CN103304045B - 一种阻垢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻垢缓蚀剂及其制备方法，解决现有技术中循环水浓缩倍数低，用水量大，排污量大，加硫酸调节pH值的危险方式和阻垢缓蚀剂磷含量高、污染环境的问题。本发明的阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5～10%羟基乙叉二膦酸、10～20%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、10～20%多氨基多醚基甲叉膦酸、20～40%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、1～5%壬基酚聚氧乙烯醚、5～10%七水硫酸锌、1～5%苯并三氮唑、纯净水10～30%。本发明还提供了上述阻垢缓蚀剂的制备方法。本发明的磷、锌盐含量低，一方面可以防止药剂垢沉积，另一方面可减少对水的污染，有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻垢缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
目前，为了防止工业循环冷却水对设备换热装置的结垢、腐蚀、细菌滋生等问题，通常在冷却水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等化学药剂，习惯上通称为水质稳定剂，利用这些药剂的协同作用，可以提高冷却水的稳定效果，降低生产成本，目前常用的单体有聚磷酸盐（三聚磷酸盐、六偏磷酸盐等），有机膦酸（HEDP、ATMP、EDTMP、DTPMPA等），有机膦羧酸（PBTCA），分散剂均聚物（PAA、HPMA、PESA、PASP等），分散剂共聚物（AA-MA、AA-AMPS、T-225等）。常用的复合配方有：铬酸盐+锌盐、聚磷酸盐+锌盐、聚磷酸盐+有机膦酸盐+锌盐、有机膦酸盐+聚羧酸盐+锌盐、有机膦羧酸盐+有机膦酸盐+锌盐+唑类等，这些单体或复合配方为国家、企业节约了大量的水资源，提高了循环冷却水的浓缩倍数，保护设备装置的安全运行取得了显著成绩，现在得到了大量的推广与使用。
水质稳定剂虽然提高了水的利用率，保护了企业冷却设备装置，得到了目前大量推广和使用，但是随着全球及国内淡水资源越来越少，国家大力提倡循环经济，促进节能减排，要求环保低磷无磷，在此背景下提高工业循环冷却水的浓缩倍数，适应高碱度、高硬度、高PH值、为保护冷却设备装置不加酸调节冷却水就成为现今的研究课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻垢缓蚀剂及其制备方法，解决现有技术中循环水浓缩倍数低，用水量大，排污量大，缓蚀剂磷含量高、污染环境的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种阻垢缓蚀剂，是由下列重量百分比的组分组成：
羟基乙叉二膦酸 5～10%
2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸 10～20%
多氨基多醚基甲叉膦酸 10～20%
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 20～40%
壬基酚聚氧乙烯醚 1～5%
七水硫酸锌 5～10%
苯并三氮唑 1～5%
纯净水 10～30%。
具体的，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5%羟基乙叉二膦酸、15%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、15%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、30%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、20%纯净水。
作为另一种方案，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5%羟基乙叉二膦酸、12.5%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、12.5%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、35%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、20%纯净水。
作为一种优选，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5%羟基乙叉二膦酸、10%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、10%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、30%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、25%纯净水。
上述阻垢缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）首先在搅拌釜内加入纯净水和苯并三氮唑后进行搅拌；
（2）然后加入羟基乙叉二膦酸，待溶解后加入七水硫酸锌；
（3）最后依次加入2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌1h均匀后即制得产品。
本发明具有以下优点及有益效果：
（1）本发明各组分之间具有良好的协同配伍性，使得阻垢缓蚀剂具有增效的阻垢和缓蚀性能，例如阻碳酸钙垢率可达到99.4%，设备腐蚀率：碳钢0.0143mm/a，不锈钢0.002mm/a，铜0.001mm/a。
（2）本发明阻垢缓蚀剂适用于钙硬度（以CaCO3计）+甲基橙碱度（以CaCO3计）≤1800mg/L的高浓缩倍率的循环冷却水系统，且不需要加酸调节pH值，方便使用，同时能够保证循环冷却水设备系统不结垢，腐蚀速率低，大大地提高了循环水的浓缩倍数，节约大量水资源，解决了现有的阻垢缓蚀剂在高碱高硬度条件下需要添加硫酸调节pH值的危险方式。
（3）本发明的磷、锌盐含量低，一方面可以防止药剂垢沉积，另一方面可减少对水的污染，有利于环境保护。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
一种阻垢缓蚀剂，是由下列重量百分比的组分组成：
5%羟基乙叉二膦酸、15%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、15%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、30%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、20%纯净水。
其制备方法为：按照上述各组分的配比，首先在搅拌釜内加入纯净水和苯并三氮唑后进行搅拌；然后加入羟基乙叉二膦酸，待溶解后加入七水硫酸锌；最后依次加入2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌1h均匀后即制得产品。
使用时，将制备好的阻垢缓蚀剂产品通过计量泵连续加入循环冷却水，使用浓度一般在20～100mg/L，作为一种优选，使用浓度为40～60mg/L。
实施例2
一种阻垢缓蚀剂，是由下列重量百分比的组分组成：
