CN117303607A - 一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂及其制备方法，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：乙烯基吡咯烷酮‑丙烯酰胺共聚物35‑55份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸15‑25份、二甲基二硫代氨基甲酸钠5‑15份、辛基酚聚氧乙烯醚5‑15份、改性聚羧酸5‑10份、增溶剂1‑5份。在装有去离子水，且接有回流冷凝管的反应釜中，加入所需量的乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺溶解，在通入氮气的情况下加热到70℃，并在搅拌下加入乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.2wt％的偶氮二异丁腈，反应3小时后冷却出料即得。本发明，具有高效、环保等特性，其制备组分中没有采用任何含磷的物质，不会对水质造成二次伤害，具有较高的社会使用价值和应用前景。

Description

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂及其制备方法

【技术领域】

本发明涉及工业循环水技术领域，尤其涉及一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂及其制备方法。

【背景技术】

随着我国经济高速发展和人口的急剧增加，水资源短缺已成为制约我国经济建设和发展的重要因素，在我国工业用水中80％是循环冷却用水，节约工业循环冷却水是合理利用水资源的主要方法，提高工业循环冷却水的浓缩倍数是降低循环冷却水用水量和减少排污的最好方式。

工业冷却水在循环使用过程中，会出现不同程度的无机盐沉积附着、腐蚀金属及细菌藻类微生物滋生等危害，导致换热设备换热效率降低、管道堵塞、系统腐蚀等严重后果，循环冷却水在反复使用后容易产生无机钙垢，例如：碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等。这些钙垢附着于管道内部表面，将大大降低循环冷却水的冷却效率，给工业生产带来极大的不利。

根据循环冷却水系统特点和水质性质采用合理的缓蚀阻垢药剂和杀菌灭藻药剂可以降低系统内金属材质的腐蚀、结垢及微生物滋生造成的危害，避免换热效率的下降和延长系统的使用寿命。提高工业循环冷却水的浓缩倍数特别是把浓缩倍数提高到6倍以上(高浓缩倍数)时，会大大降低工业循环冷却水的用水量，但是随着浓缩倍数的提高，加上因为环境水污染原因导致补充水质的恶化，循环冷却水和缓蚀阻垢药剂在系统中停留时间会变长，各种无机物、有机物物质的浓缩成倍增加、悬浮物也会增多，缓蚀阻垢药剂在系统内的停留时间变长，会因为自身降解、被氧化性杀菌灭藻剂氧化和有机悬浮物的吸附导致在循环水中实际有效浓度下降，降低了缓蚀阻垢剂的缓蚀和阻垢的效果，会危害循环水系统的安全运行，所以需要开发出长效新型缓蚀阻垢剂，保证循环冷却水系统安全经济的运行。

为了减少这些无机盐沉积附着，在循环冷却水中投加阻垢剂及缓蚀剂是最常用且高效的方法。目前，国内应用于工业上的循环冷却水系统的阻垢剂中含磷的阻垢剂占据了一半，但由于含磷的阻垢剂容易引起水体的富营养化以及赤潮危害。所以，目前阻垢剂的研究与开发正朝着环保、绿色、高效、低毒、无公害的方向发展。

中国专利CN101352655公开的反渗透膜阻垢剂各组分按重量百分比为：有机膦酸25～50％，磺酸盐共聚物20～40％，pH值调节剂5～15％，其余为去离子水。该阻垢剂能有效控制硅垢和钙垢。

中国专利CN1864826发明的反渗透膜阻垢剂各组分的重量百分比为：有机膦酸化合物5～20％，木质素0.5～1％，聚马来酸或酐0.5～3％，膦羧酸5～20％，其余为水。

中国专利公开号CN1837101A公开的复合阻垢剂各组分的重量百分比为：2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸28～38％，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10～15％，氯化锌10～15％，苯骈三氮唑1～2％，其余为水。

