专利名称：复合缓蚀阻垢剂的制作方法
技术领域：
本发明属于工业水处理药剂领域，具体涉及一种循环冷却水系统中使用的复合缓蚀阻垢剂。
背景技术：
我国北方水源一般为高硬度、高碱度水质，有的甚至是高硬度、高碱度、高氯水质。 这种水质的循环水系统在运行过程中，容易产生严重的结垢和腐蚀，在温度较高的换热器表画尤其严重，使系统运行寿命缩短，影响生产的正常稳定运行。为了防止系统腐蚀和结垢，目前采用的方法包括混凝沉淀法、离子交换法、膜处理法、反渗透法，或者向水中投加水质稳定剂等方法。上述方法能防止水结垢，但所用的阻垢剂中含有许多有机或无机的酸性、碱性物质，并且大分子有机磷产品含磷，污染环境，也会不同程度地对设备造成腐蚀。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种能保证系统在高硬度、高碱度、 高PH值、高氯离子、高硫酸根的循环水质状况下安全稳定运行的复合缓蚀阻垢剂。本发明的技术方案是一种复合缓蚀阻垢剂，包括以下质量百分含量的组分膦酰基羧酸化合物(POCA)、5 18%，优选9 15% ;有机磷酸化合物、9 20%，优选12 18% ;丙烯酸共聚物、5 17%，优选7. 5 15% ;锌盐、O 6%，优选2 5% ;水、余量。所述膦酰基羧酸化合物(POCA)结构式为PO3H2- (-CH2-CH-) x- (-R-) y_H ；其中，R是不饱和羧酸、不饱和羧酸酯或不饱和羧酸盐中的一种或多种，例如丙烯酸酯或带磺酸基的单体。所述有机磷酸化合物为羟基亚乙基二磷酸(HEDP)、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸盐 (DETPMPA)或六亚甲基二胺四亚甲基膦酸盐(HMDTMPA)中的一种或几种的混合物。所述丙烯酸共聚物为丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酸酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/ AMPS)、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物(T-225)、马来酸-丙烯酸共聚物(MLAF(n)/AA)或丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠调聚物(ΑΑ/ΗΡΑ/Η3Ρ02)中的一种或几种的混合物。所述锌盐是氯化锌或硫酸锌中的一种。本发明所述的复合缓蚀阻垢剂还包括助溶剂，其质量百分含量为O 6%。所述助溶剂选自醇或二甲基甲酰胺中的一种。助剂的功能是发挥增溶作用，使复合剂更易复配。本发明所述的复合缓蚀阻垢剂在含铜材质的换热系统中还可以包括氮唑类物质， 其质量百分含量为O 3%，所述氮唑类物质选自苯骈三氮唑(BTA)或甲基-苯骈三氮唑 (MBTA)中的一种。本发明所述的复合缓蚀阻垢剂在循环水中的使用浓度为10 70mg/L，优选25 50mg/Lo本发明的有益效果在于
I、采用膦酰基羧酸化合物(POCA)为主剂，不仅保持了以机膦酸盐、羧酸类聚合物复配缓蚀阻垢剂的的阻垢分散性，而且很大程度提高了其阻垢分散、缓蚀性能，使本发明兼有阻垢、分散、缓蚀和复配增效等多种功能。因此在循环水系统中既有优秀的阻碳酸钙垢、 硫酸钙、磷酸钙垢的能力，又有很好的颗粒分散性及缓蚀作用。而且本发明磷含量低，集经济性、技术性和环保性于一身，是一类具有良好的应用开发前景和市场竞争力的水处理药剂。2、本发明提供的复合缓蚀阻垢剂在投加进循环水系统中时，不需要对高硬高碱高氯的补水进行前处理，为工厂省下了补水前处理的费用和流程，减少了排污量。3、增效作用明显，能保证循环水系统在高硬度、高碱度、高PH值、高氯离子、高硫酸根的恶劣循环水质状况下长期安全稳定运行。
具体实施例方式以下结合实施例具体说明本发明。以下实施例中，各英文简称代表的中文含义分别是P0CA :膦酰基羧酸化合物， HEDP :羟基亚乙基二磷酸；DETPMPA :二亚乙基三胺五亚甲基膦酸盐；HMDTMPA :六亚甲基二胺四亚甲基膦酸盐；AA/AMPS :丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酸酰胺基丙烷磺酸共聚物；T_225 丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物；MLAF(n)/AA :马来酸-丙烯酸共聚物；ΑΑ/ΗΡΑ/Η3Ρ02 :丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠调聚物；BTA :苯骈三氮唑；MBTA 甲基-苯骈三氮唑。实施例I :循环水水质1 丐硬为16. 6mmol/L,碱度(以HCO广计)为7. 59mmol/L,氯离子为 276. 4mg/L，硫酸根为 1580. 5mg/L。制备复合缓蚀阻垢剂取烧杯I将67. O克水、9. O克P0CA、6. O克HEDP、6. O克 HMDTMPA,7. 5克AA/AMPS依次混匀；再取烧杯2将I. 5克MBTA溶解到3. O克乙醇中，然后将烧杯2中的溶液倒到烧杯I中混匀。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行静态阻垢实验，处理水温为80°C，按50mg/L 向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得阻垢率为91. 