CN105084561B - 一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂由阻垢组份、缓蚀组份和去离子水组成；阻垢组份由黄腐酸、马来酸‑丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸组成；缓蚀组份由硫酸锌和聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；其制备方法为，将硫酸锌加入去离子水中，得到混合物A；向混合物A中加入黄腐酸，得到混合物B；向混合物B中依次加入马来酸‑丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，得到混合物C；最后向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，即得到无磷阻垢缓蚀剂。本发明缓蚀剂，无磷，含黄腐酸，具有良好的缓蚀性能和阻垢性能，特别适合我国北方高硬度、高碱度水质。

Description

一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明属于处理循环冷却水用的缓蚀剂，具体涉及的是一种含黄腐酸的无

磷阻垢缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

人口的迅猛增加和工业的飞速发展，导致水资源日益短缺，西北地区更为，故节约用水已成为开发水资源的重要途径，被人们广泛关注，其中循环冷却水占工业总用水量的90%以上，减少循环水系统排污，对循环水进行处理以提高循环水的浓缩倍率，可使水的重复利用率达96%以上。国内在水处理剂方面研究较多的是有机膦酸阻垢剂和共聚物阻垢分散剂，化学性能稳定，能耐较高温度和PH，是当前使用较多的一类水处理剂，如ATMP、HEDP等，但有机磷酸不能有效抑制磷酸钙垢、锌垢以及氧化铁等沉淀问题，而且有机膦酸阻垢剂时间长会分解成正磷酸盐，导致环境水域的富营养化，促进菌藻的生长而形成赤潮，造成水源污染，另外，现有的阻垢缓蚀剂阻垢率大多在95%左右，缓蚀率在93%左右，阻垢率和缓蚀率相对较低，因此含磷阻垢剂的使用已受到限制，开发低磷或无磷的绿色阻垢剂已成为当今水处理剂的主要方向，共聚物阻垢剂（包括二元、三元、多元共聚物）主要有丙烯酸、马来酸酐等，其阻垢性能较好，但缺点是不能生物降解。

发明内容

本发明的目的是提供一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂，具有良好的缓蚀性能和阻垢性能，特别适合我国北方高硬度、高碱度水质。

本发明的另一个目的是提供上述无磷阻垢缓蚀剂的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，

一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂，按质量百分比，由以下组份组成：20~50%的阻垢组份， 15~40%的缓蚀组份和10~65%的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100%；

所述阻垢组份按质量百分比，由以下组份组成：25~40%的黄腐酸，20~30%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，30~55%的聚天冬氨酸，以上各组份的质量百分比总和为100%；

所述缓蚀组份按质量百分比，由以下组份组成：30~55%的硫酸锌， 45~70%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，以上各组份的质量百分比总和为100%。

上述含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，其具体操作步骤如下：

步骤1，

按质量百分比，称取20~50%的阻垢组份， 15~40%的缓蚀组份和10~65%的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100%；

其中，阻垢组份由质量百分比为25~40%的黄腐酸，20~30%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，30~55%的聚天冬氨酸组成，以上各组份的质量百分比总和为100%；

缓蚀组份由质量百分比为30~55%的硫酸锌， 45~70%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成，以上各组份的质量百分比总和为100%；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂。

本发明的有益效果是，

1.本发明缓蚀剂为无磷药剂，可杜绝菌类营养的外在供给，有效遏制了菌类的快速繁殖，大大降低了循环水系统排污造成的环境污染；

2. 在各类热交换器循环冷却水中，本发明缓蚀剂在起到阻垢分散性能的同时具有缓蚀性能，并且在使用时不用调整冷却水的pH值，依靠提高成垢离子在溶液中的溶解度，抑制了无机难溶盐的形成，因此本发明缓蚀剂在碱性条件下也可使用；

3.本发明缓蚀剂具有较强的络合、分散作用，通常能影响晶格定向生长，影响晶格歪曲，在循环水里可破坏碳酸钙晶体的形状，使其形成分散的碳酸钙颗粒，不易聚合在一起附着在换热器表面，对钙离子浓度、碱度、硫酸根离子及铁离子具有较好的稳定性，能同时且有效的减少CaCO₃、CaSO₄、BaSO₄、SrSO₄、CaF₂、SiO2垢的生成；