中国专利CN102838215A公开了由聚环氧琥珀酸、乙二胺四甲叉膦酸、衣康酸-马来酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯聚合物和树状聚酰胺-胺组成的复合阻垢剂。该阻垢剂各组分的重量百分比为：聚环氧琥珀酸22～32％，乙二胺四甲叉磷酸10～18％，衣康酸-马来酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯聚合物35～50％，树状聚酰胺-胺10～18％，其余为水。实践证明这些传统的有机膦阻垢剂和阴离子聚合物阻垢分散剂对于无定型的SiO 2垢沉淀，碳酸钙垢，硫酸钙垢等不能同时起到很好的阻垢效果。另外，这些传统的有机膦阻垢剂含磷，对环境不友好。

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有技术及缺失予以研究改良，提供一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂及其制备方法，以期达到更具有实用价值的目的。

【发明内容】

为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物35-55份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸15-25份、二甲基二硫代氨基甲酸钠5-15份、辛基酚聚氧乙烯醚5-15份、改性聚羧酸5-10份、增溶剂1-5份。

所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括如下步骤：

在装有去离子水，且接有回流冷凝管的反应釜中，加入所需量的乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺溶解，在通入氮气的情况下加热到70℃，并在搅拌下加入乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.2wt％的偶氮二异丁腈，反应3小时后冷却出料即得。

采用上述组分制备得到的反渗透阻垢剂具有高效的阻垢性能而且在酸性或碱性环境、高温低温等条件下依然能够保持上述效果。申请人推测其可能的原因是，烯丙基磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚等组分活化聚环氧琥珀酸钠、丙烯酸类共聚物，以及水中的无机粒子，使上述组分与无机粒子发生充分的接触和发生物理吸附作用，避免无机离子之间絮凝团聚。

磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸(SMA/PESA)是一种优异的多功能无磷阻垢剂，与PESA相比，阻垢性能明显提高，具有良好的复配协同效应,结构中含有羧基、醚基、胺基、羟基、磺酸基等多种亲水性基团，它不仅可有效地提高化合物溶解性，还可在金属表面形成配位化合物而发生化学吸附，从而对其阻垢性能起到增强作用，多种官能团的协同效应使其阻垢性能大幅提高。

改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1-1.5:1.1-1.3:2-2.3混合而成；

所述改性聚天冬氨酸采用如下方法制备：按照重量份数，取1-5份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；称取0.5-1份L-异亮氨酸和1-1.5份氨基磺酸，将其溶于25-55份NaOH溶液中，得到溶液；将溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1000-1500份无水乙醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

所述增溶剂为硫酸烷基钠、烷基醚硫酸钠、烷基氨基乙酸甜菜碱、烷基酰胺乙酸甜菜碱、咪唑甜菜碱中的任一种或几种的混合物；可增加缓蚀剂的溶解性，提高缓蚀阻垢剂的稳定性，避免出现分层或析出。

此外，二甲基二硫代氨基甲酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸、乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物等组分之间的协同作用之下，促进上述组分的电离，加速其生成带有正负电荷的分子链，再其与钙离子、铁离子、镁离子、硫酸根等无机离子之间通过静电力作用下形成可溶于水的络合物或螯合物，避免无机离子之间的团聚，从而使无机盐溶解度增加，提高其阻垢效果。

此外，由于乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物在其制备单体、制备方法等要素的限定下制备得到特殊分子链结构的聚合物，在其分子链中的羧基、酰胺基、氨乙基、吡咯等极性基团的作用下，该阻垢剂组分进入到无机微粒形成的晶核或微晶晶格内部，占据了一定位置，而且上述共聚物大而无规的分子链结构阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长，减慢了晶体的增长速率。而且由于晶核规整度被破坏，导致晶粒的生长方向也发生改变，造成晶粒的规整度大大降低，促进其溶解，从而减少了盐垢的形成。同时由于上述组分吸附在无机盐的微晶上，使微粒间斥力增加，阻碍它们的聚结，使它们处于良好的分散状态，从而进一步防止或减少垢物的形成。

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.1-2.5进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的环保型缓蚀阻垢剂与现有的阻垢剂相比具有高效、环保等特性，其制备组分中没有采用任何含磷的物质，不会对水质造成二次伤害，而且在多个组分之间的协同作用之下，能够互相促进反渗透阻垢剂的综合性能，在使用量很少的情况下就能对高浓度钙离子、镁离子、铁离子、硫酸根等成垢微粒进行分散和阻止聚集絮凝。

