CN111573796A - 一种pvp工业节水剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PVP工业节水剂及其制备方法，涉及化工材料组合技术领域。所述节水剂能显著降低工业用水的挥发损失，节水效果显著，而且该工业节水剂使用简便，无需增加或更换系统设备；同时所述工业节水剂制备方法简明，原料易得，生产和使用成本低。该节水剂包括以下重量份组分：乙二醇100份，功能添加剂5.0‑21.1份。
Description
技术领域
本发明涉及化工材料组合技术领域，尤其是一种PVP工业节水剂及其制备方法。
背景技术
在钢铁冶炼、发电、石油炼化和化工等工业中，都建有大量的大型水冷却塔，冷却塔还大量应用于空调冷却、冷冻等行业。冷却塔的作用是将携带废热的冷却水在塔体内部与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气中，这些冷却塔一方面通过空气与水的直接传热，另一方面利用蒸发一部分的水，将冷却用水温度降低，以便循环再利用，所以使用水冷却塔必然会消耗一定量的水。然而冷却塔的实际耗水量，往往大于维持散热所需，当水塔数多而且量大时，这些额外的耗水量累积起来就可能成为一项重要的水资源开销。目前，工业节水方法主要采用的是优化工业设备，例如优化换热流程和换热器组合，发展新型高效换热器，使用换热效率高的换热器，或者增加水回收设备，这种处理方法设备投资高，运行能耗高，便捷性差。本专利技术中所述的工业节水剂则可有效解决上述问题。
发明内容
本发明旨在提供一种PVP工业节水剂及其制备方法，其节水剂能显著降低工业用水的挥发损失，节水效果显著，而且该工业节水剂使用简便，无需增加或更换系统设备；同时所述工业节水剂制备方法简明，原料易得，生产和使用成本低。
为实现上述目的，本发明提供得前一技术方案是：一种PVP工业节水剂，包括以下重量份组分：乙二醇100份，功能添加剂5.0-21.1份。
所述功能添加剂包括以下重量份组分：疏水剂3.0-15.0份、抗氧添加剂2.0-6.0份、杀菌防腐剂0.01-0.03份、杀菌防霉剂0.01-0.03份。
所述疏水剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，所述聚乙烯吡咯烷酮分子中既有亲水性基团，又有亲油性基团，使其既能溶于水，又能溶于醇、胺等有机溶剂中，具有优异的溶解性，而且在水和有机溶剂中都能成膜，在工业用水中能有效降低水的挥发，另外所述聚乙烯吡咯烷酮热稳定性较好，在高温的水中使用不易变性；进一步优选为PVP K30。
所述抗氧添加剂为吗啉，吗啉含有仲胺基团，具有仲胺基团的所有典型反应特性，在所述工业节水剂中可起到抗氧化的作用，延长所述工业节水剂的使用寿命；同时，在使用过程中吗啉能以任何浓度溶解在水中，对碳酸有中和作用，可有效地消除酸腐蚀和预防水垢的生成。
所述杀菌防腐剂为月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐，简称LAE，是一种阳离子表面活性剂，化学性质稳定，具有较高的抑菌活性，可有效抑制病原体及大多数腐败维生物的生长繁殖，对人体无任何毒害作用，是一种安全高效的防腐剂，可有效延长所述工业节水剂的使用寿命。
所述杀菌防霉剂为艾叶挥发油，所述艾叶挥发油作为杀菌防霉剂，对霉菌具有明显的抑杀作用，防止所述工业节水剂在长期使用过程中变质，而且所述艾叶挥发油是由植物中提取的天然杀菌防霉剂，具有广谱的抗菌效果，低毒、高效、环保。
本发明提供的第二技术方案是：一种如上所述PVP工业节水剂的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇总量的20％-40％与功能添加剂进行加热混合后，再加入剩余的乙二醇进行混合均匀，即得。
所述功能添加剂包括以下重量份组分：疏水剂3.0-15.0份、抗氧添加剂2.0-6.0份、杀菌防腐剂0.01-0.03份、杀菌防霉剂0.01-0.03份。
步骤1所述加热温度为40-60℃。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明提供的工业节水剂，利用所含疏水剂良好的疏水和成膜性能，少量使用即可在水面上形成一层分子薄膜，有效降低工业用水的挥发损失，节水效果显著；该工业节水剂性能稳定，氧化安定性和热稳定性好，饱和蒸汽压小，蒸发损失少，闪点高，所用功能添加剂无毒，使用安全环保；该工业节水剂同时可以起到杀菌防腐和除垢的效果；另外该工业节水剂使用方便，只要取所需量直接加入水中即可，无需对系统进行改造和停工停产，使用量少，投入费用低。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附表对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1-5的原料组成及配比如表1所示。
表1.实施例1-5的原料组成及配比
实施例1：
原料：100kg乙二醇和5.02kg功能添加剂(包括3.0kg疏水剂、2.0kg抗氧添加剂、0.01kg杀菌防腐剂和0.01kg杀菌防霉剂)。