4、本发明含有黄腐蚀，黄腐蚀是一种从风化煤里提取的天然有机酸，其分子量小，含活性基团很多，具有亲水性，所以黄腐酸易溶于水、酸、碱等溶液，抗硬水絮凝能力高，具有抑制碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙和膦酸钙垢的生成，能有效起到阻垢缓蚀作用。

具体实施方式

本发明提供一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂，由阻垢组份、缓蚀组份和去离子水组成。

阻垢组份由黄腐酸、马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸组成；黄腐酸分子量小，含活性基团很多，具有亲水性，所以黄腐酸易溶于水、酸、碱等溶液，抗硬水絮凝能力高，具有抑制碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙和膦酸钙垢，起到阻垢缓蚀作用；马来酸-丙烯酸二元共聚物属于分散剂，具有较强的络合、分散作用，通常能影响晶格定向生长，影响晶格歪曲，在循环水里可破坏碳酸钙晶体的形状，使其形成分散的碳酸钙颗粒，不易聚合在一起附着在换热器表面；聚天冬氨酸属于阴离子型，可与钙、镁、铝等阳离子形成稳定的络合物，增加了成垢离子在溶液中的溶解度，抑制了无机难溶盐的形成。

缓蚀组份由的硫酸锌和聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；硫酸锌属于阴极缓蚀剂，在阴极部位，当锌离子靠近金属表面时，与聚集在阴极的OH-迅速反应生成氢氧化锌沉淀，沉积于阴极的表面上，形成的沉积膜使溶解氧很难达到阴极，从而缩小阴极面积，减缓阴极反应过程从而抑制整个腐蚀反应的进行；聚氧乙烯环烷酸咪唑啉首先和金属机体在金属表面形成吸附膜，这层吸附膜像疏松网一样裹在金属表面，形成一层牢固的吸附膜层，阻隔循环水和金属机体的接触从而起到缓蚀作用。

实施例1

一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取300g的阻垢组份，300g的缓蚀组份和400g的去离子水；

其中，300g的阻垢组份由质量百分比为27%的黄腐酸，28%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，45%的聚天冬氨酸组成；

300g的缓蚀组份由质量百分比为30%的硫酸锌， 70%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂A。

“旋转挂片测腐蚀率”参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-I型转腐蚀挂片试验仪，在温度45±1℃，转速100r/min条件下运行72小时进行旋转挂片法腐蚀试验；

A 试验方法提要：

旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。

实验步骤：

①将试片用滤纸把防锈油脂擦拭干净，然后分别在丙酮和无水乙醇中用脱脂棉擦洗（每10片试片用不少于50ml上述试剂），置于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g），保存于干燥器中，待用。

②按实验要求，配制好无磷缓蚀阻垢剂A储备溶液。储备溶液浓度一般为运转浓度的100倍左右。储备溶液应在当天或前一天配制。

③按试验要求，准备好试验用水。试验用水为现场水。

④在试杯中加入无磷缓蚀阻垢剂A储备溶液精确到0.02ml，在2000ml试杯中加试验用水到一定体积，混匀，即为试液。在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线。将试杯置于恒温水浴中，向各试杯中连续通入空气。

⑤待试片按一定旋转速度转动，并开始计时。

⑥试杯不加盖，令试液自然蒸发，每隔1h～2h补加蒸馏水一次，使液面保持在刻线处。

⑦当运转时间达到指定值时，停止试片转动，取出试片并进行外观观察并记录。

⑧将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液（4～5）中浸泡3min～5min，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液中约30s，取出，用蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭并吸干，在无水乙醇中浸泡约3min，于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g）。同时做试片的酸洗空白试验。

⑨做未加无磷缓蚀阻垢剂A的空白试验。

⑩对酸洗后的试片进行外观观察并记录。

“水处理剂阻垢性能的测定”参照国家标准GB/T16632-2008，在恒温水浴锅中，50±1℃，运行10小时进行阻垢试验；

A 试验方法提要：

冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢而引起的。其反应式可以表示为：

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓+ CO₂↑ + H₂O

本方法以含有Ca(HCO₃)₂ 的配制水和水处理药剂制备成试液（模拟冷却水）。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡pH。然后测定试液中钙离子的稳定浓度。钙离子的稳定浓度愈大，则该水处理药剂的阻垢性能愈好。

