CN106745844A - 一种工业冷却水系统的阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

一种工业冷却水系统的阻垢剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种工业冷却水系统的阻垢剂，原料为：超纯水、聚丙烯酸、丙烯酸二元共聚物、苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇、苯酚聚氧乙烯醚、羟基亚乙基二膦酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、氨基三亚甲基膦酸和多氨基多醚基亚甲基膦酸；适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；外排水中磷值0.05‑0.25mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；有效破坏沉积物晶格顺序，对碳钢的腐蚀速率0.001‑0.005μm·a‑1，黏附速率1.5‑3.5mcm，对碳酸钙的阻垢率99.5‑99.9%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。

Description

一种工业冷却水系统的阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保材料，尤其涉及一种工业冷却水系统的阻垢剂及其制备方法。
背景技术
阻垢剂（scale inhibitor）：是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。
从作用机理上来讲，阻垢剂的作用可分为鳌合、分散和晶格畸变三部分。且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。
冷水流过需要降温的生产设备，称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器，使其降温，而冷水温度上升。
冷却水系统分为直流冷却水系统和循环冷却水系统。如果冷水降温生产设备后即排放，此时冷水只用一次，称直流冷却水系统；使升温冷水流过冷却设备使水温回降，用泵送回生产设备再次使用，称循环冷却水系统。循环冷却水系统的冷水的用量大大降低，可节约95%以上。冷却水占工业用水量的70%左右，因此，循环冷却水系统起了节约大量工业用水的作用。
工业水系统设计，应结合全厂供水和排水系统及各冷却设备对水源的要求进行整体规划。应保证有可靠的水源、水质，同时必须满足设备的正常运行、启停、检修的要求。做到安全可靠、经济合理及节约用水。
以淡水作冷却水水源且不需进行处理即可作为工业水用水的，宜采用开式系统。对要求用较低温度的水去冷却以及需要大量冷却水的设备，其排水宜至循环水排水管；需要冷却水量小的设备，其排水一般排入地沟。需经处理的，可按具体情况，采用开式系统、闭式系统或开闭结合的系统。在缺水地区应采用闭式系统。
循环冷却水系统冷却水换热并经降温，再循环使用的给水系统，包括敞开式和密闭式两种类型。
在敞开式系统中，因水流与大气接触，灰尘、微生物等进入循环水；此外，二氧化碳的逸散和换热设备中物料的泄漏;也改变循环水的水质。为此,循环冷却水常需处理，包括沉积物控制、腐蚀控制和微生物控制。处理方法的确定常与补给水的水量和水质相关，与生产设备的性能也有关。当采用多种药剂时，要避免药剂间可能存在的化学反应。
发明内容
本发明提供一种工业冷却水系统的阻垢剂及其制备方法，解决现有阻垢剂阻垢率低、腐蚀率高、容忍度小和含磷率高等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种工业冷却水系统的阻垢剂，原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸45-65份；丙烯酸二元共聚物20-40份；苯并三氮唑0.05-0.25份；水解聚马来酸1-5份；乙醇0.5-2.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.1-0.5份；羟基亚乙基二膦酸10-30份；十二烷基二甲基苄基氯化铵2-6份；氨基三亚甲基膦酸10-15份；多氨基多醚基亚甲基膦酸6-10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸45份；丙烯酸二元共聚物20份；苯并三氮唑0.05份；水解聚马来酸1份；乙醇0.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.1份；羟基亚乙基二膦酸10份；十二烷基二甲基苄基氯化铵2份；氨基三亚甲基膦酸10份；多氨基多醚基亚甲基膦酸6份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸65份；丙烯酸二元共聚物40份；苯并三氮唑0.25份；水解聚马来酸5份；乙醇2.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.5份；羟基亚乙基二膦酸30份；十二烷基二甲基苄基氯化铵6份；氨基三亚甲基膦酸15份；多氨基多醚基亚甲基膦酸10份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸50份；丙烯酸二元共聚物25份；苯并三氮唑0.1份；水解聚马来酸2份；乙醇1份；苯酚聚氧乙烯醚0.2份；羟基亚乙基二膦酸15份；十二烷基二甲基苄基氯化铵3份；氨基三亚甲基膦酸11份；多氨基多醚基亚甲基膦酸7份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸60份；丙烯酸二元共聚物35份；苯并三氮唑0.2份；水解聚马来酸4份；乙醇2份；苯酚聚氧乙烯醚0.4份；羟基亚乙基二膦酸25份；十二烷基二甲基苄基氯化铵5份；氨基三亚甲基膦酸14份；多氨基多醚基亚甲基膦酸9份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸55份；丙烯酸二元共聚物30份；苯并三氮唑0.15份；水解聚马来酸3份；乙醇1.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.3份；羟基亚乙基二膦酸20份；十二烷基二甲基苄基氯化铵4份；氨基三亚甲基膦酸13份；多氨基多醚基亚甲基膦酸8份。
