CN107814441A - 一种适用于氯化钙冷冻水系统的缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于氯化钙冷冻水系统的缓蚀剂，该缓蚀剂包括组分A和组分B,所述组分A包括(质量比)：烟柴杆提取物40％～50％、可溶性钼酸盐10％～15％、甲基苯并三唑1％～2％、氢氧化钠10％～15％、软化水18％～39％；组分B包括S‑羧乙基硫代琥珀酸15％～20％、氯化锌10％～15％、丙烯酸‑β‑羟丙酯‑丙烯酰基吗啉共聚物10％～15％、马来酸‑N‑丙烯酰基‑N’‑甲基丙磺酸共聚物5％～10％、软化水40％～60％；其中所述组分A与所述组分B质量比为10:1。本发明缓蚀剂适用于氯化钙冷冻水密闭循环水系统，具有良好的缓蚀和阻垢性能，减少外排水量，节约水资源，延长了设备的使用寿命；不含无机磷成分，稳定性好，且可生物降解。

Description

一种适用于氯化钙冷冻水系统的缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及氯化钙冷冻水密闭循环水系统水处理药剂领域，具体为氯化钙冷冻水密闭循环水系统缓蚀剂及其制备方法和应用。
背景技术
冷水机组是一款可以提供工业冷冻水的制冷设备，它广泛应用于电镀、塑胶、电子、食品、制卡、化工、机械加工、激光等行业。冷水机组在工作的时候，可以根据客户需要来选择其冷冻方式：直接冷冻和间接冷冻。间接冷冻式冷水机在安全系数、价格有及使用寿命上占有优势，应用更加广泛，其工作机理如下：水冷式冷水机需要配套使用冷却水塔及循环冷冻水泵，冷却水塔底部水盆里的水通过循环冷冻水泵输送到水冷式冷水机的冷凝器，以此对冷凝器进行降温。然后流回冷却水塔内部喷淋而下时，通过冷却水塔的洒水系统对水进行降温，然后流回冷却水塔底部的水盆，这样周而复始的运行。载冷剂是一种以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传给正在蒸发的制冷剂的物质。氯化钙水溶液，完全可以满足生产所需的低温(-40～-34℃)的要求。由于其比热大、载冷量大、不易燃、价格便宜、易于获取、损耗小、工艺成熟等特点，在制冷系统中被广泛应用。在实际生产中发现，氯化钙盐水对设备的腐蚀较为严重，每年要消耗大量的资金进行维修。碳钢在氯化钙水中腐蚀是由于大量氯离子破坏金属表面的氧化膜，所以碳钢是不能建立钝态的。且遭受氧去极化腐蚀，并且腐蚀主要是受到氧到达阴极表面的扩散过程控制，因此氯化钙溶液对设备及管道存在着严重的腐蚀问题。因此开发适合氯化钙冷冻水缓蚀剂意义重大。
现阶段，一部分没有采取防腐措施，存在着较严重的腐蚀问题。一部分采用重铬酸盐缓蚀剂，虽然缓蚀效果好，但是毒性较大，早已被列为禁用水处理缓蚀剂。一部分采用一般循环水的具有较强缓蚀性能的水处理药剂，而用于一般循环水的具有较强缓蚀性能的水处理药剂也不适用于该循环水系统，且此类药剂一般为含磷的水处理药剂难以达到排放标准。因此，需要提供一种缓蚀剂及其制备方法和应用以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种适用于氯化钙冷冻水密闭循环水系统的缓蚀剂及其制备方法。
为实现本发明的上述发明目的，本发明采用了下述技术方案。
本发明的一种适用于氯化钙冷冻水系统的缓蚀剂，包括组分A和组分B，其中：
所述组分A包括(质量比)：
烟柴杆提取物 40％～50％
可溶性钼酸盐 10％～15％
甲基苯并三唑 1％～2％
氢氧化钠 10％～15％
软化水 18％～39％
所述组分B包括(质量比)：
S-羧乙基硫代琥珀酸 15％～20％
氯化锌 10％～15％
丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物 10％～15％
马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物 5％～10％
软化水 40％～60％
所述组分A与组分B的质量比为10:1。
本发明还提供一种制备上述缓蚀剂的方法，该方法包括：
1)制备组分A：按比例将氢氧化钠加入到软化水中充分溶解，再加入钼酸钠搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物搅拌均匀；
2)制备组分B：按比例将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物加入到软化水中充分溶解，再加入马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入氯化锌搅拌均匀，最后加入S-羧乙基硫代琥珀酸；
其中所述组分A与组分B的质量比为10:1。
本发明还提供一种上述缓蚀剂在氯化钙冷冻水密闭循环水系统中的应用。
组分A中的烟柴杆提取物是以水作溶剂所得烟柴杆提取物对碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙均有较好的阻垢效果；可溶性钼酸盐是一种阳极氧化膜型缓蚀剂；甲苯骈三氮唑是一种很有效的铜和铜合金缓蚀剂，同时对铁等多种金属也有缓蚀作用；而氢氧化钠可以提高冷却水的PH值，抵制金属腐蚀过程中氢离子去极化的阴极反应。组分B中S-羧乙基硫代琥珀酸能在金属表面生成致密的保护膜，有效抑制金属腐蚀，且易被生物降解，是一种环境友好型缓蚀阻垢剂；氯化锌是一种良好的阴极缓蚀剂，成膜时间短，可使其他缓蚀剂增效；丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物具有很强的分散、阻垢缓蚀作用，同时还有一定的杀菌作用；马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物是一种优良的缓蚀剂，具有一定的分散能力。本发明主要是从防腐蚀阻垢方面着手，使用A、B两种组分不但达到了很好的阻垢效果，而且更使其缓蚀效果大大增强，在腐蚀性离子较高的情况下其腐蚀率仍控制在了国家标准要求范围以内，保持了该水水质的稳定。
本发明与已有技术相比较具有以下显著优点：(1)适用于氯化钙冷冻水密闭循环水系统，具有良好的缓蚀和阻垢性能，减少外排水量，节约水资源，有效地缓解了碳钢结构的氯化钙密闭循环水系统设备的腐蚀和结垢倾向，并延长了设备的使用寿命；(2)本发明的缓蚀阻垢剂不含无机磷成分，不易分解大大提高了缓蚀阻垢剂在水中的稳定性，同时也降低了正磷酸盐垢的生成和菌藻的繁殖危害。(2)本发明中的烟柴杆提取物是一种天然的缓蚀阻垢剂，具有来源广,价钱低、又可被生物降解等一系列优点。
具体实施方式
以下通过典型实施例，对本发明进一步说明，但本发明不局限于所述实施例。
实施例1