试验步骤：

量取约450ml试液于500ml三颈烧瓶中。将此烧瓶浸入60±0.2℃的恒温水浴中，同时以80L/h的流量鼓入空气。经6h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至室温此溶液即为钙离子稳定浓度溶液。移取25.00ml锥形瓶中，加约80ml水。按标定氯化钙溶液的方法测定钙离子的稳定浓度。记下所消耗的EDTA标准滴定溶液的体积V。

测试结果如下表（不同加药量）：

通过该配方在不同的水质和在不同水质中加入不同的剂量，经过“旋转挂片测腐蚀率”和“水处理剂阻垢性能的测定”，实验，结果表明该配方产品对碳钢、黄铜和不锈钢缓蚀都有明显的效果，碳钢腐蚀率低于0.075mm/a，黄铜和不锈钢腐蚀速率小于0.005mm/a，优于GB50050-2007循环冷却水处理规范要求。

实施例2

一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取500g的阻垢组份，400g的缓蚀组份和100g的去离子水；

其中，500g的阻垢组份由质量百分比为40%的黄腐酸，30%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，30%的聚天冬氨酸组成；

300g的缓蚀组份由质量百分比为40%的硫酸锌， 60%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂B。

“旋转挂片测腐蚀率”参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-I型转腐蚀挂片试验仪，在温度45±1℃，转速100r/min条件下运行72小时进行旋转挂片法腐蚀试验；

A 试验方法提要：

旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。

实验步骤：

将试片用滤纸把防锈油脂擦拭干净，然后分别在丙酮和无水乙醇中用脱脂棉擦洗（每10片试片用不少于50ml上述试剂），置于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g），保存于干燥器中，待用。

按实验要求，配制好无磷缓蚀阻垢剂B储备溶液。储备溶液浓度一般为运转浓度的100倍左右。储备溶液应在当天或前一天配制。

按试验要求，准备好试验用水。试验用水为现场水。

在试杯中加入无磷缓蚀阻垢剂B储备溶液精确到0.02ml，在2000ml试杯中加试验用水到一定体积，混匀，即为试液。在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线。将试杯置于恒温水浴中，向各试杯中连续通入空气。

待试片按一定旋转速度转动，并开始计时。

试杯不加盖，令试液自然蒸发，每隔1h～2h补加蒸馏水一次，使液面保持在刻线处。

当运转时间达到指定值时，停止试片转动，取出试片并进行外观观察并记录。

将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液（4～5）中浸泡3min～5min，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液中约30s，取出，用蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭并吸干，在无水乙醇中浸泡约3min，于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g）。同时做试片的酸洗空白试验。

做未加无磷缓蚀阻垢剂B的空白试验。

对酸洗后的试片进行外观观察并记录。

“水处理剂阻垢性能的测定”参照国家标准GB/T16632-2008，在恒温水浴锅中，50±1℃，运行10小时进行阻垢试验；

A 试验方法提要：

冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢而引起的。其反应式可以表示为：

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓+ CO₂↑ + H₂O

本方法以含有Ca(HCO₃)₂ 的配制水和水处理药剂制备成试液（模拟冷却水）。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡pH。然后测定试液中钙离子的稳定浓度。钙离子的稳定浓度愈大，则该水处理药剂的阻垢性能愈好。

试验步骤：

量取约450ml试液于500ml三颈烧瓶中。将此烧瓶浸入60±0.2℃的恒温水浴中，同时以80L/h的流量鼓入空气。经6h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至室温此溶液即为钙离子稳定浓度溶液。移取25.00ml锥形瓶中，加约80ml水。按标定氯化钙溶液的方法测定钙离子的稳定浓度。记下所消耗的EDTA标准滴定溶液的体积V。

