CN110980969B - 环保型冷却水阻垢剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷却系统处理剂的技术领域，涉及一种环保型冷却水阻垢剂，其包括以下质量份数的组分：水45‑50份；聚丙烯酸40‑45份；有机酸5‑15份；甘油0.1‑0.3份；聚乙二醇1‑2份；牛磺酸0.5‑1份。一种环保型冷却水阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：S1、在反应容器中加入1/2量的水、聚丙烯酸以及有机酸，搅拌混合均匀，形成预混合物；S2、向预混合物中加入环保型冷却水阻垢剂的剩余组分，搅拌混合均匀，即得环保型冷却水阻垢剂。本发明具有安全无害、不容易对环境造成污染的效果。

Description

环保型冷却水阻垢剂

技术领域

本发明涉及冷却系统处理剂的技术领域，尤其是涉及一种环保型冷却水阻垢剂。

背景技术

目前，随着工业的迅速发展，工业用水量大幅度上升。为了节约淡水资源，降低水耗，工业冷却水中已广泛采用循环水代替直流水。由于水中含有大量的溶解与悬浮的固体、溶解与悬浮的有机物质和溶解的各种气体，容易使得循环水中的各种离子浓度都比较高，而离子浓度较高的循环水在冷却系统的长时间高温的环境下容易形成结垢，冷却系统的循环管道内的结垢容易导致传热效率下降，使得冷却水的压力增大，甚至容易对动力系统的使用寿命以及冷却水系统的安全运行造成影响。因此，采用阻垢剂对循环管道进行定期清洗极为重要。

现有的阻垢剂一般是聚磷酸类、磷酸类和膦酸类阻垢剂。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：聚磷酸类、磷酸类和磷酸类阻垢剂中普遍含有有机膦系化合物，例如：氨基三亚甲基磷酸(ATMP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)等，容易对环境造成影响，因此，仍有改进的空间。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种环保型冷却水阻垢剂。

本发明的目的之二是提供一种环保型冷却水阻垢剂的制备方法。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种环保型冷却水阻垢剂，包括以下质量份数的组分：

水45-50份；

聚丙烯酸40-45份；

有机酸5-15份；

甘油0.1-0.3份；

聚乙二醇1-2份；

牛磺酸0.5-1份。

通过采用上述技术方案，聚丙烯酸、有机酸、甘油、聚乙二醇以及牛磺酸均无毒无害，不容易对环境造成影响，从而有利于更好地提高阻垢剂的环保性能。

通过采用有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸与聚丙烯酸互相协同配合，有利于更好地促进聚丙烯酸的阻垢效果，使得冷却系统的循环管内壁更加不容易堆积水垢，从而使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响。

通过采用有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸的互相协同配合，有利于更好地增强冷却水阻垢剂的渗透性，有利于阻垢剂更好地深入至水垢内部以瓦解水垢，使得水垢更容易从循环管上脱落，同时，聚乙二醇具有较好的包覆性能，从而有利于脱落的水垢更容易被聚乙二醇裹覆并排出，进而有利于更好地提高阻垢剂的清洗效力，使得循环管内壁的水垢更加容易被完全清除干净。

通过采用有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸的互相协同配合，有利于增强阻垢剂的黏附性，有利于阻垢剂更好地黏附于循环管的内壁上，同时，还有利于增强阻垢剂与金属离子的螯合性，从而使得循环管内的金属离子更加不容易形成水垢，进而有利于降低循环管的清洗频率。

通过加入甘油，有利于减少环保型冷却水阻垢剂对循环管的损伤，有利于更好地保护循环管，有利于更好地延长循环管的使用寿命。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述有机酸包括以下质量份数的组分：

柠檬酸4-8份；

酒石酸2-5份；

葡萄糖酸1-2份。

通过采用上述技术方案，通过采用柠檬酸、酒石酸与葡萄糖酸互相协同配合以形成有机酸，有利于更好地增强阻垢剂的渗透能力以及除垢效力，使得循环管内的水垢更容易被完全清除；同时，还有利于增强阻垢剂的金属离子螯合能力，使得循环管内的金属离子更加不容易形成水垢，从而有利于延长循环管内重新形成水垢的时间，使得循环管的清洗频率下降。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述有机酸包括以下质量份数的组分：