制备步骤：取乙二醇20kg加入到混合釜中，加热到40-60℃；依次取疏水剂3.0kg、抗氧添加剂2.0kg、杀菌防腐剂0.01kg、杀菌防霉剂0.01kg加入到混合釜中，搅拌混合均匀；将剩余的80kg乙二醇加入到混合釜中，搅拌混合均匀，冷却后装桶，密封贮存，制得所述的工业节水剂。
实施例2：
原料：100kg乙二醇和8.04kg功能添加剂(包括5.0kg疏水剂、3.0kg抗氧添加剂、0.02kg杀菌防腐剂和0.02kg杀菌防霉剂)。
制备步骤：取乙二醇25kg加入到混合釜中，加热到40-60℃；依次取疏水剂5.0kg、抗氧添加剂3.0kg、杀菌防腐剂0.02kg、杀菌防霉剂0.02kg加入到混合釜中，搅拌混合均匀；将剩余的75kg乙二醇加入到混合釜中，搅拌混合均匀，冷却后装桶，密封贮存，制得所述的工业节水剂。
实施例3：
原料：100kg乙二醇和12.04kg功能添加剂(包括8.0kg疏水剂、4.0kg抗氧添加剂、0.02kg杀菌防腐剂和0.02kg杀菌防霉剂)。
制备步骤：取乙二醇30kg加入到混合釜中，加热到40-60℃；依次取疏水剂8.0kg、抗氧添加剂4.0kg、杀菌防腐剂0.02kg、杀菌防霉剂0.02kg加入到混合釜中，搅拌混合均匀；将剩余的70kg乙二醇加入到混合釜中，搅拌混合均匀，冷却后装桶，密封贮存，制得所述的工业节水剂。
实施例4：
原料：100kg乙二醇和15.04kg功能添加剂(包括10.0kg疏水剂、5.0kg抗氧添加剂、0.02kg杀菌防腐剂和0.02kg杀菌防霉剂)。
制备步骤：取乙二醇35kg加入到混合釜中，加热到40-60℃；依次取疏水剂10.0kg、抗氧添加剂5.0kg、杀菌防腐剂0.02kg、杀菌防霉剂0.02kg加入到混合釜中，搅拌混合均匀；将剩余的65kg乙二醇加入到混合釜中，搅拌混合均匀，冷却后装桶，密封贮存，制得所述的工业节水剂。
实施例5：
原料：100kg乙二醇和21.06kg功能添加剂(包括15.0kg疏水剂、6.0kg抗氧添加剂、0.03kg杀菌防腐剂和0.03kg杀菌防霉剂)。
制备步骤：取乙二醇40kg加入到混合釜中，加热到40-60℃；依次取疏水剂15.0kg、抗氧添加剂6.0kg、杀菌防腐剂0.03kg、杀菌防霉剂0.03kg加入到混合釜中，搅拌混合均匀；将剩余的60kg乙二醇加入到混合釜中，搅拌混合均匀，冷却后装桶，密封贮存，制得所述的工业节水剂。
以上实施例1-5中，优选的，所述疏水剂为PVP K30、所述抗氧添加剂为吗啉、所述杀菌防腐剂为月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐、所述杀菌防霉剂为艾叶挥发油。
以上实施例1-5得到的工业节水剂产品的相关性能数据如下表2：
表2.实施例1-5的工业节水剂的性能数据
工业节水剂产品的技术指标如下表3：
表3.工业节水剂产品的技术指标
| 项目 | 产品技术指标 |
| 外观 | 无色至浅黄色澄清液体 |
| 运动粘度(20℃)(mm<sup>2</sup>/s) | 20-80 |
| 密度(g/cm<sup>3</sup>) | ≤1.20 |
| 闪点(开口)(℃) | ≥100 |
| 倾点(℃) | ≤-4 |
| 蒸汽压(40℃，kPa) | ≤0.20 |
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表述了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种PVP工业节水剂，其特征在于，包括以下重量份组分：乙二醇100份，功能添加剂5.0-21.1份。
2.根据权利要求1所述PVP工业节水剂，其特征在于，所述功能添加剂包括以下重量份组分：疏水剂3.0-15.0份、抗氧添加剂2.0-6.0份、杀菌防腐剂0.01-0.03份、杀菌防霉剂0.01-0.03份。
3.根据权利要求2所述PVP工业节水剂，其特征在于，所述疏水剂为聚乙烯吡咯烷酮。
4.根据权利要求2所述PVP工业节水剂，其特征在于，所述抗氧添加剂为吗啉。
5.根据权利要求2所述PVP工业节水剂，其特征在于，所述杀菌防腐剂为月桂酰精氨酸乙酯盐酸盐。
6.根据权利要求2所述PVP工业节水剂，其特征在于，所述杀菌防霉剂为艾叶挥发油。
7.根据权利要求3所述PVP工业节水剂，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮为PVP K30。
8.一种如权利要求1所述PVP工业节水剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将乙二醇总量的20％-40％与功能添加剂进行加热混合后，再加入剩余的乙二醇进行混合均匀，即得。
9.根据权利要求8所述PVP工业节水剂的制备方法，其特征在于，所述功能添加剂包括以下重量份组分：疏水剂3.0-15.0份、抗氧添加剂2.0-6.0份、杀菌防腐剂0.01-0.03份、杀菌防霉剂0.01-0.03份。
10.根据权利要求8所述PVP工业节水剂的制备方法，其特征在于，步骤1所述加热温度为40-60℃。
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