CN107973425A - 复合缓蚀阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于缓蚀阻垢剂制备领域，具体涉及适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法。本发明要解决的技术问题针对板坯连铸循环水系统喷嘴堵塞及外包裹结垢问题，提供一种复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液10％～20％、水解聚马来酸酐2％～6％、硫酸锌4％～6％、多元醇磷酸酯5％～15％、2‑磷酸基‑1,2,4‑三羧酸丁烷1％～3％、聚环氧琥珀酸2％～4％、马来酸‑丙烯酸共聚物0.5％～2％、苯并三氮唑0.5％～2％，余量为水。本发明提供的复合缓蚀阻垢剂针对性更强，能有效解决板坯连铸循环水系统喷嘴堵塞及外包裹结垢问题，价格具有优势，操作简单，方便快捷，安全高效。

Description

复合缓蚀阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明属于缓蚀阻垢剂制备领域，具体涉及适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法。
背景技术
目前，在炼钢工业生产中，板坯连铸系统许多设备需要使用循环水冷的冷却方式，有些设备温度会很高，局部位置易形成包裹结垢及堵塞；如果管道内部结垢会导致喷嘴堵塞或外包裹结垢(氟化钙)，导致设备冷却效果差，甚至无法冷却，而温度过高出现烧穿的现象，造成设备损坏、停产等严重后果；给生产带来问题，造成严重的经济损失。
现在市场上销售的复合缓蚀阻垢剂大多针对一般水质、水温，无法解决板坯连铸循环水系统喷嘴堵塞及外包裹结垢问题，而一些公司开发的针对连铸循环水系统缓蚀阻垢剂价格都比较昂贵，且存在效果不是很理想、投加量大等缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题针对板坯连铸循环水系统喷嘴堵塞及外包裹结垢问题，而提供一种适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂，本发明阻垢剂具有除垢效果好、成本低等优点。
本发明复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液10％～20％、水解聚马来酸酐2％～6％、硫酸锌4％～6％、多元醇磷酸酯5％～15％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～3％、聚环氧琥珀酸2％～4％、马来酸-丙烯酸共聚物0.5％～2％、苯并三氮唑0.5％～2％，余量为水。
作为本发明优选的方案，上述复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液13％～17％、水解聚马来酸酐3％～5％、硫酸锌5％～6％、多元醇磷酸酯8％～12％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～2％、聚环氧琥珀酸2％～3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％～2％、苯并三氮唑1％～2％，余量为水。
进一步作为本发明最优的方案，上述复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液15％、水解聚马来酸酐4％、硫酸锌5％、多元醇磷酸酯10％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷2％、聚环氧琥珀酸3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％、苯并三氮唑1％，余量为水。
具体的，上述复合缓蚀阻垢剂中，所述羟基乙叉二膦酸水溶液的质量浓度为50％～60％。
具体的，上述复合缓蚀阻垢剂中，所述水解聚马来酸酐的分子量为450～800。所述水解聚马来酸酐的固含量大于48％。
具体的，上述复合缓蚀阻垢剂中，所述多元醇磷酸酯为有机膦酸酯含量32％～40％的B类含氮的多元醇磷酸酯。对锌盐有良好的稳定作用。
具体的，上述复合缓蚀阻垢剂中，所述聚环氧琥珀酸的分子量为400～800。是一种有效的螯合物，可使磷的排放浓度在1mg/L以下。
本发明还提供了上述复合缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：按上述比例，将羟基乙叉二膦酸、水解聚马来酸酐、硫酸锌、多元醇磷酸酯、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、聚环氧琥珀酸、马来酸-丙烯酸共聚物和水搅拌混合均匀，得到混合液；再将苯并三氮唑溶解于混合液中，制备得到复合缓蚀阻垢剂。
上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂用于循环水冷却系统正常运行时，其使用浓度为30～70mg/L。即每1L水中加入30～70mg复合缓蚀阻垢剂。优选的，上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的浓度为50～60mg/L。即每1L水中加入50～60复合缓蚀阻垢剂。
本发明提供的用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂，在用于净环冷却水(闭路)系统中，能够解决净环冷却水对设备造成的腐蚀及结垢堵塞；碳钢的腐蚀速率小于国家标准0.075mm/a，不锈钢腐蚀速率小于国家标准0.005mm/a。在用于浊环冷却水(开路)系统中，能够解决净浊环系统喷嘴堵塞及外包裹结垢问题。相对于同类缓蚀阻垢剂，本发明提供的用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂具有针对性强、成本低、操作简单、方便快捷、安全高效等优点。
具体实施方式
本发明复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液10％～20％、水解聚马来酸酐2％～6％、硫酸锌4％～6％、多元醇磷酸酯5％～15％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～3％、聚环氧琥珀酸2％～4％、马来酸-丙烯酸共聚物0.5％～2％、苯并三氮唑0.5％～2％，余量为水。
