CN108070862A - 一种低温水缓蚀剂、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低温水缓蚀剂、其制备方法及应用，包含以下质量百分比的各组分：苯甲酸钠10‑15％、丁基羟基茴香醚3‑8％、山梨醇0.005‑0.01％、硼砂3‑5％、硅酸钠5‑10％、氢氧化钠1‑3％、苯并三氮唑0.5‑1％，余量为去离子水。本发明的缓蚀剂成本低廉，安全环保，无毒，对环境无害，在用于低温循环冷却水系统设备时，缓蚀效果佳，且能与常规杀生剂配合使用，保证冷却设备的换热效果，降低生产设备的腐蚀速度，延长设备使用寿命，保证生产正常运行。

Description

一种低温水缓蚀剂、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及防腐蚀技术领域，尤其涉及一种低温水缓蚀剂、其制备方法及应用。
背景技术
在工业生产及空调系统中通常需要使用温度低于8℃甚至达到-20℃左右的低温水。低温水是处在相对封闭的系统中循环，水分不蒸发，循环水不产生浓缩，不存在难溶盐的过饱和问题，水温也较低，因此低温水系统可以说不具备水垢生长的条件。但由于低温水系统中溶解氧或较低PH存在的影响，导致冷冻机蒸发器铜管会发生腐蚀生成铜垢，管道及其他设备多为碳钢材质会腐蚀产生铁锈。导致系统换热效果下降与设备使用寿命的缩短，严重时甚至腐蚀穿孔造成停产等事故，严重影响了生产的安全稳定运行。
为防止在低温水系统中金属腐蚀的发生，通常人们采用氧化性缓蚀剂如铬酸钠、亚硝酸钠、钼酸钠等对钢铁的腐蚀进行控制。其中铬酸钠、亚硝酸钠为剧毒性物质，对环境危害性较大，现在已经较少使用。而钼酸钠价格昂贵，用量较大，效果不够理想也限制了实际的应用。
因此，发展出成本低廉，效果优异，对环境无害，能够有效控制低温水系统中碳钢与铜材质腐蚀，保证设备安全稳定运行的缓蚀剂，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缓蚀剂价格昂贵，对环境有害，缓蚀效果不佳等缺陷，而提供了一种低温水缓蚀剂、其制备方法及应用。本发明的缓蚀剂成本低廉，效果优异，对环境无害，在用于低温循环冷却水系统设备时，缓蚀效果佳，能提高冷却设备的换热效果，降低生产设备的腐蚀速度，延长设备使用寿命，保证生产正常运行。
本发明提出的一种低温水缓蚀剂、其制备方法及应用，包含以下质量百分比的各组分：苯甲酸钠10-15％、丁基羟基茴香醚3-8％、山梨醇0.005-0.01％、硼砂3-5％、硅酸钠5-10％、氢氧化钠1-3％、苯并三氮唑0.5-1％，余量为去离子水。
优选地，所述苯甲酸钠的用量为12-14％，所述的丁基羟基茴香醚的用量为4-6％。
优选地，硅酸钠的用量为7-8％，所述的硼砂的用量为3-4％，所述的氢氧化钠的用量为2-3％。
优选地，所述的硼砂的用量为3％，所述的硅酸钠的用量为8％。
本发明还提出了低温水缓蚀剂的制备方法，方法步骤如下：依次在反应釜中加入苯甲酸钠、丁基羟基茴香醚、山梨醇、硼砂、硅酸钠、氢氧化钠、苯并三氮唑和去离子水，在40-60℃条件下搅拌1-1.5h，至各组分完全溶解得低温水缓蚀剂。
本发明还提出了低温水缓蚀剂作为低温循环冷却水系统的缓蚀剂的应用。
优选地，所述的低温水缓蚀剂的一次性投加量为300-500mg/L，所述的一次性投加量是指所述的低温水缓蚀剂与所述的循环冷却水系统中的水的质量体积比。