一种制备所述工业冷却水系统的阻垢剂的方法，步骤为：
第一步：称取超纯水、聚丙烯酸、丙烯酸二元共聚物、苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇、苯酚聚氧乙烯醚、羟基亚乙基二膦酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、氨基三亚甲基膦酸和多氨基多醚基亚甲基膦酸；
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40-60℃，搅拌50-90min，搅拌速度90-110转/分钟；
第三步：升温至80-100℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌1-5h即可。
本发明所述一种工业冷却水系统的阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、原料来源广泛，水溶性好，适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；2、外排水中磷值0.05-0.25mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；3、具有消化剥离陈垢的作用，有效破坏沉积物晶格顺序，没有腐蚀现象的发生，系统可以长期稳定运行；4、低剂量，高效节能，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.001-0.005μm·a-1，黏附速率1.5-3.5mcm，对碳酸钙的阻垢率99.5-99.9%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
实施例1：
第一步：按质量份数配比称取：超纯水100份；聚丙烯酸45份；丙烯酸二元共聚物20份；苯并三氮唑0.05份；水解聚马来酸1份；乙醇0.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.1份；羟基亚乙基二膦酸10份；十二烷基二甲基苄基氯化铵2份；氨基三亚甲基膦酸10份；多氨基多醚基亚甲基膦酸6份。
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40℃，搅拌50min，搅拌速度90转/分钟。
第三步：升温至80℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌1h即可。
原料来源广泛，水溶性好，适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；外排水中磷值0.05mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；具有消化剥离陈垢的作用，有效破坏沉积物晶格顺序，没有腐蚀现象的发生，系统可以长期稳定运行；低剂量，高效节能，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.001μm·a-1，黏附速率1.5mcm，对碳酸钙的阻垢率99.5%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。
实施例2：
第一步：按质量份数配比称取：超纯水100份；聚丙烯酸65份；丙烯酸二元共聚物40份；苯并三氮唑0.25份；水解聚马来酸5份；乙醇2.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.5份；羟基亚乙基二膦酸30份；十二烷基二甲基苄基氯化铵6份；氨基三亚甲基膦酸15份；多氨基多醚基亚甲基膦酸10份。
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至60℃，搅拌90min，搅拌速度110转/分钟。
第三步：升温至100℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌5h即可。
原料来源广泛，水溶性好，适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；外排水中磷值0.25mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；具有消化剥离陈垢的作用，有效破坏沉积物晶格顺序，没有腐蚀现象的发生，系统可以长期稳定运行；低剂量，高效节能，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.005μm·a-1，黏附速率3.5mcm，对碳酸钙的阻垢率99.9%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。
实施例3：
第一步：按质量份数配比称取：超纯水100份；聚丙烯酸50份；丙烯酸二元共聚物25份；苯并三氮唑0.1份；水解聚马来酸2份；乙醇1份；苯酚聚氧乙烯醚0.2份；羟基亚乙基二膦酸15份；十二烷基二甲基苄基氯化铵3份；氨基三亚甲基膦酸11份；多氨基多醚基亚甲基膦酸7份。
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40℃，搅拌50min，搅拌速度90转/分钟。
第三步：升温至80℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌1h即可。
原料来源广泛，水溶性好，适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；外排水中磷值0.15mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；具有消化剥离陈垢的作用，有效破坏沉积物晶格顺序，没有腐蚀现象的发生，系统可以长期稳定运行；低剂量，高效节能，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.003μm·a-1，黏附速率2.5mcm，对碳酸钙的阻垢率99.7%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。
实施例4：
第一步：按质量份数配比称取：超纯水100份；聚丙烯酸60份；丙烯酸二元共聚物35份；苯并三氮唑0.2份；水解聚马来酸4份；乙醇2份；苯酚聚氧乙烯醚0.4份；羟基亚乙基二膦酸25份；十二烷基二甲基苄基氯化铵5份；氨基三亚甲基膦酸14份；多氨基多醚基亚甲基膦酸9份。