作为本发明优选的方案，上述复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液13％～17％、水解聚马来酸酐3％～5％、硫酸锌5％～6％、多元醇磷酸酯8％～12％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～2％、聚环氧琥珀酸2％～3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％～2％、苯并三氮唑1％～2％，余量为水。
进一步作为本发明最优的方案，上述复合缓蚀阻垢剂，其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液15％、水解聚马来酸酐4％、硫酸锌5％、多元醇磷酸酯10％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷2％、聚环氧琥珀酸3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％、苯并三氮唑1％，余量为水。
用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：按质量百分比计，将羟基乙叉二膦酸水溶液10％～20％、水解聚马来酸酐2％～6％、硫酸锌4％～6％、多元醇磷酸酯5％～15％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～3％、聚环氧琥珀酸2％～4％、马来酸-丙烯酸共聚物0.5％～2％和余量水搅拌混合，得到混合液；再加入苯并三氮唑0.5％～2％溶解于上述混合液中，制备成复合缓蚀阻垢剂。
作为本发明优选的方案，上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的制备方法中，所述的质量百分比为：将羟基乙叉二膦酸水溶液13％～17％、水解聚马来酸酐3％～5％、硫酸锌5％～6％、多元醇磷酸酯8％～12％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～2％、聚环氧琥珀酸2％～3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％～2％和余量水搅拌混合，得到混合液；再加入苯并三氮唑1％～2％溶解于上述混合液中，制备成复合缓蚀阻垢剂。
作为本发明最优的方案，上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的制备方法中，所述的质量百分比为：将羟基乙叉二膦酸水溶液15％、水解聚马来酸酐4％、硫酸锌5％、多元醇磷酸酯10％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷2％、聚环氧琥珀酸3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％和余量水搅拌混合，得到混合液；再加入苯并三氮唑1％溶解于上述混合液中，制备成复合缓蚀阻垢剂。
上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂用于循环水冷却系统正常运行时，其浓度为30～70mg/L，达到良好阻垢效果。优选的，上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的浓度为50～60mg/L，与现有的杀生剂兼容性好，在长期氯离子较大、碱度较大、浓缩倍数为4～6的情况下，能很好的解决板坯连铸循环水系统设备易堵塞及外包裹结垢的问题。
实施例1
本实施例所用原料及其质量如表1所示：
表1原料质量表
成分 质量/g
羟基乙叉二膦酸 18
水解聚马来酸酐 5
硫酸锌 4
多元醇磷酸酯 10
2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷 1
聚环氧琥珀酸 2
马来酸-丙烯酸共聚物 2
苯并三氮唑 1.5
水 56.5
上述适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂中，所述羟基乙叉二膦酸为水溶液，其活性成分为55％；马来酸酐的分子量为450～800。所述水解聚马来酸酐的固含量为50％；多元醇磷酸酯为有机膦酸酯含量为33.5％的B类含氮的多元醇磷酸酯，对锌盐有良好的稳定作用；聚环氧琥珀酸的分子量为400～800，是一种有效的螯合物，可使磷的排放浓度在1mg/L以下。
其制备方法如下：
将羟基乙叉二膦酸、水解聚马来酸酐、硫酸锌、多元醇磷酸酯、2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、聚环氧琥珀酸、马来酸-丙烯酸共聚物、水搅拌混合，再加入已经溶解的苯并三氮唑，制备得到适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂。
实施例2
本实施例所用原料及其质量如表2所示：
表2配方各组分质量表
成分 质量/g
羟基乙叉二膦酸 20
水解聚马来酸酐 6
硫酸锌 5
多元醇磷酸酯 10
2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷 2
聚环氧琥珀酸 3
马来酸-丙烯酸共聚物 2
苯并三氮唑 1
水 51
上述的原料与实施例1相同。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例所用原料及其质量如表3所示：
表3原料质量表
上述的原料与实施例1相同。
其制备方法与实施例1相同
实施例4
本实施例所用原料及其质量如表4所示：
表4原料质量表
成分 质量/g
羟基乙叉二膦酸 15
水解聚马来酸酐 4
硫酸锌 5
多元醇磷酸酯 10
2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷 2
聚环氧琥珀酸 3
马来酸-丙烯酸共聚物 1
苯并三氮唑 1
水 59
上述的原料与实施例1相同。
其制备方法与实施例1相同。
实施例5静态阻垢实验
为了验证本发明实施例1～4制备得到的适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的实际效果，按照中华人民共和国国家标准GB/T16632-2008“水处理阻垢性能的测定碳酸钙沉积法”进行了静态阻垢实验。
