专利名称：一种缓蚀阻垢水处理剂的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理技术，更具体地说，是一种用于工业循环冷却水和锅炉水系统缓蚀阻垢剂及其处理方法。
本发明的主要技术方案由液态介电疏水物质、油溶性缓蚀剂、水溶性分散剂、复合敏化乳化剂组成界面自富集缓蚀阻垢水处理剂。
本发明的缓蚀阻垢水处理剂的组成及其含量(以重量之和为100计)液态介电疏水物质20-50％、油溶性缓蚀剂20-40％、水溶性分散剂1-10％、复合敏化乳化剂15-40％，水余量所述的液态介电疏水物质包括牌号为100SN、150SN、350SW在内的润滑油基础油。
所述的油溶性缓蚀剂包括烷基磺酸盐、失水山梨糖醇羧酸酯、羊毛脂及其金属皂类、氧化石油脂及其金属皂类、咪唑啉及其衍生物中的一种或两种或两种以上混合物，所述的烷基磺酸盐包括石油磺酸钠、石油磺酸钡、二壬基萘磺酸钡，所述的失水山梨糖醇羧酸酯包括失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇硬酸酯，所述的羊毛脂及其金属皂类包括镁皂、钡皂，所述的咪唑啉及其衍生物包括2-胺乙基十七烯基咪唑啉，N-油酸肌氨酸、1-(2-氨乙基)-2-十七烯基咪唑啉盐。
所述的水溶性分散剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚马来酸、聚天冬氨酸、包括硅酸钠在内的硅酸盐以及包括聚环氧琥珀酸在内的聚环氧羧酸类。
所述的复合敏化乳化剂是由阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂以1-50∶1重量比组合而成，所述的阴离子型表面活性包括羧酸盐、烷基磺酸盐、羧酸醇胺中的一种、两种或两种以上混合物，其中所述的羧酸盐包括油酸钠，所述的烷基磺酸盐包括石油磺酸钠、石油磺酸钡，所述的羧酸醇胺包括油酸三乙醇胺；所述的非离子型表面活性剂包括失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烷醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醇醚在内的一种或两种或两种以上混合物，其中失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烯醚包括失水山梨糖醇硬脂酸聚氧乙烯醚，所述的聚氧乙烯烷基酚醚包括聚氧乙烯十二烷基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚，所述的聚氧乙烯烷基醇醚包括聚氧乙烯月桂烷基醇醚以及商品名为OP-10、吐温-80。
本发明的缓蚀阻垢水处理剂的制备方法将液态介电疏水物质、油溶性缓蚀剂、水溶性分散剂、复合敏化乳化剂按比例混合搅匀即得到颜色透明、均一稳定的粘稠状液体。
本发明的缓蚀阻垢剂的应用方法在工业循环冷却水系统或锅炉水系统直接加入本发明的产品，添加量为5-500ppm(重量)。
本发明的优点和效果本发明的界面自富集缓蚀阻垢水处理剂与现有的用于热交换系统循环水水质处理的缓蚀阻垢剂有着本质的不同。目前用于水处理的缓蚀阻垢剂均由溶于水的药剂复配而成，均为水溶液型，该药剂包括聚磷酸盐、有机膦酸、聚羧酸、磷酸酯、硅酸盐、锌盐、铬酸盐、钼酸盐等。本发明的缓蚀阻垢水处理剂的独特之处在于含有液态介电疏水物质与特制的复合敏化乳化剂，使之以很低剂量加入水体中后，能使携带油溶性缓蚀剂的液态介电疏水物质以高度分散的亚稳定状态存在于水体中，并能在与金属表面接触后优先在该固液界面(或给热界面)发生自富集形成高阻疏水膜，使得缓蚀阻垢剂在固液界面的局部浓度达到很高的数值，比水体内部中的实际深度大出许多倍，使药效得以超发挥，进而最大限度地节约用药，使之能在5-500ppm的低剂量下起到很好的缓蚀阻垢作用。