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至60℃，搅拌90min，搅拌速度110转/分钟。
第三步：升温至100℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌5h即可。
原料来源广泛，水溶性好，适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；外排水中磷值0.1mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；具有消化剥离陈垢的作用，有效破坏沉积物晶格顺序，没有腐蚀现象的发生，系统可以长期稳定运行；低剂量，高效节能，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.004μm·a-1，黏附速率2mcm，对碳酸钙的阻垢率99.8%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。
实施例5：
第一步：按质量份数配比称取：超纯水100份；聚丙烯酸55份；丙烯酸二元共聚物30份；苯并三氮唑0.15份；水解聚马来酸3份；乙醇1.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.3份；羟基亚乙基二膦酸20份；十二烷基二甲基苄基氯化铵4份；氨基三亚甲基膦酸13份；多氨基多醚基亚甲基膦酸8份。
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至50℃，搅拌70min，搅拌速度100转/分钟。
第三步：升温至90℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌3h即可。
原料来源广泛，水溶性好，适用于工业水系统、锅炉系统、中央空调系统；外排水中磷值0.05mg/L，对水中金属离子有很好的络合能力，有效阻止结垢；具有消化剥离陈垢的作用，有效破坏沉积物晶格顺序，没有腐蚀现象的发生，系统可以长期稳定运行；低剂量，高效节能，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.001μm·a-1，黏附速率1.5mcm，对碳酸钙的阻垢率99.9%，分散作用好，对水中沉积物有很好的抑制和消除作用。
以上是对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种工业冷却水系统的阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸45-65份；丙烯酸二元共聚物20-40份；苯并三氮唑0.05-0.25份；水解聚马来酸1-5份；乙醇0.5-2.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.1-0.5份；羟基亚乙基二膦酸10-30份；十二烷基二甲基苄基氯化铵2-6份；氨基三亚甲基膦酸10-15份；多氨基多醚基亚甲基膦酸6-10份。
2.根据权利要求1所述的一种工业冷却水系统的阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸45份；丙烯酸二元共聚物20份；苯并三氮唑0.05份；水解聚马来酸1份；乙醇0.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.1份；羟基亚乙基二膦酸10份；十二烷基二甲基苄基氯化铵2份；氨基三亚甲基膦酸10份；多氨基多醚基亚甲基膦酸6份。
3.根据权利要求1所述的一种工业冷却水系统的阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸65份；丙烯酸二元共聚物40份；苯并三氮唑0.25份；水解聚马来酸5份；乙醇2.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.5份；羟基亚乙基二膦酸30份；十二烷基二甲基苄基氯化铵6份；氨基三亚甲基膦酸15份；多氨基多醚基亚甲基膦酸10份。
4.根据权利要求1所述的一种工业冷却水系统的阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸50份；丙烯酸二元共聚物25份；苯并三氮唑0.1份；水解聚马来酸2份；乙醇1份；苯酚聚氧乙烯醚0.2份；羟基亚乙基二膦酸15份；十二烷基二甲基苄基氯化铵3份；氨基三亚甲基膦酸11份；多氨基多醚基亚甲基膦酸7份。
5.根据权利要求1所述的一种工业冷却水系统的阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸60份；丙烯酸二元共聚物35份；苯并三氮唑0.2份；水解聚马来酸4份；乙醇2份；苯酚聚氧乙烯醚0.4份；羟基亚乙基二膦酸25份；十二烷基二甲基苄基氯化铵5份；氨基三亚甲基膦酸14份；多氨基多醚基亚甲基膦酸9份。
6.根据权利要求1所述的一种工业冷却水系统的阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：超纯水100份；聚丙烯酸55份；丙烯酸二元共聚物30份；苯并三氮唑0.15份；水解聚马来酸3份；乙醇1.5份；苯酚聚氧乙烯醚0.3份；羟基亚乙基二膦酸20份；十二烷基二甲基苄基氯化铵4份；氨基三亚甲基膦酸13份；多氨基多醚基亚甲基膦酸8份。
7.一种制备权利要求1所述的工业冷却水系统的阻垢剂的方法，其特征在于步骤为：
第一步：称取超纯水、聚丙烯酸、丙烯酸二元共聚物、苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇、苯酚聚氧乙烯醚、羟基亚乙基二膦酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、氨基三亚甲基膦酸和多氨基多醚基亚甲基膦酸；
第二步：将苯并三氮唑、水解聚马来酸、乙醇和丙烯酸二元共聚物投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40-60℃，搅拌50-90min，搅拌速度90-110转/分钟；
第三步：升温至80-100℃，加入多氨基多醚基亚甲基膦酸和剩余原料，搅拌1-5h即可。
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