3%。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行旋转挂片腐蚀试验，按50mg/L向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得碳钢缓蚀率为95. 7%，铜缓蚀率为98. 6%，不锈钢缓蚀率为99. 9%。实施例2 循环水水质|丐硬为11. 34mmol/L，碱度(以HCO广计)为10. 56mmol/L，氯离子为 1211. 3mg/L。制备复合缓蚀阻垢剂取烧杯先将5克ZnSO4溶解到12克POCA中，然后将15克 HEDP.7. 5克AA/AMPS、7. 5克ΑΑ/ΗΡΑ/Η3Ρ02依次加入混匀，最后补水53克混匀。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行静态阻垢实验，处理水温为80°C，按30mg/L 向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得阻垢率为94. 7%。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行旋转挂片腐蚀试验，按30mg/L向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得碳钢缓蚀率为97. 3%。实施例3
循环水水质1 丐硬为14. 6mmol/L,碱度(以HC032_计)为7. 78mmol/L,氯离子为 529. 6mg/L，硫酸根为 1235. 2mg/L。制备复合缓蚀阻垢剂取烧杯I先将3克ZnCl2溶解到12. 5克POCA中，然后将9 克HEDP、7. 5克DETPMPA、9克AA/AMPS、6克T-225依次加入混匀；取烧杯2将3克BTA溶解到6克异丙醇中，然后将烧杯2中溶液倒到烧杯I中混匀，最后补水44克混匀。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行静态阻垢实验，处理水温为80°C，按25mg/L 向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得阻垢率为95. 9%。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行旋转挂片腐蚀试验，按25mg/L向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得碳钢缓蚀率为97. 6%，铜缓蚀率为99. 2%。实施例4 循环水水质钙硬为18. 3mmol/L,碱度(以HCO广计)为8. lmmol/L,氯离子为 618. 7mg/L,硫酸根为 854. 9mg/L。制备复合缓蚀阻垢剂取烧杯I先将2克ZnSO4溶解到15克POCA中，然后将6. O 克 HEDP、7. O 克 DETPMPA、5. OgHMDTMPA,7. 5 克 AA/AMPS、7. 5 克 MLAF (n)/AA 依次加入混匀； 取烧杯2将2克BTA溶解到6克二甲基甲酰胺中，然后将烧杯2中溶液倒到烧杯I中混匀， 最后补水42克混匀。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行静态阻垢实验，处理水温为80°C，按25mg/L 向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得阻垢率为96. 4%。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行旋转挂片腐蚀试验，按25mg/L向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得碳钢缓蚀率为98. 1%，铜缓蚀率为98. 9%。对上述制得的复合缓蚀阻垢剂和循环水进行动态模拟实验，按10mg/L向补水中 (浓缩2. 5倍)投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得铜管腐蚀速率为O. OOlWa,极限污垢热阻为 O. 41 X I(T4 · m2 · C/W,粘附速率为 I. 5mg/cm2 ·月。实施例5:循环水水质|丐硬为3. 12mmol/L，碱度(以HCO广计)为13. 16mmol/L,氯离子为 354. 7mg/L,硫酸根为 438. 4mg/L。制备复合缓蚀阻垢剂取烧杯I先将6克ZnSO4溶解51克水中，然后将5克P0CA、 12. 5克HEDP、7. 5克DETPMPA,6克AA/AMPS、6克T-225依次加入混匀；取烧杯2将I. 5克 MBTA溶解到4. 5克乙醇中，然后将烧杯2中溶液倒到烧杯I中混匀。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行静态阻垢实验，处理水温为80°C，按40mg/L 向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得阻垢率为93. 7%。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行旋转挂片腐蚀试验，按40mg/L向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得碳钢缓蚀率为97. 2%，铜缓蚀率为99. 1%。实施例6 循环水水质钙硬为20. 9mmol/L,碱度(以HCO广计)为8. 09mmol/L,氯离子为 681. 92mg/L，硫酸根为 958. 6mg/L。制备复合缓蚀阻垢剂取烧杯I先将4克ZnCl2溶解到18克POCA中，然后将12. O *HEDP、5.0*DETPMPA、3.0*HMDTMPA、7.5*AA/AMPS、4.5*MLAF(n) /ΑΑ、5· O 克 AA/HPA/ H3PO2依次加入混匀，最后补水41克混匀。
