CN111018140A - 一种环保型缓蚀阻垢剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下列重量份的原料制成：0.4‑0.6份丙骈三氮唑、1.55‑1.57份氢氧化钠、38‑42份多元共聚物、16‑20份锌盐、6.45‑6.47份85%磷酸和33.47‑33.49份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的。本发明的优点在于：本发明利用多种药剂之间的协同增效作用，清垢率达到94%，BOD去除率达到95—99%，阻碳酸钙垢率99.8%，磷的洗脱率达到99.5%，减少铜、镁、铁对系统的影响，对碳钢的腐蚀速度为0.0020mm/a，远远优于国家标准0.005mm/a，降低维修成本；COD去除率为97%以满足水处理系统的设计要求，保证系统的正常连续运行。

Description

一种环保型缓蚀阻垢剂

技术领域

本发明属于环保材料技术领域，特别涉及一种环保型缓蚀阻垢剂。

背景技术

我国是一个水资源严重匮乏的国家，是世界13个贫水国之一，其中18个省、市、自治区的人均水资源低于联合国可持续发展委员会审议的人均占有水资源2000m³。供水的严重不足必将影响正常的生产生活，严重影响了经济的发展。

为了缓解水资源短缺和经济增长的矛盾，循环冷却水是工业用水的大户，随着循环冷却水杂质的浓缩，致使循环冷却水系统发生结垢、腐蚀和生物污垢等突出问题，使热效率呈数量级下降，不但浪费了大量能源，而且由于管道、设备等生锈，大大地降低了整个系统的使用寿命。

目前国内工业循环冷却水大多采用磷系配方，给后续废水处理增加了费用，并造成二次污染，随着环保的排放标准越来越高，总磷的控制指标越来越小，磷系配方的应用受到环保限制；此外，

单一化合物的缓蚀阻垢剂难以完全解决水处理系统中同时存在的腐蚀和结垢障碍，难以同时解决系统中可能存在的多材质的腐蚀问题。

因此，研发一种无毒无害且能同时解决水处理系统中存在的腐蚀和结垢障碍，保证系统正常连续运行的环保型缓蚀阻垢剂是非常有必要的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无毒无害且能同时解决水处理系统中存在的腐蚀和结垢障碍，保证系统正常连续运行的环保型缓蚀阻垢剂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种环保型缓蚀阻垢剂，其创新点在于：由下列重量份的原料制成：0.4-0.6份丙骈三氮唑、1.55-1.57份氢氧化钠、38-42份多元共聚物、16-20份锌盐、6.45-6.47份85%磷酸和33.47-33.49份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的。

进一步地，由下列重量份的原料制成：0.5份丙骈三氮唑、1.56份氢氧化钠、40份多元共聚物、18份锌盐、6.46份85%磷酸和33.48份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的。

进一步地，所述环保型缓蚀阻垢剂，具体是通过以下步骤制成的：

步骤1：多元共聚物的配制：按照比例先向配制釜中加入溶剂法聚马，开启搅拌，然后依次加入AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，且每加入一种原料均进行搅拌0.5-1小时，保证各物料混合均匀，配制成多元共聚物；

步骤2：锌盐的配制：按照比例先向配制釜中加入去离子水，开启搅拌，然后加入七水硫酸锌，待七水硫酸锌溶解后，再加入氯化锌，待氯化锌完全溶解后，再搅拌1-2小时，保证各物料混合均匀，配制成锌盐；

步骤3：在反应釜中加入步骤1配制成的多元共聚物，然后再加入步骤2配制成的锌盐，再依次加入氢氧化钠、85%磷酸和丙骈三氮唑，并升温至45-55℃，待丙骈三氮唑溶解后，再搅拌1-2小时，混合均匀，即得环保型缓蚀阻垢剂。