柠檬酸5份；

酒石酸3份；

葡萄糖酸2份。

通过采用上述技术方案，通过控制柠檬酸、酒石酸以及葡萄糖酸的用量，有利于柠檬酸、酒石酸以及葡萄糖酸更好地互相协同配合，从而有利于更好地增强阻垢剂的渗透能力以及除垢效力，使得阻垢剂更容易深入至水垢内部并将水垢瓦解，使得循环管内的水垢更容易被完全清除；同时，还有利于增强阻垢剂的金属离子螯合能力，使得循环管内的金属离子更加不容易形成水垢，从而有利于更好地延长循环管内形成水垢的时间，有利于更好地降低循环管的清洗频率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：

薄荷脑0.1-0.5份。

通过采用上述技术方案，通过加入薄荷脑，有利于更好地促进有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸与聚丙烯酸的互相协同配合，从而有利于更好地增强阻垢剂的渗透性，使得阻垢剂更容易深入至水垢内部以瓦解水垢，从而使得管道内的水垢更容易被完全清除；同时，还有利于更好地增强阻垢剂的黏附性以及金属螯合能力，使得循环管内的金属离子更加不容易形成水垢，从而使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响的同时有利于更好地降低循环管的清洗频率。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：

过氧化氢1-2份。

通过采用上述技术方案，通过加入过氧化氢，有利于增强阻垢剂的抑菌杀菌性能，使得循环管内的细菌更容易被清除的同时使得清洗后的循环管内更加不容易滋生细菌。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：

麦芽汁0.3-0.5份。

通过采用上述技术方案，通过加入麦芽汁与过氧化氢互相协同配合，有利于更好地增强阻垢剂的杀菌抑菌效果，使得循环管内的细菌更容易被清除的同时使得清洗后的循环管内更加不容易滋生细菌。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：

烷基磺酸钠1-1.5份。

通过采用上述技术方案，通过加入烷基磺酸钠，有利于更好地增强阻垢剂的渗透能力，从而有利于阻垢剂更好地深入至水垢内部以瓦解水垢，从而使得循环管内的水垢更容易被清除完全，使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响；同时，还在一定程度上有利于增强阻垢剂的黏附性，使得阻垢剂在清洗循环管后更容易黏附于循环管内并保护循环管，使得循环管内更加不容易形成水垢的同时使得循环管内更加不容易滋生细菌，从而使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括以下质量份数的组分：

海藻酸钠0.1-0.3份。

通过采用上述技术方案，通过加入海藻酸钠与烷基磺酸钠的互相协同配合，有利于更好地促进烷基磺酸钠的增强效果，使得阻垢剂的渗透能力更强，从而使得循环管内的水垢更容易被清除完全，使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响；同时，还有利于更好地增强阻垢剂的黏附性，有利于阻垢剂更好地黏附于循环管内并保护循环管，使得循环管内更加不容易形成水垢的同时使得循环管内更加不容易滋生细菌，使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种环保型冷却水阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、在反应容器中加入1/2量的水、聚丙烯酸以及有机酸，搅拌混合均匀，形成预混合物；

S2、向预混合物中加入环保型冷却水阻垢剂的剩余组分，搅拌混合均匀，即得环保型冷却水阻垢剂。

通过采用上述技术方案，通过先加入1/2量的水，再加入剩余1/2量的水，有利于环保型冷却水阻垢剂中的各组分更好地完全溶解，从而有利于各组分更好地互相协同配合，进而有利于更好地增强阻垢剂的阻垢效力以及抑菌效果；通过控制各组分的加入顺序，有利于各组分更好地互相协同配合，从而有利于更好地增强阻垢剂的阻垢效力以及抑菌效果，使得循环管内更加不容易形成水垢的同时使得循环管内更加不容易滋生细菌，使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.环保型冷却水阻垢剂所采用的各原料组分均无毒无害，不容易对环境造成影响，有利于更好地提高阻垢剂的环保性能；