实验样品：本发明实施例1～4制备得到的适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂。
实验仪器和设备：1000W水浴锅。
试液制备：在500mL的容量瓶中加入250mL水，用滴定管加入一定体积的氯化钙标准溶液，使钙离子的量为120mg。用移液管加入5.0mL水处理剂试样溶液，摇匀。在加入20mL的硼酸缓冲溶液，摇匀。用滴定管加入一定体积的NaHCO3标准溶液(边加边摇动)，使溶液中碳酸根离子的量达到366mg，用水稀释至刻度并摇匀。同时做空白试验。
试剂：氢氧化钾溶液40g/L，硼酸缓冲溶液pH≈9，碳酸氢钠标准溶液3.0mol/L，氯化钙标准溶液0.15mol/L，EDTA二钠(乙二胺四乙酸二钠)溶液0.04998mg/L，钙羧酸指示剂，三乙醇胺溶液(1体积的三乙醇胺溶解于2体积的蒸馏水中)。
静态实验结果见表5所示。
表5本复合缓蚀阻垢剂静态阻垢实验结果
实施例 加入剂量 阻垢率/％
实施例1 按标准GB/T16632-2008 93.4
实施例2 按标准GB/T16632-2008 87.6
实施例3 按标准GB/T16632-2008 90.8
实施例4 按标准GB/T16632-2008 97.5
由上表可见，本发明实施例1～4制备得到的适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的静态阻垢实验阻垢率均达到87.5％以上，最高可达97.5％。
实施例6动态腐蚀性能测定实验
实验样品：本发明实施例1～4制备得到的适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂。
采用《冷却水动态模拟试验方法》HG/T2160-2008。试验装置为江苏高邮市摩天电子仪器有限公司生产。投药浓度50ppm，补水及投药方式连续进行。
表6试验工艺条件
表7实验水质指标(2017年9月现场取水)
测试项目 补水 实验水质
总硬度(以CaCO3计)，mg/L 3.00 91.05
全碱度(以CaCO3计)，mg/L 128.25 384.33
氯根，mg/L 30.65 96.74
pH 8.62 8.76
电导，μs/cm 498 1235
此种水质条件下对现场腐蚀实验的结果见表8。
表8腐蚀实验结果
注：表8中的“实验水质倍数”代表浓缩倍数。
由上表可见，本发明实施例1～4制备得到的适用于板坯连铸循环水系统的复合缓蚀阻垢剂的动态腐蚀性能测定实验碳钢的腐蚀速率均小于0.075mm/a，铜的腐蚀速率均小于0.005mm/a；腐蚀率达到国家《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)要求。同时，在碳钢的表面出现七彩色晕说明在金属的表面已经生成一层保护膜。

Claims (10)

1.复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液10％～20％、水解聚马来酸酐2％～6％、硫酸锌4％～6％、多元醇磷酸酯5％～15％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～3％、聚环氧琥珀酸2％～4％、马来酸-丙烯酸共聚物0.5％～2％、苯并三氮唑0.5％～2％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的适复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液13％～17％、水解聚马来酸酐3％～5％、硫酸锌5％～6％、多元醇磷酸酯8％～12％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷1％～2％、聚环氧琥珀酸2％～3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％～2％、苯并三氮唑1％～2％，余量为水。
3.根据权利要求2所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：其组分按质量百分比计为：羟基乙叉二膦酸水溶液15％、水解聚马来酸酐4％、硫酸锌5％、多元醇磷酸酯10％、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷2％、聚环氧琥珀酸3％、马来酸-丙烯酸共聚物1％、苯并三氮唑1％，余量为水。
4.根据权利要求1～3任一项所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述羟基乙叉二膦酸水溶液的质量浓度为50％～60％。
5.根据权利要求1～3任一项所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述水解聚马来酸酐的分子量为450～800；所述水解聚马来酸酐的固含量大于48％。
6.根据权利要求1～3任一项所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述多元醇磷酸酯为有机膦酸酯含量32％～40％的B类含氮的多元醇磷酸酯。
7.根据权利要求1～3任一项所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述聚环氧琥珀酸的分子量为400～800。
8.权利要求1～7任一项所述的复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将羟基乙叉二膦酸、水解聚马来酸酐、硫酸锌、多元醇磷酸酯、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、聚环氧琥珀酸、马来酸-丙烯酸共聚物和水搅拌混合均匀，得到混合液；再将苯并三氮唑溶解于混合液中，制备得到复合缓蚀阻垢剂。
9.权利要求1～7任一项复合缓蚀阻垢剂的使用方法，其特征在于：复合缓蚀阻垢剂的使用浓度为30～70mg/L。
10.根据权利要求9所述的复合缓蚀阻垢剂的使用方法，其特征在于：复合缓蚀阻垢剂的使用浓度为50～60mg/L。
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