对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行静态阻垢实验，处理水温为80°C，按25mg/L 向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得阻垢率为98. 4%。对上述复合缓蚀阻垢剂和循环水进行旋转挂片腐蚀试验，按25mg/L向循环水中投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得碳钢缓蚀率为96. 8%，不锈钢缓蚀率为99. 8%。对上述制得的复合缓蚀阻垢剂和循环水进行动态模拟实验，按7. 5mg/L向补水中 (浓缩3. 5倍)投加制得的复合缓蚀阻垢剂，测得不锈管腐蚀速率为O. 0007mm/a,极限污垢热阻为 O. 682X 10_4 · m2 · C/W，粘附速率为 4. 65mg/cm2 ·月。
权利要求
1.一种复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分膦酰基羧酸化合物、5 18 %，有机磷酸化合物、9 20 %，丙烯酸共聚物、5 17 %，锌盐、O 6 %，水、余所述膦酰基羧酸化合物结构式为PO3H2-(-CH2-CH-) x-(-R-) y-H ；其中，R选自不饱和羧酸、不饱和羧酸酯或不饱和羧酸盐中的一种或多种。
2.根据权利要求I所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述复合缓蚀阻垢剂中组分膦酰基羧酸化合物、有机磷酸化合物、丙烯酸共聚物与锌盐的质量百分含量分别为9 15%、12 18%、7. 5 15%、2 5%。
3.根据权利要求I或2所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述有机磷酸化合物选自羟基亚乙基二磷酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸盐或六亚甲基二胺四亚甲基膦酸盐中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求I或2所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述丙烯酸共聚物选自丙烯酸-2-甲基-2-丙烯酸酰胺基丙烷磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物、马来酸-丙烯酸共聚物或丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-次磷酸钠调聚物中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求I或2所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述锌盐选自氯化锌或硫酸锌中的一种。
6.根据权利要求I或2所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述复合缓蚀阻垢剂还包括助溶剂，其质量百分含量为O 6%。
7.根据权利要求6所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述助溶剂选自醇或二甲基甲酰胺。
8.根据权利要求I或2所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述复合缓蚀阻垢剂还包括氮唑类物质，其质量百分含量为O 3%。
9.根据权利要求8所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述氮唑类物质选自苯骈三氮唑或甲基-苯骈三氮唑中的一种。
全文摘要
本发明属于工业水处理药剂领域，具体涉及一种循环冷却水系统中使用的复合缓蚀阻垢剂。其包括以下质量百分含量的组分膦酰基羧酸化合物、5～18％，有机磷酸化合物、9～20％，丙烯酸共聚物、5～17％，锌盐、1～6％，水、余量。膦酰基羧酸化合物结构式为PO3H2-(-CH2-CH-)x-(-R-)y-H；其中，R是不饱和羧酸、不饱和羧酸酯或不饱和羧酸盐中的一种或多种。本发明在使用时，不需要对高硬高碱高氯的补水进行前处理，为工厂省下了补水前处理的费用和流程，减少了排污量。本发明增效作用明显，能保证循环水系统在高硬度、高碱度、高pH值、高氯离子、高硫酸根的恶劣循环水质状况下长期安全稳定运行。
文档编号C02F5/10GK102583789SQ20121004596
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者杨庆军, 田民格 申请人:济宁新格瑞水处理有限公司