2.通过采用有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸与聚丙烯酸互相协同配合，有利于更好地促进聚丙烯酸的阻垢效果，使得冷却系统的循环管内壁更加不容易堆积水垢，使得冷却系统的冷却效率更加不容易受到影响；

3.通过采用有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸的互相协同配合，有利于更好地增强冷却水阻垢剂的渗透性，有利于阻垢剂更好地深入至水垢内部以瓦解水垢，使得水垢更容易从循环管上脱落，聚乙二醇具有较好的包覆性能，有利于脱落的水垢更容易被聚乙二醇裹覆并排出，有利于更好提高阻垢剂的清洗效力，使得循环管内壁的水垢更加容易被完全清除干净；

4.通过采用有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸的互相协同配合，有利于增强阻垢剂的黏附性，同时，还有利于增强阻垢剂与金属离子的螯合性使得循环管内的金属离子更加不容易形成水垢，有利于降低循环管的清洗频率。

附图说明

图1是本发明中环保型冷却水阻垢剂的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

以下实施例中，聚丙烯酸采用上海鼓臣生物技术有限公司的聚丙烯酸。

以下实施例中，柠檬酸采用河北佰品生物科技有限公司的柠檬酸。

以下实施例中，酒石酸采用河北鸿韬生物工程有限公司的酒石酸。

以下实施例中，葡萄糖酸采用湖南奥驰生物科技有限公司的葡萄糖酸。

以下实施例中，甘油采用山东锐旺化工科技有限公司的甘油。

以下实施例中，聚乙二醇采用连云港荣禾新材料科技有限公司的货号为25322-68-3的聚乙二醇。

以下实施例中，牛磺酸采用河北慧盟生物科技有限公司的牛磺酸。

以下实施例中，薄荷脑采用河北利华生物科技有限公司的货号为89-78-1的薄荷脑。

以下实施例中，过氧化氢采用济南在元生物科技有限公司的过氧化氢。

以下实施例中，麦芽汁采用烟台麦特尔生物技术有限公司的麦芽汁。

以下实施例中，烷基磺酸钠采用济南成联化工有限公司的烷基磺酸钠。

以下实施例中，海藻酸钠采用河北裕隆祥生物科技有限公司的海藻酸钠。

实施例1

一种环保型冷却水阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、在150L搅拌釜中，常温条件下，加入水25kg，并以250r/min的转速进行搅拌，边搅拌边加入聚丙烯酸45kg、有机酸5kg，搅拌混合均匀，形成预混合物；

S2、边搅拌边向预混合物中加入水25kg、甘油0.1kg、聚乙二醇2kg、牛磺酸0.5kg，搅拌混合均匀，即得环保型冷却水阻垢剂。

在本实施例中，有机酸为柠檬酸。

实施例2

与实施例1的区别在于：

步骤S1中的各组分的加入量如下：水22.5kg、聚丙烯酸40kg、有机酸15kg。

步骤S2中的各组分的加入量如下：水22.5kg、甘油0.2kg、聚乙二醇1.5kg、牛磺酸0.75kg。

实施例3

与实施例1的区别在于：

步骤S1中的各组分的加入量如下：水23.75kg、聚丙烯酸42.5kg、有机酸10kg。

步骤S2中的各组分的加入量如下：水23.75kg、甘油0.3kg、聚乙二醇1kg、牛磺酸1kg。

实施例4

与实施例1的区别在于：

步骤S1中的各组分的加入量如下：水23kg、聚丙烯酸44kg、有机酸10kg。

步骤S2中的各组分的加入量如下：水23kg、甘油0.1kg、聚乙二醇1.7kg、牛磺酸0.6kg。

实施例5

与实施例4的区别在于：有机酸为酒石酸。

实施例6

与实施例4的区别在于：有机酸为葡萄糖酸。

实施例7

与实施例4的区别在于：有机酸为5kg柠檬酸与5kg酒石酸均匀混合形成的混合物。

实施例8

与实施例4的区别在于：有机酸为5kg柠檬酸与5kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

实施例9

与实施例4的区别在于：有机酸为5kg酒石酸与5kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

实施例10

与实施例4的区别在于：有机酸为4kg柠檬酸、5kg酒石酸与2kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

