CN111573856A - 一种绿色环保缓蚀阻垢剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种绿色环保缓蚀阻垢剂，本发明将无磷阻垢剂中的聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸中的任意一种或者多种溶解在部分纯水中得到混合溶液，然后在往混合溶液中依次加入缓蚀剂钼酸纳或\和苯并三氮唑、木质素磺酸钠、剩余纯水，获得绿色环保缓蚀阻垢剂。本发明的绿色环保阻垢剂中的缓蚀阻垢剂为无磷阻垢剂，避免传统的含磷产品使水域菌藻繁殖而引起“赤潮”公害的问题，有效的保护了环境，为人类造福。此外，本发明中的缓蚀剂钼酸钠和苯并三氮唑对黑色及有色金属强烈缓蚀，避免金属在微酸性体系中腐蚀。

Description

一种绿色环保缓蚀阻垢剂
技术领域
本发明涉及水处理的缓蚀阻垢剂，具体的涉及一种绿色环保缓蚀阻垢剂。
背景技术
我国水资源总量居世界第6位，但人均占有量仅为世界人均的四分之一，排世界第88位，属缺水国家。并且有限的水资源分布也很不均匀，81％分布在长江流域及以南地区，许多城市处于严重缺水状态，全国467个城市中，缺水城市就有300个，严重缺水的有50个，每年因缺水造成的经济损失达2000亿元。我国一方面水资源紧张，另一方面却又在大量浪费宝贵的水资源，我国城市工业用水重复利用率平均只有30％，每万元工业生产值取水量平均高达500m3水，与发达国家相比有很大差距。随着水资源供需矛盾日益尖锐，各企业将要面对高昂的水费和排污费，如何提高水处理技术水平，节约用水，提高工业用水重复利用率，减少排污，不仅是″功在千秋，利在当代″的举措，也是关系到企业自身生存和发展的大事。
近年来有机缓蚀剂的发展极为迅速，目前，国内外循环冷却水处理常用的缓蚀阻垢剂几乎全是磷系水处理剂复合配方，但是由于磷系水处理剂富营养化作用易使排放水域菌藻繁殖而引起“赤潮”公害。随着全球环境保护和安全意识的进一步的提高，许多国家和地区都陆续采取了禁磷和限磷的措施。因此低磷、无磷的缓蚀阻垢剂已成为国内外水处理剂的发展方向，我们为了顺应这一趋势，经过大量的实验研究出了绿色环保无磷缓蚀阻垢剂。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种绿色环保缓蚀阻垢剂。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种绿色环保缓蚀阻垢剂，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure BDA0002515705730000011
Figure BDA0002515705730000021
优选地，所述无磷阻垢剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸中的任意一种或多种。
优选地，当所述无磷阻垢剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸三种时，所述聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸之间的质量比为(7-11)：(5-9)：(1-3)。
优选地，所述缓蚀剂为钼酸纳或\和苯并三氮唑。
优选地，当所述缓蚀剂为钼酸钠和苯并三氮唑时，所述钼酸钠与苯并三氮唑的质量比为(2-4)：(0.5-1)。
优选地，所述的分散剂为木质素磺酸钠。
优选地，所述溶剂为纯水。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明的缓蚀阻垢剂为无磷阻垢剂，避免传统的含磷产品使水域菌藻繁殖而引起“赤潮”公害的问题，有效的保护了环境，为人类造福。
(2)本发明配方中的缓蚀剂选用了具有对黑色及有色金属强烈缓蚀的钼酸钠及苯并三氮唑，钼酸盐具有很强的氧化性，能使金属在微酸性体系中不受腐蚀。究其原因是一方面由于钼酸钠与阳极金属形成钼氧化物钝化膜，另一方面由于苯并三氮唑与金属原子形成共价键和配位键，在金属表面形成一层链状聚合物的保护。当缓蚀剂是钼酸钠和苯并三氮唑混合使用时，二者相互配合，从而提高本发明制备的绿色环保阻垢剂对金属的缓蚀效果，延长金属管件的使用寿命。
(3)本发明的环保缓蚀阻垢剂中同时含有聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸物质时，由于聚天冬氨酸可以与水中的钙、镁、铜、铁等多价金属离子发生螯合反应，形成螯合物，从而改变了钙盐晶体的结构，降低了钙盐形成的垢体在金属管道上的附着力。本发明中的聚环氧琥珀酸能够封锁与聚天冬氨酸螯合的钙、镁、铜、铁等多价金属离子，从而抑制金属离子与阴离子的结合，抑制管道上垢体的长大，从而得到体积小且与金属管道附着力小的垢体。而本发明中的聚丙烯酸具有很强的分散性，使得附着在金属管道上的体积小且与金属管道附着力小的垢体在水中分散开来，解决了金属管道上结垢的问题。聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸三者之间行车了协同效用。此外，在实践过程中发现，当聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸之间的质量比为(7-11)：(5-9)：(1-3)时，聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸之间的协同效应产生的缓蚀阻垢效果最好。
(4)本发明配方中的分散剂选用了木质素磺酸钠能很好的分散水垢，本品能和促进无磷阻垢剂的分散性能，防止其再沉积。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进一步进行清楚、完整地描述，其中，本发明实施例所用原材料均为市售。
实施例1
一种绿色环保缓蚀阻垢剂，包括以下组份：
Figure BDA0002515705730000031
本实施例中的绿色环保缓蚀阻垢剂的制备方法如下：
首先将聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸先溶解到50kg纯化水中并充分搅拌得到混合溶液，然后在搅拌的情况下往混合溶液中依次加入钼酸钠、苯并三氮唑、木质素磺酸钠、纯水27.8kg，完全溶解后获得绿色环保缓蚀阻垢剂。
实施例2
一种绿色环保缓蚀阻垢剂，包括以下组份：