2、本发明提供的缓蚀阻垢剂的使用范围广，可以在pH为5～10以及温度在25～100℃的环境下依然发挥很好的阻垢效果，其次，本发明提供的缓蚀阻垢剂具有优异的抑菌效果，能够抑制灭杀污水中的微生物，避免其大量滋生污染水质。具有一定程度的缓蚀效果，在高温和低温依然能够保持，且使用范围和使用环境广泛，不会对水质产生二次污染。

3、本发明中乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物在聚环氧琥珀酸钠等组分之间的协同作用下，通过其分子链上的活性基团与钙离子、铁离子等无机离子发生络合或螯合，提高微粒的增溶性，并在不同链段上的活性基团之间的相互作用之下与无机离子络合形成特定的空腔结构，增强与无机微粒之间的络合能力，避免络合结构在高温或低温条件下被破坏，释放出金属离子从而失去阻垢能力。此外，在共聚物与其他组分之间的协同作用之下包覆水中的金属离子或微粒，钝化减弱其与电子的结合力，减慢对金属部件的腐蚀速率。

4、本发明制备的缓蚀阻垢剂，适用于锅炉水的处理，对锅炉内部无腐蚀，提高锅炉水临界含盐量，降低排污量；有效抑制垢的生成，防止炉管结垢问题的产生；能有效消除泡沫，减少锅炉水气沫夹带现象；提高换热效果，节省能源，减少沉积物产生和酸洗；对铁、硅有良好的分散性能，控制铁、硅沉积物的产生，不易结垢。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如无特别说明，本发明使用的原料均来源于市场购买的常规产品。其中磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸采用[1]张云,and周钰明."磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸的合成及阻垢性能研究."(2008).提供的方法进行制备。

二甲基二硫代氨基甲酸钠采购于阿拉丁，CAS编号：128-04-1；

辛基酚聚氧乙烯醚采购于阿里巴巴，广东南辉新材料有限公司，产品型号：OP-4；

偶氮二异丁腈采购于阿拉丁，CAS编号：13472-08-7。

实施例1

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物35份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸15份、二甲基二硫代氨基甲酸钠5份、辛基酚聚氧乙烯醚5份、改性聚羧酸5份、增溶剂1份。

所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

S1、在配置有冷凝回流管的反应釜中加入去离子水；

S2、在反应釜中加入所需乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺充分溶解，在通入氮气的情况下加热到70-75℃；

S3、并在搅拌下加入引发剂偶氮二异丁腈，反应3小时后冷却出料即得乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

所述偶氮二异丁腈用量为乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.3wt％。

所述改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1:1.1:2混合而成。

所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份数，取1份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；

S2、称取0.5份L-异亮氨酸和1份氨基磺酸，将其溶于25份NaOH溶液中，得到溶液；

S3、将S2中溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1000份甲醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

所述增溶剂为硫酸烷基钠。

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.1进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本实施例制备得到的应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，进行常温下实验。结果如下：碳钢腐蚀速率0.023mm/a，不锈钢腐蚀速率未检出，黄铜腐蚀速率0.001mm/a。

实施例2

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物40份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸17份、二甲基二硫代氨基甲酸钠7份、辛基酚聚氧乙烯醚7份、改性聚羧酸8份、增溶剂2份。

所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

S1、在配置有冷凝回流管的反应釜中加入去离子水；

S2、在反应釜中加入所需乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺充分溶解，在通入氮气的情况下加热到70-75℃；

S3、并在搅拌下加入引发剂，反应3小时后冷却出料即得乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

所述引发剂为油溶性的偶氮二异丁腈。

所述偶氮二异丁腈用量为乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.4wt％。

所述改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1.1:1.2:2混合而成。

所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份数，取2份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；

S2、称取0.6份L-异亮氨酸和1.2份氨基磺酸，将其溶于30份NaOH溶液中，得到溶液；

S3、将S2中溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1100份甲醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