优选地，所述的低温水缓蚀剂的一次性投加量为350mg/L，所述的一次性投加量是指所述的低温水缓蚀剂与所述的循环冷却水系统中的水的质量体积比。
优选地，所述的低温水缓蚀剂相邻的两次投加之间的时间间隔为6-12月，缓蚀剂相邻的两次投加之间的时间间隔也可根据低温水的pH来确定。一般初次加入药剂后低温水的pH在9-10，当pH低于8.5时说明药剂浓度损耗较多应及时进行补充药剂。
丁基羟基茴香醚能够控制水系统中细菌的繁殖，防止低温水系统中生物粘泥的产生，同时也能够防止药剂中其他成分分解变质，提供更长的药剂保质期。
山梨醇为增加丁基羟基茴香醚在水中的溶解度，不使之析出，所有成分均能够稳定在水溶液中方便使用。
苯并三氮唑为通用型铜材质缓蚀剂，可有效控制低温水系统中冷冻机蒸发器铜管的腐蚀，所述的苯并三氮唑的用量为0.5-1.0％，所述的百分比为所述的苯并三氮唑的质量占所述的缓蚀剂的总质量的质量百分比。
氢氧化钠用来调节PH值，在碱性条件下更有效的控制金属设备的腐蚀。较佳的，所述的氢氧化钠的用量为1-3％，更佳的为2-3％，所述的百分比为所述的氢氧化钠的质量占所述的缓蚀剂的总质量的质量百分比。
本发明与现有技术相比的优点为：
1、本发明的缓蚀剂的配方是针对防止低温循环冷却水系统金属材质腐蚀而进行特别的优化组合得到的，克服了目前缓蚀剂有毒有害、使用浓度高及价格昂贵的缺陷，缓蚀效果好，能够有效延长设备使用寿命，保证生产正常运行。
2、本发明的缓蚀剂不引入对人有毒有害的物质，有效改善了目前使用的铬酸钠、亚硝酸钠类缓蚀剂对环境的影响，缓蚀效果相当。
3、本发明的缓蚀剂相比于钼酸钠使用浓度低，成本低廉，缓蚀效果明显提高。
4、本发明的杀菌剥离剂无毒无害，成本低廉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
配制清洗剂1000g
配方1：苯甲酸钠100g、丁基羟基茴香醚30g、山梨醇0.05g、硼砂30g、硅酸钠50g、氢氧化钠10g、苯并三氮唑5g、去离子水774.95g。
在50℃条件下边搅拌边依次加入山梨醇、丁基羟基茴香醚、苯甲酸钠、硼砂、硅酸钠、氢氧化钠、苯并三氮唑和去离子水，混合搅拌1.5h。
实施例2
配制清洗剂1000g
配方2：苯甲酸钠150g、丁基羟基茴香醚80g、山梨醇0.1g、硼砂50g、硅酸钠100g、氢氧化钠30g、苯并三氮唑10g、去离子水579.9g。
在50℃条件下边搅拌边依次加入山梨醇、丁基羟基茴香醚、苯甲酸钠、硼砂、硅酸钠、氢氧化钠、苯并三氮唑和去离子水，混合搅拌1.5h。
实施例3
配制清洗剂1000g
配方3：苯甲酸钠130g、丁基羟基茴香醚50g、山梨醇0.05g、硼砂30g、硅酸钠80g、氢氧化钠30g、苯并三氮唑5g、水674.95g。
在50℃条件下边搅拌边依次加入山梨醇、丁基羟基茴香醚、苯甲酸钠、硼砂、硅酸钠、氢氧化钠、苯并三氮唑和去离子水，混合搅拌1.5h。
低温水缓蚀剂的效果实验
取自来水做为实验水样，将一定量的实施例1、2、3加入到实验水样中，进行低温水浴，控制水温为5±0.5℃，采用旋转挂片法检测碳钢、铜挂片的腐蚀速度。作为对比，同时采用目前常用的铬酸钠、钼酸钠、亚硝酸钠、硅酸钠同等浓度同时添加苯并三氮唑3mg/L进行实验。效果数据见表1、表2、表3。
表1(药剂浓度为300mg/L)
表2(药剂浓度为400mg/L)
表3(药剂浓度为500mg/L)
注：1、国家标准要求碳钢腐蚀率应小于0.075mm/a，铜腐蚀率应小于0.005mm/a。