实施例11

与实施例4的区别在于：有机酸为8kg柠檬酸、2kg酒石酸与1kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

实施例12

与实施例4的区别在于：有机酸为5kg柠檬酸、3kg酒石酸与2kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

实施例13

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了薄荷脑0.1kg。

实施例14

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了薄荷脑0.5kg。

实施例15

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了过氧化氢1kg。

实施例16

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了过氧化氢2kg。

实施例17

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了麦芽汁0.3kg。

实施例18

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了麦芽汁0.5kg。

实施例19

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了过氧化氢1kg、麦芽汁0.5kg。

实施例20

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了过氧化氢2kg、麦芽汁0.3kg。

实施例21

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了烷基磺酸钠1kg。

实施例22

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了烷基磺酸钠1.5kg。

实施例23

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了海藻酸钠0.1kg。

实施例24

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了海藻酸钠0.3kg。

实施例25

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了烷基磺酸钠1kg、海藻酸钠0.3kg。

实施例26

与实施例4的区别在于：步骤S2中还加入了烷基磺酸钠1.5kg、海藻酸钠0.1kg。

实施例27

与实施例4的区别在于：

有机酸为4kg柠檬酸、5kg酒石酸以及1.5kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

步骤S2中还加入了薄荷脑0.5kg、过氧化氢2kg、麦芽汁0.4kg、烷基磺酸钠1kg以及海藻酸钠0.3kg。

实施例28

与实施例4的区别在于：

有机酸为6kg柠檬酸、3.5kg酒石酸以及2kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

步骤S2中还加入了薄荷脑0.3kg、过氧化氢1kg、麦芽汁0.5kg、烷基磺酸钠1.25kg以及海藻酸钠0.1kg。

实施例29

与实施例4的区别在于：

有机酸为8kg柠檬酸、2kg酒石酸以及1kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

步骤S2中还加入了薄荷脑0.1kg、过氧化氢1.5kg、麦芽汁0.3kg、烷基磺酸钠1.5kg以及海藻酸钠0.2kg。

实施例30

与实施例4的区别在于：

有机酸为5kg柠檬酸、3kg酒石酸以及2kg葡萄糖酸均匀混合形成的混合物。

步骤S2中还加入了薄荷脑0.4kg、过氧化氢1.9kg、麦芽汁0.35kg、烷基磺酸钠1.9kg以及海藻酸钠0.15kg。

比较例1

与实施例4的区别在于：步骤S2中未加入组分有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸。

比较例2

与实施例4的区别在于：步骤S2中未加入组分有机酸。

比较例3

与实施例4的区别在于：步骤S2中未加入组分聚乙二醇。

比较例4

与实施例4的区别在于：步骤S2中未加入组分牛磺酸。

实验1

分别取以上实施例以及比较例制备所得的环保型冷却水阻垢剂100mg，加入至1L水中，搅拌均匀形成清洗液，并进行以下实验步骤：

S1、使用电子天平称量聚四氟乙烯试片的重量，记为A1，然后将试片放入冷却系统的冷却水中，并保持冷却水的温度为85℃，处理7天；

S2、将试片取出，在室温下干燥12h后称重，记为A2；

S3、将试片置于分别加入有以上实施例以及比较例制备所得的清洗液的烧杯中进行水垢清除，12h后取出试片，在室温下干燥12h后称重，记为A3。

计算清洗液的除垢率，计算方式如下：

另外，将试片上的水垢完全冲刷干净，再将试片放入冷却系统的冷却水中，并保持冷却水的温度为85℃，观察试片上重新出现水垢的时间(周)。

实验2

取实验1中步骤S2的部分水垢，并取实验1中步骤S3残余在是试片上的部分水垢，分别根据GB/T14643.3-93《工业循环冷却水中粘泥真菌的测定平皿计数法》检测步骤S2以及步骤S3所取的水垢中的异养菌、硫酸盐还原菌以及铁细菌的数量，步骤S2中检测所得的水垢的真菌数记为起始菌数，步骤S3中检测所得的水垢的真菌数记为存活菌数，计算阻垢剂的杀菌率(％)，计算方式如下：