所述增溶剂为硫酸烷基钠和咪唑甜菜碱混合物。

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.2进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本实施例制备得到的应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，实验温度在实施例1的基础上提升至50℃。结果如下：碳钢腐蚀速率0.025mm/a，不锈钢腐蚀速率0.001mm/a，黄铜腐蚀速率0.001mm/a。

实施例3

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物45份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸20份、二甲基二硫代氨基甲酸钠10份、辛基酚聚氧乙烯醚10份、改性聚羧酸7份、增溶剂3份。

所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

S1、在配置有冷凝回流管的反应釜中加入去离子水；

S2、在反应釜中加入所需乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺充分溶解，在通入氮气的情况下加热到70-75℃；

S3、并在搅拌下加入引发剂，反应3小时后冷却出料即得乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

所述引发剂为油溶性的偶氮二异丁腈。

所述偶氮二异丁腈用量为乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.4wt％。

所述改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1.2：1.3：2.1混合而成。

所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份数，取3份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；

S2、称取0.7份L-异亮氨酸和1.3份氨基磺酸，将其溶于40份NaOH溶液中，得到溶液；

S3、将S2中溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1250份甲醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

所述增溶剂为烷基醚硫酸钠。

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.3进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本实施例制备得到的应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，实验温度在实施例1的基础上提升至70℃。结果如下：碳钢腐蚀速率0.021mm/a，不锈钢腐蚀速率未检出，黄铜腐蚀速率0.002mm/a。

实施例4

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物50份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸22份、二甲基二硫代氨基甲酸钠12份、辛基酚聚氧乙烯醚12份、改性聚羧酸8份、增溶剂4份。

所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

S1、在配置有冷凝回流管的反应釜中加入去离子水；

S2、在反应釜中加入所需乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺充分溶解，在通入氮气的情况下加热到70-75℃；

S3、并在搅拌下加入引发剂，反应3小时后冷却出料即得乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

所述引发剂为油溶性的偶氮二异丁腈。

所述偶氮二异丁腈用量为乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.5wt％。

所述改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1.5：1.2：2.1混合而成。

所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份数，取4份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；

S2、称取0.8份L-异亮氨酸和1.5份氨基磺酸，将其溶于50份NaOH溶液中，得到溶液；

S3、将S2中溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1400份甲醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

所述增溶剂为硫酸烷基钠和烷基氨基乙酸甜菜碱混合物。

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.4进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本实施例制备得到的应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，实验温度在实施例1的基础上提升至85℃。结果如下：碳钢腐蚀速率0.023mm/a，不锈钢腐蚀速率0.002mm/a，黄铜腐蚀速率0.001mm/a。

实施例5

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物55份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸25份、二甲基二硫代氨基甲酸钠15份、辛基酚聚氧乙烯醚15份、改性聚羧酸10份、增溶剂5份。

所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

S1、在配置有冷凝回流管的反应釜中加入去离子水；

S2、在反应釜中加入所需乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺充分溶解，在通入氮气的情况下加热到70-75℃；

S3、并在搅拌下加入引发剂，反应3小时后冷却出料即得乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

所述引发剂为油溶性的偶氮二异丁腈。

所述偶氮二异丁腈用量为乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.5wt％。

所述改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1.5:1.3:2.3混合而成。

所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份数，取5份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；

S2、称取1份L-异亮氨酸和1.5份氨基磺酸，将其溶于55份NaOH溶液中，得到溶液；

S3、将S2中溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1500份甲醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

所述增溶剂为烷基氨基乙酸甜菜碱和烷基酰胺乙酸甜菜碱混合物。

一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.5进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本实施例制备得到的应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，实验温度在实施例1的基础上提升至100℃。结果如下：碳钢腐蚀速率0.021mm/a，不锈钢腐蚀速率0.001mm/a，黄铜腐蚀速率0.001mm/a。

对比例1

本对比例与实施例1的区别在于：所述缓蚀阻垢剂的原材料制备中不添加乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本对比例制备得到的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，进行常温下实验。结果如下：碳钢腐蚀速率0.082mm/a，不锈钢腐蚀速率0.012mm/a，黄铜腐蚀速率0.008mm/a。