2、以上各实验中与铬酸钠、钼酸钠、亚硝酸钠、硅酸钠配合添加的苯并三氮唑浓度均为3mg/L，以期获得对铜材质更佳的缓蚀效果。
以上实施例表明本发明中的缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能与铬酸钠相当，优于钼酸钠与亚硝酸钠，而硅酸钠在实验范围的使用浓度下均不能满足要求。本发明中苯并三氮唑由于与其他成份的协同增效作用而体现对铜材质有更良好的缓蚀能力。
典型案例1
南京嘉业国际城中央空调低温水系统以前采用常规缓蚀剂进行处理，用量大，成本高，缓蚀性能不尽理想，1#、2#、3#楼在2014、2015年腐蚀率情况如表4。
表4常规缓蚀剂处理下金属材质腐蚀率(mm/a)
自2016年起采用本发明的缓蚀剂进行处理，至2017年腐蚀率情况如表5。
表5本发明的缓蚀剂处理下金属材质腐蚀率(mm/a)
典型案例2
山东某农药厂自2016年5月份采用本发明的缓蚀剂对生产用低温水系统进行处理，该低温水采用乙二醇作为防冻液，系统正常水温控制在-5℃～-10℃。处理后腐蚀率情况见表6
表6山东农药厂腐蚀率(mm/a)
检测时间 碳钢 铜
2016年7月4日 0.012 0.001
2016年12月12日 0.006 0.002
2017年2月17日 0.018 0.001
2017年6月2日 0.021 0.001
2017年8月22日 0.016 0.002
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种低温水缓蚀剂，其特征在于，包含以下质量百分比的各组分：苯甲酸钠10-15％、丁基羟基茴香醚3-8％、山梨醇0.005-0.01％、硼砂3-5％、硅酸钠5-10％、氢氧化钠1-3％、苯并三氮唑0.5-1％，余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的低温水缓蚀剂，其特征在于，所述苯甲酸钠的用量为12-14％，所述的丁基羟基茴香醚的用量为4-6％。
3.根据权利要求1所述的低温水缓蚀剂，其特征在于，硅酸钠的用量为7-8％，所述的硼砂的用量为3-4％，所述的氢氧化钠的用量为2-3％。
4.根据权利要求2所述的低温水缓蚀剂，其特征在于，所述的硼砂的用量为3％，所述的硅酸钠的用量为8％。
5.根据权利要求1-4所述的任一项的低温水缓蚀剂的制备方法，其特征在于，方法步骤如下：依次在反应釜中加入苯甲酸钠、丁基羟基茴香醚、山梨醇、硼砂、硅酸钠、氢氧化钠、苯并三氮唑和去离子水，在40-60℃条件下搅拌1-1.5h，至各组分完全溶解得低温水缓蚀剂。
6.根据权利要求1-4所述的任一项的低温水缓蚀剂作为低温循环冷却水系统的缓蚀剂的应用。
7.根据权利要求6所述的低温水缓蚀剂的应用，其特征在于，所述的低温水缓蚀剂的一次性投加量为300-500mg/L，所述的一次性投加量是指所述的低温水缓蚀剂与所述的循环冷却水系统中的水的质量体积比。
8.根据权利要求6所述的低温水缓蚀剂的应用，其特征在于，所述的低温水缓蚀剂的一次性投加量为350mg/L，所述的一次性投加量是指所述的低温水缓蚀剂与所述的循环冷却水系统中的水的质量体积比。
9.根据权利要求7或8所述的低温水缓蚀剂的应用，其特征在于，所述的低温水缓蚀剂相邻的两次投加之间的时间间隔为6-12月。
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