一種含黃腐酸的無磷阻垢緩蝕劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于處理循環(huán)冷卻水用的緩蝕劑，具體涉及的是一種含黃腐酸的無 磷阻垢緩蝕劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人口的迅猛增加和工業(yè)的飛速發(fā)展，導(dǎo)致水資源日益短缺，西北地區(qū)更為，故節(jié)約 用水已成為開發(fā)水資源的重要途徑，被人們廣泛關(guān)注，其中循環(huán)冷卻水占工業(yè)總用水量的 90%以上，減少循環(huán)水系統(tǒng)排污，對循環(huán)水進(jìn)行處理以提高循環(huán)水的濃縮倍率，可使水的重 復(fù)利用率達(dá)96%以上。國內(nèi)在水處理劑方面研究較多的是有機(jī)膦酸阻垢劑和共聚物阻垢分 散劑，化學(xué)性能穩(wěn)定，能耐較高溫度和PH，是當(dāng)前使用較多的一類水處理劑，如ATMP、HEDP 等，但有機(jī)磷酸不能有效抑制磷酸鈣垢、鋅垢以及氧化鐵等沉淀問題，而且有機(jī)膦酸阻垢劑 時(shí)間長會分解成正磷酸鹽，導(dǎo)致環(huán)境水域的富營養(yǎng)化，促進(jìn)菌藻的生長而形成赤潮，造成水 源污染，另外，現(xiàn)有的阻垢緩蝕劑阻垢率大多在95%左右，緩蝕率在93%左右，阻垢率和緩蝕 率相對較低，因此含磷阻垢劑的使用已受到限制，開發(fā)低磷或無磷的綠色阻垢劑已成為當(dāng) 今水處理劑的主要方向，共聚物阻垢劑(包括二元、三元、多元共聚物）主要有丙烯酸、馬來 酸酐等，其阻垢性能較好，但缺點(diǎn)是不能生物降解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種含黃腐酸的無磷阻垢緩蝕劑，具有良好的緩蝕性能和阻 垢性能，特別適合我國北方高硬度、高堿度水質(zhì)。
[0004] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述無磷阻垢緩蝕劑的制備方法。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是， 一種含黃腐酸的無磷阻垢緩蝕劑，按質(zhì)量百分比，由以下組份組成：20~50%的阻垢組 份，15~40%的緩蝕組份和10~65%的去離子水，以上各組份的質(zhì)量百分比總和為100% ; 所述阻垢組份按質(zhì)量百分比，由以下組份組成：25~40%的黃腐酸，20~30%的馬來酸-丙 烯酸二元共聚物，30~55%的聚天冬氨酸，以上各組份的質(zhì)量百分比總和為100% ; 所述緩蝕組份按質(zhì)量百分比，由以下組份組成：30~55%的硫酸鋅，45~70%的聚氧乙烯 環(huán)烷酸咪唑啉，以上各組份的質(zhì)量百分比總和為100%。
[0006] 上述含黃腐酸的無磷阻垢緩蝕劑的制備方法，其具體操作步驟如下： 步驟1， 按質(zhì)量百分比，稱取20~50%的阻垢組份，15~40%的緩蝕組份和10~65%的去離子水，以 上各組份的質(zhì)量百分比總和為100% ; 其中，阻垢組份由質(zhì)量百分比為25~40%的黃腐酸，20~30%的馬來酸-丙烯酸二元共聚 物，30~55%的聚天冬氨酸組成，以上各組份的質(zhì)量百分比總和為100% ; 緩蝕組份由質(zhì)量百分比為30~55%的硫酸鋅，45~70%的聚氧乙烯環(huán)烷酸咪唑啉組成， 以上各組份的質(zhì)量百分比總和為100%; 步驟2， 將硫酸鋅加入去離子水中，充分?jǐn)嚢枋沽蛩徜\完全溶解，得到混合物A; 步驟3， 向混合物A中加入黃腐酸，攪拌均勻，得到混合物B; 步驟4， 向混合物B中依次加入馬來酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，攪拌均勻，得到混合 物C; 步驟5， 向混合物C中加入聚氧乙烯環(huán)烷酸咪唑啉，攪拌均勻，即得到無磷阻垢緩蝕劑。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是， 1. 本發(fā)明緩蝕劑為無磷藥劑，可杜絕菌類營養(yǎng)的外在供給，有效遏制了菌類的快速繁 殖，大大降低了循環(huán)水系統(tǒng)排污造成的環(huán)境污染； 2. 在各類熱交換器循環(huán)冷卻水中，本發(fā)明緩蝕劑在起到阻垢分散性能的同時(shí)具有緩 蝕性能，并且在使用時(shí)不用調(diào)整冷卻水的PH值，依靠提高成垢離子在溶液中的溶解度，抑 制了無機(jī)難溶鹽的形成，因此本發(fā)明緩蝕劑在堿性條件下也可使用； 3. 本發(fā)明緩蝕劑具有較強(qiáng)的絡(luò)合、分散作用，通常能影響晶格定向生長，影響晶格歪 曲，在循環(huán)水里可破壞碳酸鈣晶體的形狀，使其形成分散的碳酸鈣顆粒，不易聚合在一起附 著在換熱器表面，對鈣離子濃度、堿度、硫酸根離子及鐵離子具有較好的穩(wěn)定性，能同時(shí)且 有效的減少CaC03、CaS04、BaS04、SrS04、CaF2、Si02 垢的生成； 4、本發(fā)明含有黃腐蝕，黃腐蝕是一種從風(fēng)化煤里提取的天然有機(jī)酸，其分子量小，含 活性基團(tuán)很多，具有親水性，所以黃腐酸易溶于水、酸、堿等溶液，抗硬水絮凝能力高，具有 抑制碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣和膦酸鈣垢的生成，能有效起到阻垢緩蝕作用。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 本發(fā)明提供一種含黃腐酸的無磷阻垢緩蝕劑，由阻垢組份、緩蝕組份和去離子水 組成。