对比例2

本对比例与实施例1的区别在于：所述缓蚀阻垢剂的原材料制备中不添加改性聚羧酸。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本对比例制备得到的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，进行常温下实验。结果如下：碳钢腐蚀速率0.085mm/a，不锈钢腐蚀速率0.015mm/a，黄铜腐蚀速率0.011mm/a。

对比例3

本对比例与实施例1的区别在于：所述缓蚀阻垢剂的原材料制备中不添加增溶剂。

参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175-2014)，对本对比例制备得到的缓蚀阻垢剂进行缓蚀性能的测定：试验挂片用A3碳钢、304不锈钢Ⅰ型标准腐蚀挂片和黄铜Ⅰ型标准腐蚀挂片，每种材料各取3片，结果取平均值，进行常温下实验。结果如下：碳钢腐蚀速率0.083mm/a，不锈钢腐蚀速率0.012mm/a，黄铜腐蚀速率0.009mm/a。

综上所述，本发明制备的缓蚀阻垢剂应用于工业循环水中，碳钢、不锈钢和铜的腐蚀速率均低于国家标准(碳钢≤0.075mm/a，不锈钢≤0.005mm/a，铜≤0.005mm/a)，满足《工业循环冷却水处理设计规范》(GB 50050-2007)标准要求。

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 (8)

1.一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述缓蚀阻垢剂由以下重量份的原材料制作而成：

乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物35-55份、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸15-25份、二甲基二硫代氨基甲酸钠5-15份、辛基酚聚氧乙烯醚5-15份、改性聚羧酸5-10份、增溶剂1-5份。

2.根据权利要求1所述的一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物的制备方法包括以下步骤：

S1、在配置有冷凝回流管的反应釜中加入去离子水；

S2、在反应釜中加入所需乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺充分溶解，在通入氮气的情况下加热到70-75℃；

S3、并在搅拌下加入引发剂，反应3小时后冷却出料即得乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物。

3.根据权利要求2所述的一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述引发剂为油溶性的偶氮二异丁腈。

4.根据权利要求3所述的一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述偶氮二异丁腈用量为乙烯基吡咯烷酮和丙烯酰胺总质量的0.3-0.5wt％。

5.根据权利要求1所述的一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述改性聚羧酸是由改性聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚马来酸按照质量比1-1.5:1.1-1.3:2-2.3混合而成。

6.根据权利要求5所述的一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述改性聚天冬氨酸的制备方法包括以下步骤：

S1、按照重量份数，取1-5份聚琥珀酰亚胺溶于水中，将悬浮液放入45-50℃的水浴锅中加热搅拌，得到悬浮液；

S2、称取0.5-1份L-异亮氨酸和1-1.5份氨基磺酸，将其溶于25-55份NaOH溶液中，得到溶液；

S3、将S2中溶液缓慢加入到悬浮液中，在1.5-2h内滴加完成；随后在碱性条件下反应1-3h；反应结束后调节溶液pH＝7，加入1000-1500份甲醇，充分搅拌，得到絮状物，最后用抽滤机过滤，所得固体在45-55℃条件下干燥至恒重，即得成品。

7.根据权利要求1所述的一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述增溶剂为硫酸烷基钠、咪唑甜菜碱、烷基醚硫酸钠、烷基氨基乙酸甜菜碱、烷基酰胺乙酸甜菜碱中的任一种或几种的混合物。

8.一种应用于工业循环水的缓蚀阻垢剂的制备方法，制备如权利要求1-7任意一项所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于，还包括以下步骤：

S1、将乙烯基吡咯烷酮-丙烯酰胺共聚物、磺酸甲胺基聚环氧琥珀酸按照质量比为1.1:2.1-2.5进行混合；

S2、将S1中得到的混合物加热至75-90℃，2-3h内匀速滴加辛基酚聚氧乙烯醚，超声处理30-50min；

S3、然后升温至95-100℃，加入改性聚羧酸和二甲基二硫代氨基甲酸钠，回流2-2.5h，最后加入增溶剂搅拌混合均匀，再降温到50-60℃，滤液降温至室温，即为缓蚀阻垢剂。