[发明专利]无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种无磷阻垢缓蚀剂，其为一种包含有机羧酸及其盐、有机脂肪酸聚合物、有机酸类聚合物、螯合剂和去离子水的复合物，并可在金属表面形成网状复合膜；各组分在复合物中的重量百分比为：有机羧酸10‑30％、有机脂肪酸聚合物10‑20％、有机酸类聚合物5‑30％、螯合剂1‑5％、去离子水余量。这种无磷阻垢缓蚀剂还可含有无机碱、锌盐和纤维素衍生物，无机碱、锌盐和纤维素衍生物在复合物中的重量百分比为：无机碱不超过6％、锌盐不超过4％、纤维素衍生物不超过1％。本发明的无磷阻垢缓蚀剂不含磷，环保型水处理药剂；阻垢缓蚀性能优异，可在金属表面形成一层网状复合膜，该网状复合膜拒污效果显著，可防止金属表面再结垢。

技术领域

本发明属于循环水处理技术领域，涉及水处理药剂，具体涉及一种无磷阻垢缓蚀剂。本发明还给出了这种无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，及其在循环冷却水处理中的应用。

背景技术

工业冷却水用量占其总用水量的比例较大，通常采用循环冷却、提高浓缩倍数的办法来节约用水量，然而在循环冷却的过程中，由于水温升高，水分蒸发，各种无机离子和有机物质的浓缩，水的碱度、硬度和pH值自然升高，使得给水管道和用水设备出现不同程度的无机盐沉、腐蚀及菌藻滋生等问题，造成换热设备效率下降及腐蚀穿孔等严重后果。

为了防止循环冷却水系统的结垢、腐蚀、细菌滋生等问题，通常在冷却水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等化学药剂，习惯上通称为水质稳定剂，利用这些药剂的协同作用，可以提高冷却水的稳定效果，降低生产成本。目前，研究较多且阻垢效果较好的阻垢剂多为磷酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)及2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)等。这些阻垢剂在节约水资源用量，提高循环冷却水的浓缩倍数，保护设备装置安全运行等方面的效果显著。但需要指出的是，这些磷酸盐类阻垢剂容易水解或被系统中存在的杀生剂氧化分解，生成PO₄^3-离子，经与水中含量较高的Ca²⁺作用生成多种类型的磷酸钙沉淀，而且磷还可以充当水中细菌和藻类的营养成分，造成水资源污染。随着人们环保意识的日益提高和环保法规的逐步完善，迫切需要一种对环境友好的新型无磷水处理剂。

专利号为CN104150617A的专利公开一种无磷缓蚀剂，其用六次甲基四铵作为缓蚀促进剂，还包括水解马来酸酐乙基唑类缓蚀剂等的多种组份，这种无磷缓蚀剂更倾向于缓蚀，保护金属管道避免其遭受腐蚀，而水垢若不及时去除，会影响热量的传递。专利号为CN106242089的专利公开一种无磷缓蚀剂，其阻垢缓蚀剂组分包括活性炭改性聚环氧琥珀酸，这种阻垢缓蚀剂重点强调了其缓蚀性，但对垢的分散性并未说明。

发明内容

本发明要解决的技术问题：磷酸盐类阻垢剂可与水中含量较高的Ca²⁺作用生成磷酸钙垢；另外，添加磷酸盐类阻垢剂的循环冷却水排入自然水域后，因为具有相对较高的含磷量，易对环境造成富营养化污染，不符合国家的环保政策要求。

本发明的目的在于提供一种无磷阻垢缓蚀剂，其采用无磷、无污染、价格低廉的化工原料复合而成，属于全无磷配方，使用过程中不会形成磷酸钙垢。同时，用这种无磷阻垢缓蚀剂所排废水不会对环境造成富营养化污染，属于环境友好型水处理药剂。本发明同时提供了无磷阻垢缓蚀剂的制备方法，科学合理，简单易行。

具体而言，本发明所述无磷阻垢缓蚀剂，其为一种包含有机羧酸及其盐、有机脂肪酸聚合物、有机酸类聚合物、螯合剂和去离子水的复合物，并可在金属表面形成网状复合膜；所述各组分在复合物中的重量百分比为：有机羧酸10-30％、有机脂肪酸聚合物10-20％、有机酸类聚合物5-30％、螯合剂1-5％、去离子水余量。

进一步优选地，所述的无磷阻垢缓蚀剂还可含有无机碱、锌盐和纤维素衍生物，所述无机碱、锌盐和纤维素衍生物在复合物中的重量百分比为：无机碱不超过6％、锌盐不超过4％、纤维素衍生物不超过1％。