Figure BDA0002515705730000041
本实施例中的绿色环保缓蚀阻垢剂的制备方法如下：
首先将聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸先溶解到50kg纯化水中并充分搅拌得到混合溶液，然后在搅拌的情况下往混合溶液中依次加入钼酸钠、木质素磺酸钠、纯水27.5kg，完全溶解后获得绿色环保缓蚀阻垢剂。
实施例3
一种绿色环保缓蚀阻垢剂，包括以下组份：
Figure BDA0002515705730000042
本实施例中的绿色环保缓蚀阻垢剂的制备方法如下：
首先将聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸先溶解到50kg纯化水中并充分搅拌得到混合溶液，然后在搅拌的情况下往混合溶液中依次加入钼酸钠、苯并三氮唑、木质素磺酸钠、纯水27.8kg，完全溶解后获得绿色环保缓蚀阻垢剂。
实施例4
一种绿色环保缓蚀阻垢剂，包括以下组份：
Figure BDA0002515705730000051
本实施例中的绿色环保缓蚀阻垢剂的制备方法如下：
首先将聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸先溶解到50kg纯化水中并充分搅拌得到混合溶液，然后在搅拌的情况下往混合溶液中依次加入钼酸钠、苯并三氮唑、木质素磺酸钠、纯水27kg，完全溶解后获得绿色环保缓蚀阻垢剂。
缓蚀阻垢的阻垢性能和缓蚀性能测试分析：
将实施例3制备的缓蚀阻垢剂根据碳酸钙沉积法GB/T 16632-2008《水处理剂阻垢性能的测定-碳酸钙沉积法》进行阻垢性能测试，具体如表1所示。从表1中可以看出当缓蚀阻垢剂在水中的浓度为20mg/L时，阻垢率就可以达到98.77％。
将实施例3制备的缓蚀阻垢剂根据旋转挂片法GB/T18175-2014进行缓蚀性能测试，如表2所示，从表2的试验数据可知实例3制备的缓蚀阻垢剂具有很好的阻垢缓蚀作用，药剂浓度仅为20mg/L时，其缓蚀效果能够达到GB/50050-95中有关规定。
冷却水动态模拟测试:
将实施例3制备的缓蚀阻垢剂进行连续17天的冷却水动态模拟测试，测试条件如表3所示，测试结果如表4所示，并同时分别对第7日、第10日、第13日、第16日、第17日水中的铁离子进行测试，结果如表5所示。从表4中可以看出加入实施例3制备的缓蚀阻垢剂的水的浓缩倍率均在6.0-6.4之间；从表5中看出冷却水铁离子含量都小于1.0mg/L，不锈钢试片平均腐蚀速率0.00027mm/a，铜试片平均腐蚀速率为0.0011mm/a，碳钢平均腐蚀速率为0.032mm/a，全铁、不锈钢、铜片、碳钢均满足GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范标准及技术规范书要求。
表1实施例3制备的缓蚀阻垢剂的阻垢测试表
Figure BDA0002515705730000061
表2实施例3制备的缓蚀阻垢剂的缓蚀性能测试表
Figure BDA0002515705730000062
表3冷却水动态模拟测试条件
Figure BDA0002515705730000063
Figure BDA0002515705730000071
表4动态模拟测试结果
Figure BDA0002515705730000072
Figure BDA0002515705730000081
表5不同材料在水中铁离子含量的测试
项目 结果
第7日全铁(mg/L) 0.013
第10日全铁(mg/L) 0.022
第13日全铁(mg/L) 0.031
第16日全铁(mg/L) 0.037
第17日全铁(mg/L) 0.042
1#不锈钢试片，腐蚀速率(mm/a) 0.00025
2#不锈钢试片，腐蚀速率(mm/a) 0.00029
1#铜试片，腐蚀速率(mm/a) 0.0012
2#铜试片，腐蚀速率(mm/a) 0.0011
1#碳钢试片，腐蚀速率(mm/a) 0.027
2#碳钢试片，腐蚀速率(mm/a) 0.034
综上所述，本发明解决现有技术中的技术缺陷。本发明选用聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸无磷阻垢剂，解决了传统的含磷产品使水域菌藻繁殖而引起“赤潮”公害的问题，有效的保护了环境；同时，本发明选用对黑色及有色金属强烈缓蚀的钼酸钠和苯并三氮唑作为缓蚀剂，避免金属在微酸性体系中腐蚀，延长金属管的实用寿命。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：
Figure FDA0002515705720000011
2.根据权利要求1所述的一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述无磷阻垢剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸中的任意一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，当所述无磷阻垢剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸三种时，所述聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸之间的质量比为(7-11)：(5-9)：(1-3)。
4.根据权利要求3所述的一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述缓蚀剂为钼酸纳或\和苯并三氮唑。
5.根据权利要求4所述的一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，当所述缓蚀剂为钼酸钠和苯并三氮唑时，所述钼酸钠与苯并三氮唑的质量比为(2-4)：(0.5-1)。
6.根据权利要求5所述的一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的分散剂为木质素磺酸钠。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种绿色环保缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述溶剂为纯水。
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