[0009] 阻垢組份由黃腐酸、馬來酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸組成；黃腐酸分子 量小，含活性基團(tuán)很多，具有親水性，所以黃腐酸易溶于水、酸、堿等溶液，抗硬水絮凝能力 高，具有抑制碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣和膦酸鈣垢，起到阻垢緩蝕作用；馬來酸-丙烯酸二元 共聚物屬于分散劑，具有較強(qiáng)的絡(luò)合、分散作用，通常能影響晶格定向生長，影響晶格歪曲， 在循環(huán)水里可破壞碳酸鈣晶體的形狀，使其形成分散的碳酸鈣顆粒，不易聚合在一起附著 在換熱器表面；聚天冬氨酸屬于陰離子型，可與鈣、鎂、鋁等陽離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，增加 了成垢離子在溶液中的溶解度，抑制了無機(jī)難溶鹽的形成。
[0010] 緩蝕組份由的硫酸鋅和聚氧乙烯環(huán)烷酸咪唑啉組成；硫酸鋅屬于陰極緩蝕劑，在 陰極部位，當(dāng)鋅離子靠近金屬表面時(shí)，與聚集在陰極的OH-迅速反應(yīng)生成氫氧化鋅沉淀，沉 積于陰極的表面上，形成的沉積膜使溶解氧很難達(dá)到陰極，從而縮小陰極面積，減緩陰極反 應(yīng)過程從而抑制整個(gè)腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行；聚氧乙烯環(huán)烷酸咪唑啉首先和金屬機(jī)體在金屬表面 形成吸附膜，這層吸附膜像疏松網(wǎng)一樣裹在金屬表面，形成一層牢固的吸附膜層，阻隔循環(huán) 水和金屬機(jī)體的接觸從而起到緩蝕作用。
[0011] 實(shí)施例I 一種含黃腐酸的無磷阻垢緩蝕劑的制備方法，具體操作步驟如下： 步驟1， 稱取300g的阻垢組份，300g的緩蝕組份和400g的去離子水； 其中，300g的阻垢組份由質(zhì)量百分比為27%的黃腐酸，28%的馬來酸-丙烯酸二元共聚 物，45%的聚天冬氨酸組成； 300g的緩蝕組份由質(zhì)量百分比為30%的硫酸鋅，70%的聚氧乙烯環(huán)烷酸咪唑啉組成； 步驟2， 將硫酸鋅加入去離子水中，充分?jǐn)嚢枋沽蛩徜\完全溶解，得到混合物A; 步驟3， 向混合物A中加入黃腐酸，攪拌均勻，得到混合物B; 步驟4， 向混合物B中依次加入馬來酸-丙烯酸二元共聚物和聚天冬氨酸，攪拌均勻，得到混合 物C; 步驟5， 向混合物C中加入聚氧乙烯環(huán)烷酸咪唑啉，攪拌均勻，即得到無磷阻垢緩蝕劑A。
[0012] "旋轉(zhuǎn)掛片測腐蝕率"參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18175-2000,利用RCC-I型轉(zhuǎn)腐蝕掛片試 驗(yàn)儀，在溫度45土 1°C，轉(zhuǎn)速lOOr/min條件下運(yùn)行72小時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掛片法腐蝕試驗(yàn)； A試驗(yàn)方法提要： 旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)方法是在實(shí)驗(yàn)室給定條件下，用試片的質(zhì)量損失計(jì)算出腐蝕率和緩 蝕率來評定水處理劑的緩蝕性能。
[0013] 實(shí)驗(yàn)步驟： ①將試片用濾紙把防銹油脂擦拭干凈，然后分別在丙酮和無水乙醇中用脫脂棉擦洗 (每10片試片用不少于50ml上述試劑)，置于干凈濾紙上，用濾紙吸干，置于干燥器中4h以 上，稱量(精確到〇. 〇〇〇2g)，保存于干燥器中，待用。
[0014] ②按實(shí)驗(yàn)要求，配制好無磷緩蝕阻垢劑A儲備溶液。儲備溶液濃度一般為運(yùn)轉(zhuǎn)濃 度的100倍左右。儲備溶液應(yīng)在當(dāng)天或前一天配制。
[0015] ③按試驗(yàn)要求，準(zhǔn)備好試驗(yàn)用水。試驗(yàn)用水為現(xiàn)場水。
[0016] ④在試杯中加入無磷緩蝕阻垢劑A儲備溶液精確到0. 02ml，在2000ml試杯中加試 驗(yàn)用水到一定體積，混勻，即為試液。在試杯外壁與液面同一水平處劃上刻線。將試杯置于 恒溫水浴中，向各試杯中連續(xù)通入空氣。
[0017] ⑤待試片按一定旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)，并開始計(jì)時(shí)。
[0018] ⑥試杯不加蓋，令試液自然蒸發(fā)，每隔Ih~2h補(bǔ)加蒸餾水一次，使液面保持在刻 線處。
[0019]