垢剂用于汽车工业的循环冷却水系统的阻垢与缓蚀。

6.如权利要求4或5所述冷却水复合缓蚀阻垢剂用于循环冷却水系统的阻垢与缓蚀，其特征在于，所述冷却水复合缓蚀阻垢剂通过加药系统加入冷却水系统中，加入量为50～150mg/L冷却水。