[发明专利]一种高性能含镀锌材质在密闭式高温热水系统的复合缓蚀阻垢剂及其制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学工程水处理药剂，具体涉及一种高温热水系统中使用的缓蚀阻垢剂，特别是涉及一种镀锌管材质在密闭式高温热水系统中使用的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法与应用。

背景技术

随着工业技术的飞速发展，腐蚀和结垢问题越来越来严重，不但会增加生产成本，严重的会影响设备的正常运转，影响正常生产的进行，给企业和国民经济带来巨大的损失。在工业水处理领域，工业用水管道容易产生腐蚀，腐蚀产物易引起水质的恶化，造成管道的堵塞，影响企业的生产；在热交换器等部位，容易产生结垢，除了造成堵塞问题而影响生产外，还增加了能耗。人们通过各种方法解决管道的腐蚀和结垢问题，总体归纳起来有两种思路：一种思路就是在水体中投加化学试剂来减缓管道的腐蚀和水中碳酸钙类沉积物的析出，目前在这一领域颇为成熟，化学试剂的主体以有机膦酸盐和羧酸类聚合物为主；另一种思路就是改善管道材质的性质，使其能够抗腐蚀，目前较为成熟的技术就是使用电镀技术，利用电化学原理，保护管道的金属材质免受腐蚀。

碳钢管道是较常见也是使用频率最高的一种管道，人们为了使碳钢管道免受腐蚀，常常采取在碳钢管道的表面镀上镀锌层。不过，锌是比较活泼的两性金属，在水溶液中也容易受腐蚀，在常温下，其腐蚀相对较慢，一定程度上对碳钢起到了保护作用；然而，随着水温的增加，锌的腐蚀速率呈几何级数增加，它不但自身快速腐蚀，而且形成的腐蚀产物覆盖在碳钢表面，促进了碳钢的垢下腐蚀；镀锌层的腐蚀并不是那种均匀腐蚀，若其腐蚀速率不给予控制，在各种复杂的环境影响下，势必会引起碳钢的局部腐蚀，局部腐蚀的危害极大，最终可能会导致管道穿孔影响设备的正常运行。

目前关于锌的缓蚀剂研究还比较少，市场上也没有专门针对锌缓蚀的产品。常规的有机膦水处理剂由于对锌有较强的络合能力，因此不但不能对锌起缓蚀作用，有的反而还促进锌的腐蚀。笔者通过大量实验筛选发现，一些含氮杂环类的化合物不仅在常温下对镀锌层有较明显的缓蚀作用，而且在温度比较高的环境下其对镀锌层的保护性能也非常优越。通过大量实验结合相关资料，初步认为其作用机理由于含氮杂环化合物有较强的吸附性能，在镀锌层表面产生了物理和化学吸附，形成了一层保护层，减缓了锌的腐蚀进程。经过深入研究和探讨，最终成功筛选出一种适合于镀锌材质在高温热水条件下的复合缓蚀阻垢剂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，为镀锌材质在密闭式高温热水条件下提供一种性能优异的复合缓蚀阻垢剂，以节约生产成本，节约用水，保护环境。

本发明的另一个目的是提供上述高温镀锌复合缓蚀阻垢剂的投加方案。

本发明的再一个目的是提供上述高温镀锌复合缓蚀阻垢剂的用途。

本发明的高温镀锌复合缓蚀阻垢剂，包括有A剂和B剂；其中：

A剂为液态混合物溶液，由钨酸盐、有机膦羧酸、磺酸盐共聚物和水组成，各组分所占重量百分比分别为：

钨酸盐2％-20％，

有机膦羧酸0.25％-10％，

磺酸盐共聚物0.25％-10％，

其余为水；

B剂为固态粉末状混合物，包括含氮杂环化合物、硼酸盐和除氧剂，各组分所占重量百分比分别为：

含氮杂环化合物5％-50％，

硼酸盐5％-50％，

除氧剂2％-50％。

较佳地，上述高温镀锌复合缓蚀阻垢剂中，所述A剂和B剂使用时的重量比为1∶1-5。

较佳地，所述钨酸盐选自钨酸钠和钨酸铵。

较佳地，所述有机膦羧酸选自膦酰基丁烷三羧酸、羟基磷酰基乙酸或膦酰基羧酸共聚物(POCA)。

较佳地，所述磺酸盐共聚物选自磺酸盐的三元、四元或多元共聚物。例如：丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物(TH613)或丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物(TH241)。

较佳地，所述含氮杂环化合物选自咪唑、吡咯、噻唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和嘧啶。

较佳地，所述硼酸盐选自偏硼酸盐、四硼酸盐和多硼酸盐等，例如：四硼酸钠和偏硼酸钠。

较佳地，所述除氧剂选自亚硫酸氢钠和亚硫酸钠。

本发明的高温镀锌复合缓蚀阻垢剂所采用的上述原料均是市售原料。

进一步的，本发明的高温镀锌复合缓蚀阻垢剂中的A剂和B剂，优选由以下重量百分含量的组分组成：

A剂：

钨酸盐2％-15％，

有机膦羧酸0.25％-10％，