在金属表面形成的高阻疏水液膜的高阻性对于削弱金属表面的腐蚀电池作用特别有利，再加上油溶性缓蚀剂在该液膜内的富集，就能最有效地抑制金属的锈蚀的发生；此外在金属表面形成的高阻疏水液膜的疏水性对阻止亲水性无机盐垢的成核与生长过程十分有用，再加上水溶性分散剂的协同增效作用，则完全可以很好地抑制污垢在金属表面的形成附着，因而不再需要添加磷系阻垢剂，同样可以具有很好的抑制结垢的效果，这样当循环水污水排放时就不会存在对环境的磷污染。由于本发明缓蚀阻垢水处理剂不含磷，对铜合金无侵蚀性，故对铜合金的缓蚀效果特别优越。
本发明缓蚀阻垢水处理剂的关键在于配制含有的复合敏化乳化剂具有以下特色乳化剂在界面自富集缓蚀阻垢水处理剂中所占的含量比其在普通乳化油中所占的含量高出数倍，使得当界面自富集缓蚀阻垢水处理剂在水体中的浓度很低的情况下乳化的液相介电疏水物质内仍能相对保持稳定，以高度分散状态存在；复合敏化乳化剂中的阴离子型表面活性剂在金属界面容易受水合金属离子的作用，其亲油亲水平衡发生转移，由亲水性向亲油性过渡，诱发乳化分散的液态介电疏水物质失稳，促进药剂在金属界面优先析出富集形成高阻疏水液膜，缓蚀阻垢；同样，复合敏化乳化剂中的非离子型表面活性剂在受热温升高时其亲油亲水平衡发生改变，由亲水性向亲油性过渡，诱发乳化分散的液态介电疏水物质失稳，致使药剂易在金属传热面优先析出富集形成高阻疏水膜，缓蚀阻垢；本发明所述的界面自富集缓蚀阻垢水处理剂与普通乳化油的不同还在于，在实际中由普通乳化油稀释而成、用于起防锈润滑作用的乳化液的工作浓度通常都在0.5％以上，目前尚未有使用乳化液用于工业循环冷却水系统或锅炉水系统金属设备缓蚀阻垢处理成功的实例与文献报道。
本发明首次提出使用界面自富集缓蚀阻垢水处理剂用于工业循环冷却水系统或锅炉水系统金属设备缓蚀阻垢的工艺方法，它与现有的处理方法的不同之处在于，目前现有的处理方法所采用的缓蚀阻垢剂都是溶于水的。现有的用于水处理的缓蚀阻垢剂在水体中均以溶液形式存在，需要先在热交换系统的金属设备表面进行特殊的沉淀膜的预制之后，才能在低加药情况下进入正常运行，一旦这些预制的沉淀膜出现局部严重破损时，该部位就将发生难以抑制的局部腐蚀，必须重新预膜处理，然而现场预膜处理特别是重新预膜处理的工序往往是相对烦琐，而采用本发明的缓蚀阻垢水处理剂时，即使对于过去曾经预膜且已出现局部破损的旧设备，也无需预膜，仍能在出现膜破损之处自动富集形成高阻疏水液膜，有效抑制其局部腐蚀。
实例1-实例3实例1和实例3为本发明的缓蚀阻垢剂的成份和含量，分别见表1中的配方A和配方C。其中实例2中的配方B不含介电疏水物质，而以铬酸盐缓蚀剂和有机膦缓蚀阻垢剂代替。
实例4-实例18本实例是在蒸馏水中加入本发明的缓蚀阻垢剂，在不同的温度和静态或动态循环浓缩条件下对不同金属试样的实验情况。实验条件及结果见表3。实例中的性能评定试验按照1993年中国石化公司生产部、发展部编写的《冷却水分析和试验方法》进行。
实例19-实例33本实例是在原水1(性能见表2)中加入本发明的缓蚀剂，在不同温度和静态或动态循环浓缩条件下对不同金属试样的实验情况。实验条件和结果见表4。
实例34-实例48本实例是原水2(性能见表2)中加入本发明的缓蚀剂，在不同温度和静态或动态循环浓缩条件下对不同金属试样的实验情况。
实验条件和结果见表5。