本发明的优点在于：

（1）本发明环保型缓蚀阻垢剂， 氢氧化钠在水处理中可作为碱性清洗剂，溶于乙醇和甘油，不溶于丙醇、乙醚，在高温下对碳钠也有腐蚀作用，与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应，与酸类起中和作用而生成盐和水；丙骈三氮唑主要用作金属（如银，铜，铅，镍，锌等）的防锈剂与缓蚀剂，广泛用于防锈油（脂）类产品中，多用于铜及铜合金的气相缓蚀剂，循环水处理剂，汽车防冻液，照相防雾剂，高分子稳定剂，植物生长调节剂，润滑油添加剂，紫外线吸收剂等，其也可与多种阻垢剂，杀菌灭藻剂配合使用，尤其对封闭循环冷却水系统缓蚀效果甚佳；溶剂法聚马、三元共聚物（AA/AMPS/磺酸盐）、聚甲基丙烯酸、膦酰基聚丙烯酸具有高热稳定性及良好的分散作用，分子中含有羧酸基团和膦酸基团的膦酰基羧酸共聚物单体的引入，增强了配方阻垢剂的耐氯性，化学稳定性高，配方产品无毒无害，使用方便；磷酸是常用的阴极沉淀膜片型缓蚀剂，与水中的Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺等二价金属离子形成胶溶状态的络合离子，依靠腐蚀电流沉积于金属阴极表面形成电沉积层保护膜，从而起到缓蚀的作用；七水硫酸锌是常用的阴极沉淀膜片型缓蚀剂，也是抑制点蚀的缓蚀剂，其缓蚀机理是：在阴极部位，当锌离子靠近金属表面时，能与阴极区聚积的OH^-快速地形成氢氧化锌沉淀物，沉淀与阴极表面，从而起到缓蚀作用；氯化锌的浓溶液中，由于生成配合酸----羟基二氯合锌酸，而具有显著的酸性，它能溶解金属氧化物；利用多种药剂之间的协同增效作用，清垢率达到94%，缓蚀效果好，用于高温高压动态条件下，不会粘附，BOD去除率达到95—99%，阻碳酸钙垢率99.8%，磷的洗脱率达到99.5%，持续时间长；减少铜、镁、铁对系统的影响，对碳钢的腐蚀速度为0.0020mm/a，远远优于国家标准0.005mm/a，降低维修成本；COD去除率为97%以满足水处理系统的设计要求，保证系统的正常连续运行；

（2）本发明环保型缓蚀阻垢剂，缓蚀性能较强，试管和挂片表面清洁，无点蚀和锈蚀，腐蚀速度在正常水质条件下达到很好级别，在苛刻水质条件下达到好级别。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例环保型缓蚀阻垢剂，由下列重量份的原料制成：0.5份丙骈三氮唑、1.56份氢氧化钠、40份多元共聚物、18份锌盐、6.46份85%磷酸和33.48份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的；具体是通过以下步骤制成的：

步骤1：多元共聚物的配制：按照比例先向配制釜中加入溶剂法聚马，开启搅拌，然后依次加入AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，且每加入一种原料均进行搅拌0.5-1小时，保证各物料混合均匀，配制成多元共聚物；

步骤2：锌盐的配制：按照比例先向配制釜中加入去离子水，开启搅拌，然后加入七水硫酸锌，待七水硫酸锌溶解后，再加入氯化锌，待氯化锌完全溶解后，再搅拌1-2小时，保证各物料混合均匀，配制成锌盐；

步骤3：在反应釜中加入步骤1配制成的多元共聚物，然后再加入步骤2配制成的锌盐，再依次加入氢氧化钠、85%磷酸和丙骈三氮唑，并升温至45-55℃，待丙骈三氮唑溶解后，再搅拌1-2小时，混合均匀，即得环保型缓蚀阻垢剂。

实施例2

本实施例环保型缓蚀阻垢剂，由下列重量份的原料制成：0.5份丙骈三氮唑、1.56份氢氧化钠、40份多元共聚物、18份锌盐、6.46份85%磷酸和33.48份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:0.5:1.5:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的；具体是通过以下步骤制成的：

步骤1：多元共聚物的配制：按照比例先向配制釜中加入溶剂法聚马，开启搅拌，然后依次加入AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，且每加入一种原料均进行搅拌0.5-1小时，保证各物料混合均匀，配制成多元共聚物；

步骤2：锌盐的配制：按照比例先向配制釜中加入去离子水，开启搅拌，然后加入七水硫酸锌，待七水硫酸锌溶解后，再加入氯化锌，待氯化锌完全溶解后，再搅拌1-2小时，保证各物料混合均匀，配制成锌盐；

步骤3：在反应釜中加入步骤1配制成的多元共聚物，然后再加入步骤2配制成的锌盐，再依次加入氢氧化钠、85%磷酸和丙骈三氮唑，并升温至45-55℃，待丙骈三氮唑溶解后，再搅拌1-2小时，混合均匀，即得环保型缓蚀阻垢剂。