以上实验的检测数据见表1。

表1

根据表1中实施例4-12的数据对比可得，通过控制有机酸的组成成分以及控制各组分的用量，有利于各组分更好地互相协同配合，从而有利于更好地提高阻垢剂的清洗效力以及渗透能力，使得循环管内的水垢更容易被完全清除，有利于更好地提高阻垢剂的除垢率；同时，还有利于更好地提高阻垢剂与循环管的黏附力，有利于更好地保护循环管，使得清洗后的循环管更加不容易重新堆积水垢，有利于延长循环管内的水垢重新堆积的时间，有利于降低循环管的清洗频率。

根据表1中实施例4与实施例13-14的数据对比可得，通过加入薄荷脑，有利于更好地促进有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸更好地与聚丙烯酸互相协同配合，从而有利于更好地提高阻垢剂的渗透能力以及与循环管的黏附力，使得管道内的水垢更容易被完全清除干净的同时使得清洗后的循环管内更加不容易堆积水垢，有利于提高阻垢剂的阻垢率的同时有利于更好地延长循环管的重新结垢的时间，使得循环管的清洗频率下降。

根据表1中实施例4与实施例15-20的数据对比可得，通过单独加入过氧化氢，有利于提高阻垢剂的的杀菌率，通过单独加入麦芽汁，对阻垢剂的杀菌率几乎不起作用。而当同时加入过氧化氢与麦芽汁互相协同配合时，有利于更好地促进过氧化氢的抑菌效果，使得阻垢剂的杀菌率更高。

根据表1中实施例4与实施例21-26的数据对比可得，通过单独加入烷基磺酸钠，有利于更好地提高阻垢剂的渗透能力以及黏附能力，从而使得循环管内的水垢更容易被去除的同时使得循环管内更加不容易重新堆积水垢，使得冷却系统更加不容易受到影响的同时有利于降低循环管的清洗频率。

根据表1中实施例4与实施例27-29的数据对比可得，通过控制有机酸的组成成分以及控制各组分的用量，并同时加入薄荷脑、过氧化氢、麦芽汁、烷基磺酸钠以及海藻酸钠，有利于更好地提高阻垢剂的渗透能力以及黏附力，还有利于更好地提高阻垢剂的杀菌抑菌能力，使得循环管内的水垢更容易被去除完全的同时使得循环管内更加不容易堆积水垢，还使得循环管内更加不容易滋生细菌。

根据表1中实施例4与比较例1-4的数据对比可得，只有当有机酸、聚乙二醇以及牛磺酸互相协同配合以促进聚丙烯酸的阻垢效果时，才能更好地提高阻垢剂的阻垢效果以及抑菌效果，缺少了任一组分，均容易对阻垢剂的阻垢效果以及抑菌效果产生较大的影响。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种环保型冷却水阻垢剂，其特征在于：包括以下质量份数的组分：

水45-50份；

聚丙烯酸40-45份；

柠檬酸4-8份；

酒石酸2-5份；

葡萄糖酸1-2份；

甘油0.1-0.3份；

聚乙二醇1-2份；

牛磺酸0.5-1份；

过氧化氢1-2份；

麦芽汁0.3-0.5份。

2.根据权利要求1所述的环保型冷却水阻垢剂，其特征在于：柠檬酸的质量份数为5份；酒石酸的质量份数为3份；葡萄糖酸的质量份数为2份。

3.根据权利要求1-2任一所述的环保型冷却水阻垢剂，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：

薄荷脑0.1-0.5份。

4.根据权利要求1-2任一所述的环保型冷却水阻垢剂，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：

烷基磺酸钠1-1.5份。

5.根据权利要求4所述的环保型冷却水阻垢剂，其特征在于：还包括以下质量份数的组分：

海藻酸钠0.1-0.3份。

6.一种如权利要求1-5任一所述的环保型冷却水阻垢剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在反应容器中加入1/2量的水、聚丙烯酸以及有机酸，搅拌混合均匀，形成预混合物；

S2、向预混合物中加入环保型冷却水阻垢剂的剩余组分，搅拌混合均匀，即得环保型冷却水阻垢剂。

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