测试结果如下表（不同加药量）：

通过该配方在地下水、地表水、河水和城市中水中加入不同的剂量，经过“旋转挂片测腐蚀率”和“水处理剂阻垢性能的测定”，实验，结果表明该配方产品对碳钢、黄铜和不锈钢缓蚀都有明显的效果，碳钢腐蚀率低于0.075mm/a，且对于不同的水质，随着加药量的增加，在不同材质上的腐蚀速率呈下降趋势，阻垢率呈增加趋势。黄铜和不锈钢腐蚀速率小于0.005mm/a，优于GB50050-2007循环冷却水处理规范要求。

实施例3

一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取200g的阻垢组份，150g的缓蚀组份和650g的去离子水；

其中，200g的阻垢组份由质量百分比为25%的黄腐酸，20%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，55%的聚天冬氨酸组成；

300g的缓蚀组份由质量百分比为55%的硫酸锌， 45%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂C。

“旋转挂片测腐蚀率”参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-I型转腐蚀挂片试验仪，在温度45±1℃，转速100r/min条件下运行72小时进行旋转挂片法腐蚀试验；

A 试验方法提要：

旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。

实验步骤：

将试片用滤纸把防锈油脂擦拭干净，然后分别在丙酮和无水乙醇中用脱脂棉擦洗（每10片试片用不少于50ml上述试剂），置于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g），保存于干燥器中，待用。

按实验要求，配制好无磷缓蚀阻垢剂C储备溶液。储备溶液浓度一般为运转浓度的100倍左右。储备溶液应在当天或前一天配制。

按试验要求，准备好试验用水。试验用水为现场水。

在试杯中加入无磷缓蚀阻垢剂C储备溶液精确到0.02ml，在2000ml试杯中加试验用水到一定体积，混匀，即为试液。在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线。将试杯置于恒温水浴中，向各试杯中连续通入空气。

待试片按一定旋转速度转动，并开始计时。

试杯不加盖，令试液自然蒸发，每隔1h～2h补加蒸馏水一次，使液面保持在刻线处。

当运转时间达到指定值时，停止试片转动，取出试片并进行外观观察并记录。

将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液（4～5）中浸泡3min～5min，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液中约30s，取出，用蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭并吸干，在无水乙醇中浸泡约3min，于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g）。同时做试片的酸洗空白试验。

做未加无磷缓蚀阻垢剂C的空白试验。

对酸洗后的试片进行外观观察并记录。

“水处理剂阻垢性能测定”参照国家标准GB/T16632-2008，在恒温水浴锅中，50±1℃，运行10小时进行阻垢试验；

A 试验方法提要：

冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢而引起的。其反应式可以表示为：

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓+ CO₂↑ + H₂O

本方法以含有Ca(HCO₃)₂ 的配制水和水处理药剂制备成试液（模拟冷却水）。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡pH。然后测定试液中钙离子的稳定浓度。钙离子的稳定浓度愈大，则该水处理药剂的阻垢性能愈好。

试验步骤：

量取约450ml试液于500ml三颈烧瓶中。将此烧瓶浸入60±0.2℃的恒温水浴中，同时以80L/h的流量鼓入空气。经6h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至室温此溶液即为钙离子稳定浓度溶液。移取25.00ml锥形瓶中，加约80ml水。按标定氯化钙溶液的方法测定钙离子的稳定浓度。记下所消耗的EDTA标准滴定溶液的体积V。

测试结果如下表（不同加药量）：

通过该配方在地下水、地表水、河水和城市中水中加入不同的剂量，经过“旋转挂片测腐蚀率”和“水处理剂阻垢性能的测定”，实验，结果表明该配方产品对碳钢、黄铜和不锈钢缓蚀都有明显的效果，碳钢腐蚀率低于0.075mm/a，且对于不同的水质，随着加药量的增加，在不同材质上的腐蚀速率呈下降趋势，阻垢率呈增加趋势。黄铜和不锈钢腐蚀速率小于0.005mm/a，优于GB50050-2007循环冷却水处理规范要求。

实施例4

一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1，

称取400g的阻垢组份，400g的缓蚀组份和200g的去离子水；

其中，400g的阻垢组份由质量百分比为30%的黄腐酸，30%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，40%的聚天冬氨酸组成；

400g的缓蚀组份由质量百分比为48%的硫酸锌，52%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂D。