5%羟基乙叉二膦酸、12.5%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、12.5%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、35%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、20%纯净水。其制备方法和使用方法与实施例1相同。
实施例3
一种阻垢缓蚀剂，是由下列重量百分比的组分组成：
5%羟基乙叉二膦酸、10%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、10%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、30%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、30%纯净水。其制备方法和使用方法与实施例1相同。
实施例4
一种阻垢缓蚀剂，是由下列重量百分比的组分组成：
8%羟基乙叉二膦酸、10%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、10%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、25%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、25%纯净水。其制备方法和使用方法与实施例1相同。
实施例5
一种阻垢缓蚀剂，是由下列重量百分比的组分组成：
10%羟基乙叉二膦酸、15%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、15%多氨基多醚基甲叉膦酸、5%七水硫酸锌、25%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3%壬基酚聚氧乙烯醚、5%苯并三氮唑、22%纯净水。其制备方法和使用方法与实施例1相同。
1、阻垢性能测试：
将实施例1制备出的阻垢缓蚀剂进行静态阻碳酸钙垢性能测定，按CB/T16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定 碳酸钙沉积法》进行，试验水质钙硬度（以CaCO3计）1200mg/L，甲基橙碱度（以CaCO3计）700mg/L，pH值9.2，实验温度为恒温50℃，试验时间72小时，试验结束后，评价药剂的阻垢性能，如表1所示：
表1
| 实施例1的阻垢缓蚀剂浓度（mg/L） | 碳酸钙阻垢率% |
| 30 | 90.4 |
| 40 | 94.1 |
| 50 | 99.4 |
| 60 | 99.5 |
2、缓蚀性能测试：
将实施例1制备出的阻垢缓蚀剂用旋转挂片法按GB/T18175-2000《水处理药剂缓蚀性能的测定方法 旋转挂片法》，采用HDT-RCC-Ⅱ旋转挂片腐蚀仪测定药剂的缓蚀性能，腐蚀挂片材质为Q235碳钢，不锈钢，铜。试验水质、温度、时间同阻垢性能测试，试验结束后，评价药剂的缓蚀性能，计算腐蚀速率，其结果如表2:
表2
| 实施例1的阻垢缓蚀剂浓度（mg/L） | 碳钢腐蚀率（mm/a） | 不锈钢腐蚀（mm/a） | 铜腐蚀率（mm/a） |
| 30 | 0.0146 | 0.002 | 0.001 |
| 40 | 0.0144 | 0.002 | 0.001 |
| 50 | 0.0143 | 0.002 | 0.001 |
| 60 | 0.0143 | 0.002 | 0.001 |
由上述阻垢性能测试和缓蚀性能测试结果可知，本发明制备出的阻垢缓蚀剂的性能与各组分中各种特性官能团所占的比例密切相关，只有比例适当才能具有良好的阻垢缓蚀性能。试验结果表明加入量50mg/L以达到最佳效果（继续提高加药量虽然无不良反应，但是增加了使用成本，不切合实际）。阻碳酸钙垢率99.4%，设备缓蚀率：碳钢0.0143mm/a，不锈钢0.002mm/a，铜0.001mm/a。完全满足符合GB50050—2007《工业循环冷却水处理设计规范》；且腐蚀速率低于国家标准。本发明阻垢缓蚀剂处理高碱高硬度工业循环水 与目前市面上常用的阻垢缓蚀剂(纳尔科S6600，日本栗田S-113，泰和TH658，奥纳AN-658)对比，它们的阻垢一般控制：钙硬度（以CaCO3计）+甲基橙碱度（以CaCO3计）≤1100mg/L，有的还需用硫酸调节PH值。我公司发明的这种处理高碱高硬度工业循环水复合阻垢缓蚀剂 ，阻垢通常控制：钙硬度（以CaCO3计）+甲基橙碱度（以CaCO3计）≤1800mg/L），不调PH值，方便使用，保证循环冷却水设备系统不结垢，腐蚀速率低，提高了循环水的浓缩倍数，节约大量水资源，具有广阔的市场推广前景。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比组分组成：
羟基乙叉二膦酸 5～10%
2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸 10～20%
多氨基多醚基甲叉膦酸 10～20%
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 20～40%
壬基酚聚氧乙烯醚 1～5%
七水硫酸锌 5～10%
苯并三氮唑 1～5%
纯净水 10～30%。
2.根据权利要求1所述的一种阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5%羟基乙叉二膦酸、15%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、15%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、30%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、20%纯净水。
3. 根据权利要求1所述的一种阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5%羟基乙叉二膦酸、12.5%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、12.5%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、35%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、5%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、20%纯净水。
4. 根据权利要求1所述的一种阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂是由下列重量百分比的组分组成：5%羟基乙叉二膦酸、10%2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、10%多氨基多醚基甲叉膦酸、8%七水硫酸锌、30%丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、10%壬基酚聚氧乙烯醚、2%苯并三氮唑、25%纯净水。
5. 权利要求1～4任一项所述的一种阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）首先在搅拌釜内加入纯净水和苯并三氮唑后进行搅拌；
（2）然后加入羟基乙叉二膦酸，待溶解后加入七水硫酸锌；
（3）最后依次加入2-膦羧酸-1.2.4-三羧酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌1h均匀后即制得产品。
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