制备组分A:将氢氧化钠20g加入到78g软化水中充分溶解，再加入钼酸钠20g搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑2g搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物80g搅拌均匀。
制备组分B：将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物20g加入到120g软化水中充分溶解，再加入10g马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入20g氯化锌搅拌均匀，最后加入30gS-羧乙基硫代琥珀酸。
实施例2
制备组分A:将氢氧化钠22g加入到68g软化水中充分溶解，再加入钼酸钠22g搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑2g搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物86g搅拌均匀。
制备组分B：将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物22g加入到112g软化水中充分溶解，再加入12g马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入22g氯化锌搅拌均匀，最后加入32gS-羧乙基硫代琥珀酸。
实施例3
制备组分A：将氢氧化钠24g加入到58g软化水中充分溶解，再加入钼酸钠24g搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑2g搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物92g搅拌均匀。
制备组分B：将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物24g加入到106g软化水中充分溶解，再加入12g马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入24g氯化锌搅拌均匀，最后加入34gS-羧乙基硫代琥珀酸。
实施例4
制备组分A：将氢氧化钠26g加入到46g软化水中充分溶解，再加入钼酸钠26g搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑4g搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物98g搅拌均匀。
制备组分B：将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物26g加入到98g软化水中充分溶解，再加入14g马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入26g氯化锌搅拌均匀，最后加入36gS-羧乙基硫代琥珀酸。
实施例5
制备组分A：将氢氧化钠28g加入到40g软化水中充分溶解，再加入钼酸钠28g搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑4g搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物100g搅拌均匀。
制备组分B：将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物28g加入到90g软化水中充分溶解，再加入16g马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入28g氯化锌搅拌均匀，最后加入38gS-羧乙基硫代琥珀酸。
实施例6
制备组分A：将氢氧化钠30g加入到36g软化水中充分溶解，再加入钼酸钠30g搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑4g搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物100g搅拌均匀。
制备组分B：将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物30g加入到80g软化水中充分溶解，再加入20g马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入30g氯化锌搅拌均匀，最后加入40gS-羧乙基硫代琥珀酸。
为说明本发明经对氯化钙密闭循环水系统的缓蚀阻垢作用，下面对上述实施制备的缓蚀剂的性能进行测试。将上述实施例中制备的组分A和组分B分别在表1中所列的药剂用量同时分别投加到实验用水中。
实验用水：30％(质量比)氯化钙水溶液。
本发明缓蚀性能的测定方法为：参照国家标准GB/T18175-2000，利用RCC-Ⅰ型旋转腐蚀挂片试验仪，在温度40±1℃，转速75r/min条件下运行98小时进行旋转挂片法腐蚀试验。
本发明阻垢性能的测定方法为：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。
测试结果见下表1：
表1
通过上述测试结果说明本发明制备的缓蚀剂具有良好的缓蚀和阻垢性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述提示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、赞同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种适用于氯化钙冷冻水系统的缓蚀剂，其特征在于，包括组分A和组分B,所述组分A包括(重量比)：
所述组分B包括(重量比)：
其中所述组分A与组分B的质量比为10:1。
2.一种权利要求1所述的缓蚀剂的制备方法，包括步骤如下：
1)制备组分A：按比例将氢氧化钠加入到软化水中充分溶解，再加入钼酸钠搅拌均匀，接着加入甲基苯并三唑搅拌均匀，最后加入烟柴杆提取物搅拌均匀；2)制备组分B：按比例将丙烯酸-β-羟丙酯-丙烯酰基吗啉共聚物加入到软化水中充分溶解，再加入马来酸-N-丙烯酰基-N’-甲基丙磺酸共聚物搅拌均匀，接着加入氯化锌搅拌均匀，最后加入S-羧乙基硫代琥珀酸；
其中所述组分A与组分B的质量比为10:1。
3.一种如权利要求1所述的缓蚀剂在氯化钙冷冻水密闭循环水系统中的应用。
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