[发明专利]一种用于工业冷却水系统的无磷缓蚀阻垢剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无磷缓蚀阻垢及制备方法，尤其是一种适合工业循环冷却水处理系统的无磷、可生物降解的环保型缓蚀阻垢剂及制备方法和应用。

背景技术

在工业循环冷却水系统中，主要存在结垢、腐蚀和微生物危害三方面问题。防止系统结垢和腐蚀最方便有效的方法是在循环水中投加缓蚀阻垢剂。目前国内常用于循环冷却水处理的配方多为膦系配方。含膦化合物对水体的污染及导致的富营养化问题使人们逐渐认识到控制其排放的重要性，许多国家的环保部门已经出台了相应的法规来限制含磷化合物的排放。因此，开发低磷或无磷、生物降解性能好的缓蚀阻垢剂成为21世纪水处理剂发展的重点和难点。

随着水资源的日益紧张、环保要求的不断提高，利用城市中水作为循环冷却水成为当前的一大热点。并且，由于工业排放，循环冷却水的水源受到较大的污染，很多的循环冷却水前处理不彻底或没有进行前处理，水体浊度、有机物含量较高。无论是利用城市中水或是采用受污染水源作为循环冷却，都面临水体状况恶劣，腐蚀、结垢倾向严重，微生物繁殖较一般水源严重的问题。在这种情况下，循环冷却水新型缓蚀阻垢剂的研制及使用就成为当务之急。

由于柠檬酸在金属表面较好的吸附性能以及和其他许多金属离子具有较强的配位作用，而被广泛应用于对金属材料的保护中。李茂东(李茂东。钼酸盐对铝缓蚀性能的研究[J]。材料保护，1998，31(11)：29-31。)认为，柠檬酸与钼酸盐对铝有协同缓蚀效果，该复合缓蚀剂还可用于钢和铝共用的场合。付占达(付占达，芮玉兰，梁英华，等。海水中紫铜缓蚀剂的缓蚀性能及表面分析[J]。腐蚀与防护，2008，29(8)：445-447，484。)等研究了海水中柠檬酸和苯并三氮唑(BTA)对紫铜的缓蚀性能。柠檬酸及其盐作为金属防护膜处理液添加剂的应用还较少。柠檬酸与其他缓蚀剂的缓蚀协同性应作为柠檬酸型缓蚀剂开发的研究重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种简单、实用、环保的用于工业冷却水系统的无磷缓蚀阻垢剂及制备方法和应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于工业冷却水系统的无磷缓蚀阻垢剂，按质量百分比，包括以下组分：

所述柠檬酸锌混合物中锌离子和柠檬酸根配体之间的摩尔比为1：1至1：2，锌离子以柠檬酸锌三水合物的形式引入混合物中，柠檬酸根以柠檬酸、柠檬酸钾、柠檬酸钠和柠檬酸铵中的一种或几种组合的形式引入混合物中。

所述衣康酸-一缩二乙二醇酯-丙烯酸三元共聚物的制备方法包括以下步骤：按重量份数，(1)将20-25份衣康酸、0.2-0.5份一缩二乙二醇、15-20份的质量百分比浓度40％NaOH溶液和10-15份水加入到反应器中，搅拌溶解；(2)将2-5份的质量百分比浓度50％丙烯酸水溶液，作为一种滴加或流加液；将5-15份的质量百分比浓度20％的过硫酸铵水溶液，作为另一种滴加或流加液，将两种滴加或流加液同时连续加入上述反应器中，进行聚合反应；(3)控制反应温度为95-105℃，滴加或流加液反应时间为1-1.5小时，后续反应时间为0.5-1小时，冷却后，用质量百分比浓度40％NaOH溶液调节pH弱酸性，得到棕红色或酱褐色透明粘稠液体为衣康酸-一缩二乙二醇酯-丙烯酸三元共聚物。

上述的用于工业冷却水系统的无磷缓蚀阻垢剂的制备方法，按所述的质量百分组成取各物料，反应釜中加入聚环氧琥珀酸PESA、柠檬酸锌和水，控制温度50-70℃条件下搅拌0.5-1h，再依次加入衣康酸-一缩二乙二醇酯-丙烯酸三元共聚物、苯丙三氮唑BTA，待混合液澄清且无不溶性杂质时即得产品。

上述的用于工业冷却水系统的无磷缓蚀阻垢剂，适用于碱度低于400mg/L工业冷却水系统，投加量按补充水计为3-10mg/L。