由实例4-实例48的结果看出，本发明的界面自富集缓蚀阻垢水处理剂，采用免预膜直接以低剂量(10-50ppm)加入不同水体中，无论是常温(室温)、中温(40℃)或高温(90℃)对碳钢和铜合金表面均有很好的缓蚀阻垢效果。当去除本发明阻垢剂中液态介电疏水物质，而改用铬酸盐缓蚀剂和有机膦缓蚀阻垢剂代替时(配方B)，药剂在原水1和原水2中不再具有原来的优良的缓蚀阻垢性能。
表1水处理剂配方代号与组成
表2实验用原水代号及概况
表3在蒸馏水中的实验情况
表4在原水1中实验情况
表5在原水2中的实验情况
权利要求
1.一种缓蚀阻垢水处理剂，其特征在于组成成份及其含量(以重量之和为100计)液态介电疏水物质20-50％、油溶性缓蚀剂20-40％、水溶性分散剂1-10％、复合敏化乳化剂15-40％，水余量
2.按照权利要求1所述的缓蚀阻垢水处理剂，其特征在于所述的液态介电疏水物质包括牌号为100SN、150SN、350SW在内的润滑油基础油。所述的油溶性缓蚀剂包括烷基磺酸盐、失水山梨糖醇羧酸酯、羊毛脂及其金属皂类、氧化石油脂及其金属皂类、咪唑啉及其衍生物中的一种或两种或两种以上混合物，所述的烷基磺酸盐包括石油磺酸钠、石油磺酸钡、二壬基萘磺酸钡，所述的失水山梨糖醇羧酸酯包括失水山梨糖醇单油酸酯、失水山梨糖醇硬酸酯，所述的羊毛脂及其金属皂类包括镁皂、钡皂，所述的咪唑啉及其衍生物包括2-胺乙基十七烯基咪唑啉，N-油酸肌氨酸、1-(2-氨乙基)-2-十七烯基咪唑啉盐。所述的水溶性分散剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚马来酸、聚天冬氨酸、包括硅酸钠在内的硅酸盐以及包括聚环氧琥珀酸在内的聚环氧羧酸类。所述的复合敏化乳化剂是由阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂以1-50∶1重量比组合而成，所述的阴离子型表面活性包括羧酸盐、烷基磺酸盐、羧酸醇胺中的一种、两种或两种以上混合物，其中所述的羧酸盐包括油酸钠，所述的烷基磺酸盐包括石油磺酸钠、石油磺酸钡，所述的羧酸醇胺包括油酸三乙醇胺；所述的非离子型表面活性剂包括失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烷醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醇醚在内的一种或两种或两种以上混合物，其中失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烯醚包括失水山梨糖醇硬脂酸聚氧乙烯醚，所述的聚氧乙烯烷基酚醚包括聚氧乙烯十二烷基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚，所述的聚氧乙烯烷基醇醚包括聚氧乙烯月桂烷基醇醚以及OP-10、吐温-80。
3.权利要求1所述的缓蚀阻垢水处理剂应用于工业循环冷却水系统或锅炉水系统，其加入量为5-500ppm(重量)。
全文摘要
本发明是一种缓蚀阻垢水处理剂，其特点是由液态介电疏水物质、油溶性缓蚀剂、水溶性分散剂、复合敏化乳化剂所组成。本发明的水处理剂不含磷等对生态环境有害物质，加入水体中不是以溶解为主，而主要以高度分散的亚稳疏水相的形式存在，它在液固界面或给热界面能被金属离子化诱发失稳或因热失稳，优先发生自富集形成高阻疏水液膜，有效地抑制金属表面的腐蚀电池作用与结垢成核过程，最大限度地发挥药效，可降低药用量，用于工业循环冷却水系统和锅炉水系统水质处理，不必预膜处理。
文档编号C11C1/00GK1435384SQ0210044
公开日2003年8月13日 申请日期2002年1月30日 优先权日2002年1月30日
发明者万平玉, 庞然, 孙心利, 杨晓波, 陈咏梅, 刘小光 申请人:北京化工大学