实施例3

本实施例环保型缓蚀阻垢剂，由下列重量份的原料制成：0.5份丙骈三氮唑、1.56份氢氧化钠、45份多元共聚物、13份锌盐、6.46份85%磷酸和33.48份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的；具体是通过以下步骤制成的：

步骤1：多元共聚物的配制：按照比例先向配制釜中加入溶剂法聚马，开启搅拌，然后依次加入AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，且每加入一种原料均进行搅拌0.5-1小时，保证各物料混合均匀，配制成多元共聚物；

步骤2：锌盐的配制：按照比例先向配制釜中加入去离子水，开启搅拌，然后加入七水硫酸锌，待七水硫酸锌溶解后，再加入氯化锌，待氯化锌完全溶解后，再搅拌1-2小时，保证各物料混合均匀，配制成锌盐；

步骤3：在反应釜中加入步骤1配制成的多元共聚物，然后再加入步骤2配制成的锌盐，再依次加入氢氧化钠、85%磷酸和丙骈三氮唑，并升温至45-55℃，待丙骈三氮唑溶解后，再搅拌1-2小时，混合均匀，即得环保型缓蚀阻垢剂。

实施例4

本实施例环保型缓蚀阻垢剂，由下列重量份的原料制成：0.5份丙骈三氮唑、2.56份氢氧化钠、40份多元共聚物、18份锌盐、5.46份85%磷酸和33.48份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的；具体是通过以下步骤制成的：

步骤1：多元共聚物的配制：按照比例先向配制釜中加入溶剂法聚马，开启搅拌，然后依次加入AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，且每加入一种原料均进行搅拌0.5-1小时，保证各物料混合均匀，配制成多元共聚物；

步骤2：锌盐的配制：按照比例先向配制釜中加入去离子水，开启搅拌，然后加入七水硫酸锌，待七水硫酸锌溶解后，再加入氯化锌，待氯化锌完全溶解后，再搅拌1-2小时，保证各物料混合均匀，配制成锌盐；

步骤3：在反应釜中加入步骤1配制成的多元共聚物，然后再加入步骤2配制成的锌盐，再依次加入氢氧化钠、85%磷酸和丙骈三氮唑，并升温至45-55℃，待丙骈三氮唑溶解后，再搅拌1-2小时，混合均匀，即得环保型缓蚀阻垢剂。

分别将实施例1-实施例4制成的环保型缓蚀阻垢剂以2mg/L的投加量加入各对应的水处理系统中，然后进行静态试验，试验结果见表1。

表1：阻垢实验及腐蚀速率

备注：试验条件为温度在80℃，10个小时，浓缩倍数1.5，浓度20mg/L。

表2 实施例1环保型缓蚀阻垢剂成分质量指标

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种环保型缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下列重量份的原料制成：0.4-0.6份丙骈三氮唑、1.55-1.57份氢氧化钠、38-42份多元共聚物、16-20份锌盐、6.45-6.47份85%磷酸和33.47-33.49份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的。

2.根据权利要求1所述的环保型缓蚀阻垢剂，其特征在于：由下列重量份的原料制成：0.5份丙骈三氮唑、1.56份氢氧化钠、40份多元共聚物、18份锌盐、6.46份85%磷酸和33.48份去离子水，其中，多元共聚物是由质量比为1:1:1:1的溶剂法聚马、AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸混合而成的，锌盐是由质量比为1:2的七水硫酸锌和氯化锌混合而成的。

3.根据权利要求1所述的环保型缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述环保型缓蚀阻垢剂，具体是通过以下步骤制成的：

步骤1：多元共聚物的配制：按照比例先向配制釜中加入溶剂法聚马，开启搅拌，然后依次加入AA/AMPS/磺酸盐共聚物、膦酰基聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸，且每加入一种原料均进行搅拌0.5-1小时，保证各物料混合均匀，配制成多元共聚物；

步骤2：锌盐的配制：按照比例先向配制釜中加入去离子水，开启搅拌，然后加入七水硫酸锌，待七水硫酸锌溶解后，再加入氯化锌，待氯化锌完全溶解后，再搅拌1-2小时，保证各物料混合均匀，配制成锌盐；

步骤3：在反应釜中加入步骤1配制成的多元共聚物，然后再加入步骤2配制成的锌盐，再依次加入氢氧化钠、85%磷酸和丙骈三氮唑，并升温至45-55℃，待丙骈三氮唑溶解后，再搅拌1-2小时，混合均匀，即得环保型缓蚀阻垢剂。