“旋转挂片测腐蚀率”参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-I型转腐蚀挂片试验仪，在温度45±1℃，转速100r/min条件下运行72小时进行旋转挂片法腐蚀试验；

A 试验方法提要：

旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。

实验步骤：

将试片用滤纸把防锈油脂擦拭干净，然后分别在丙酮和无水乙醇中用脱脂棉擦洗（每10片试片用不少于50ml上述试剂），置于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g），保存于干燥器中，待用。

按实验要求，配制好无磷缓蚀阻垢剂D储备溶液。储备溶液浓度一般为运转浓度的100倍左右。储备溶液应在当天或前一天配制。

按试验要求，准备好试验用水。试验用水为现场水。

在试杯中加入无磷缓蚀阻垢剂D储备溶液精确到0.02ml，在2000ml试杯中加试验用水到一定体积，混匀，即为试液。在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线。将试杯置于恒温水浴中，向各试杯中连续通入空气。

待试片按一定旋转速度转动，并开始计时。

试杯不加盖，令试液自然蒸发，每隔1h～2h补加蒸馏水一次，使液面保持在刻线处。

当运转时间达到指定值时，停止试片转动，取出试片并进行外观观察并记录。

将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液（4～5）中浸泡3min～5min，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液中约30s，取出，用蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭并吸干，在无水乙醇中浸泡约3min，于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g）。同时做试片的酸洗空白试验。

做未加无磷缓蚀阻垢剂D的空白试验。

对酸洗后的试片进行外观观察并记录。

“水处理剂阻垢性能测定”参照国家标准GB/T16632-2008，在恒温水浴锅中，50±1℃，运行10小时进行阻垢试验；

A 试验方法提要：

冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢而引起的。其反应式可以表示为：

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓+ CO₂↑ + H₂O

本方法以含有Ca(HCO₃)₂ 的配制水和水处理药剂制备成试液（模拟冷却水）。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡pH。然后测定试液中钙离子的稳定浓度。钙离子的稳定浓度愈大，则该水处理药剂的阻垢性能愈好。

试验步骤：

量取约450ml试液于500ml三颈烧瓶中。将此烧瓶浸入60±0.2℃的恒温水浴中，同时以80L/h的流量鼓入空气。经6h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至室温此溶液即为钙离子稳定浓度溶液。移取25.00ml锥形瓶中，加约80ml水。按标定氯化钙溶液的方法测定钙离子的稳定浓度。记下所消耗的EDTA标准滴定溶液的体积V。

测试结果如下表（不同加药量）：调整以下实验数据

通过该配方在地下水、地表水、河水和城市中水中加入不同的剂量，经过“旋转挂片测腐蚀率”和“水处理剂阻垢性能的测定”，实验，结果表明该配方产品对碳钢、黄铜和不锈钢缓蚀都有明显的效果，碳钢腐蚀率低于0.075mm/a，且对于不同的水质，随着加药量的增加，在不同材质上的腐蚀速率呈下降趋势，阻垢率呈增加趋势。黄铜和不锈钢腐蚀速率小于0.005mm/a，优于GB50050-2007循环冷却水处理规范要求。

实施5

称取500g的阻垢组份，350g的缓蚀组份和150g的去离子水；

其中，500g的阻垢组份由质量百分比为32%的黄腐酸，26%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，42%的聚天冬氨酸组成；

350g的缓蚀组份由质量百分比为33%的硫酸锌， 67%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂E。

“旋转挂片测腐蚀率”参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-I型转腐蚀挂片试验仪，在温度45±1℃，转速100r/min条件下运行72小时进行旋转挂片法腐蚀试验；

A 试验方法提要：

旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。

实验步骤：

将试片用滤纸把防锈油脂擦拭干净，然后分别在丙酮和无水乙醇中用脱脂棉擦洗（每10片试片用不少于50ml上述试剂），置于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g），保存于干燥器中，待用。

按实验要求，配制好无磷缓蚀阻垢剂E储备溶液。储备溶液浓度一般为运转浓度的100倍左右。储备溶液应在当天或前一天配制。

按试验要求，准备好试验用水。试验用水为现场水。

在试杯中加入无磷缓蚀阻垢剂E储备溶液精确到0.02ml，在2000ml试杯中加试验用水到一定体积，混匀，即为试液。在试杯外壁与液面同一水平处划上刻线。将试杯置于恒温水浴中，向各试杯中连续通入空气。

待试片按一定旋转速度转动，并开始计时。

试杯不加盖，令试液自然蒸发，每隔1h～2h补加蒸馏水一次，使液面保持在刻线处。

当运转时间达到指定值时，停止试片转动，取出试片并进行外观观察并记录。

将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液（4～5）中浸泡3min～5min，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入氢氧化钠溶液中约30s，取出，用蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭并吸干，在无水乙醇中浸泡约3min，于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于干燥器中4h以上，称量（精确到0.0002g）。同时做试片的酸洗空白试验。

做未加无磷缓蚀阻垢剂E的空白试验。

对酸洗后的试片进行外观观察并记录。

“水处理剂阻垢性能测定”参照国家标准GB/T16632-2008，在恒温水浴锅中，50±1℃，运行10小时进行阻垢试验；

A 试验方法提要：

冷却水中的结垢，通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解，生成难溶的碳酸钙垢而引起的。其反应式可以表示为：

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓+ CO₂↑ + H₂O

本方法以含有Ca(HCO₃)₂ 的配制水和水处理药剂制备成试液（模拟冷却水）。为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程，本方法在升高了的温度下，向试液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使反应式的平衡向右侧移动，促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙，试液迅速达到其自然平衡pH。然后测定试液中钙离子的稳定浓度。钙离子的稳定浓度愈大，则该水处理药剂的阻垢性能愈好。

试验步骤：

量取约450ml试液于500ml三颈烧瓶中。将此烧瓶浸入60±0.2℃的恒温水浴中，同时以80L/h的流量鼓入空气。经6h后，停止鼓入空气，取出三颈烧瓶，放至室温此溶液即为钙离子稳定浓度溶液。移取25.00ml锥形瓶中，加约80ml水。按标定氯化钙溶液的方法测定钙离子的稳定浓度。记下所消耗的EDTA标准滴定溶液的体积V。

测试结果如下表（不同加药量）：

通过该配方在地下水、地表水、河水和城市中水中加入不同的剂量，经过“旋转挂片测腐蚀率”和“水处理剂阻垢性能的测定”，实验，结果表明该配方产品对碳钢、黄铜和不锈钢缓蚀都有明显的效果，碳钢腐蚀率低于0.075mm/a，且对于不同的水质，随着加药量的增加，在不同材质上的腐蚀速率呈下降趋势，阻垢率呈增加趋势。黄铜和不锈钢腐蚀速率小于0.005mm/a，优于GB50050-2007循环冷却水处理规范要求。

Claims (2)

1. 一种含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份组成：20~50%的阻垢组份， 15~40%的缓蚀组份和10~65%的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100%；

所述阻垢组份按质量百分比，由以下组份组成：25~40%的黄腐酸，20~30%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，30~55%的聚天冬氨酸，以上各组份的质量百分比总和为100%；

所述缓蚀组份按质量百分比，由以下组份组成：30~55%的硫酸锌， 45~70%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，以上各组份的质量百分比总和为100%。

2.一种如权利要求1所述含黄腐酸的无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：

步骤1，

按质量百分比，称取20~50%的阻垢组份， 15~40%的缓蚀组份和10~65%的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100%；

其中，阻垢组份由质量百分比为25~40%的黄腐酸，20~30%的马来酸-丙烯酸二元共聚物，30~55%的聚天冬氨酸组成，以上各组份的质量百分比总和为100%；

缓蚀组份由质量百分比为30~55%的硫酸锌， 45~70%的聚氧乙烯环烷酸咪唑啉组成，以上各组份的质量百分比总和为100%；

步骤2，

将硫酸锌加入去离子水中，充分搅拌使硫酸锌完全溶解，得到混合物A；

步骤3，

向混合物A中加入黄腐酸，搅拌均匀，得到混合物B；

步骤4，

向混合物B中依次加入马来酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，搅拌均匀，得到混合物C；

步骤5，

向混合物C中加入聚氧乙烯环烷酸咪唑啉，搅拌均匀，即得到无磷阻垢缓蚀剂。