本发明涉及水处理技术领域，具体是一种水处理用缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用。
背景技术：
由于淡水资源的日益短缺，工业冷却水处理药剂越来越受到人们的重视。有机膦酸是目前广泛使用的一类水处理剂，它是国外60年代中期开发，70年代被确认的一类水处理剂，具有良好的化学稳定性、耐高温性且兼具用量少、缓蚀和阻垢作用等特点。此外，有机膦酸对许多金属离子具有优异的螯合能力，它们解决了系统产生碳酸钙垢的问题，C-P键存在使其化学性能稳定、较耐高温，有明显“溶限效应”和“协同效应”。其缺陷是有机膦酸不能有效地抑制磷系和磷锌系水处理配方中产生的磷酸钙垢、锌垢和氧化铁沉积问题，含磷废水排放造成水体富营养化和海洋赤潮问题。国外已实施限磷或禁磷措施，我国也大力提倡低磷和无磷产品的开发。现有的缓蚀阻垢剂中含磷量较高且组分复杂，使用浓度高、复配加量大、不易复配且难以检测和操作。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种阻垢效率高、缓蚀性能好的水处理用缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油11-19份、过氧化二异丙苯2-8份、1,4-环己烷二异氰酸酯5-13份、钠基膨润土23-30份、浮小麦32-40份。
作为本发明进一步的方案：所述水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油13-17份、过氧化二异丙苯4-6份、1,4-环己烷二异氰酸酯7-11份、钠基膨润土25-28份、浮小麦34-38份。
作为本发明进一步的方案：所述水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油15份、过氧化二异丙苯5份、1,4-环己烷二异氰酸酯9份、钠基膨润土26份、浮小麦36份。
本发明另一目的是提供一种水处理用缓蚀阻垢剂的制备方法，由以下步骤组成：
1）将浮小麦粉碎后，采用水提醇沉法，制得浓缩膏；其中水提醇沉法中的醇为体积浓度为58%的乙醇；向浓缩膏中添加其质量10倍的65%乙醇，搅拌均匀后升温至72℃，并加入1,4-环己烷二异氰酸酯，在该温度下搅拌处理1h，制得混合物A；
2）将过氧化二异丙苯与其质量7倍的75%乙醇混合，制得过氧化二异丙苯溶液；将钠基膨润土与环烷油溶液混合，并在55-58℃的温度下搅拌处理20-25min，然后加入过氧化二异丙苯溶液，并升温至66-68℃，搅拌30min，制得混合物B；
3）将混合物A与混合物B混合，然后升温至140-142℃，并在该温度下搅拌处理30min，然后升温至180℃，并在氢气氛围下搅拌处理30min，再升温至200℃并在氮气氛围下处理2h即得缓蚀阻垢剂。
本发明另一目的是提供所述缓蚀阻垢剂在水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在各原料的相互作用下阻垢效率高、缓蚀性能好，使用量少，阻垢处理过程简单且效果明显；不含磷，对环境无毒无污染；组分安全环保、生产工艺简单，原料来源丰富，复配简单，成本低，适用于工业循环冷却水处理领域。本发明应用在工业循环冷却水系统时，在实施例水质条件下，药剂投加量为20mg/L时，碳钢腐蚀率小于国标规定的0.075mm/a，阻垢率达到99%以上。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面各组实施例中使用的补水水质如表1所示。
表1 各组实施例的补水水质
实施例1
本发明实施例中，一种水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油11份、过氧化二异丙苯2份、1,4-环己烷二异氰酸酯5份、钠基膨润土23份、浮小麦32份。
将浮小麦粉碎后，采用水提醇沉法，制得浓缩膏；其中水提醇沉法中的醇为体积浓度为58%的乙醇；向浓缩膏中添加其质量10倍的体积浓度为65%的乙醇，搅拌均匀后升温至72℃，并加入1,4-环己烷二异氰酸酯，在该温度下搅拌处理1h，制得混合物A。将过氧化二异丙苯与其质量7倍的体积浓度为75%的乙醇混合，制得过氧化二异丙苯溶液；将钠基膨润土与环烷油溶液混合，并在55℃的温度下搅拌处理20min，然后加入过氧化二异丙苯溶液，并升温至66℃，搅拌30min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，然后升温至140℃，并在该温度下搅拌处理30min，然后升温至180℃，并在氢气氛围下搅拌处理30min，再升温至200℃并在氮气氛围下处理2h即得缓蚀阻垢剂。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为99%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.018mm/a。
实施例2
本发明实施例中，一种水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油19份、过氧化二异丙苯8份、1,4-环己烷二异氰酸酯13份、钠基膨润土30份、浮小麦40份。
将浮小麦粉碎后，采用水提醇沉法，制得浓缩膏；其中水提醇沉法中的醇为体积浓度为58%的乙醇；向浓缩膏中添加其质量10倍的65%乙醇，搅拌均匀后升温至72℃，并加入1,4-环己烷二异氰酸酯，在该温度下搅拌处理1h，制得混合物A。将过氧化二异丙苯与其质量7倍的75%乙醇混合，制得过氧化二异丙苯溶液；将钠基膨润土与环烷油溶液混合，并在58℃的温度下搅拌处理25min，然后加入过氧化二异丙苯溶液，并升温至68℃，搅拌30min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，然后升温至142℃，并在该温度下搅拌处理30min，然后升温至180℃，并在氢气氛围下搅拌处理30min，再升温至200℃并在氮气氛围下处理2h即得缓蚀阻垢剂。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为99%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.017mm/a。
实施例3
本发明实施例中，一种水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油13份、过氧化二异丙苯4份、1,4-环己烷二异氰酸酯7份、钠基膨润土25份、浮小麦34份。
将浮小麦粉碎后，采用水提醇沉法，制得浓缩膏；其中水提醇沉法中的醇为体积浓度为58%的乙醇；向浓缩膏中添加其质量10倍的65%乙醇，搅拌均匀后升温至72℃，并加入1,4-环己烷二异氰酸酯，在该温度下搅拌处理1h，制得混合物A。将过氧化二异丙苯与其质量7倍的75%乙醇混合，制得过氧化二异丙苯溶液；将钠基膨润土与环烷油溶液混合，并在55-58℃的温度下搅拌处理22min，然后加入过氧化二异丙苯溶液，并升温至67℃，搅拌30min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，然后升温至141℃，并在该温度下搅拌处理30min，然后升温至180℃，并在氢气氛围下搅拌处理30min，再升温至200℃并在氮气氛围下处理2h即得缓蚀阻垢剂。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为100%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.032mm/a。
实施例4
本发明实施例中，一种水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油17份、过氧化二异丙苯6份、1,4-环己烷二异氰酸酯11份、钠基膨润土28份、浮小麦38份。
将浮小麦粉碎后，采用水提醇沉法，制得浓缩膏；其中水提醇沉法中的醇为体积浓度为58%的乙醇；向浓缩膏中添加其质量10倍的65%乙醇，搅拌均匀后升温至72℃，并加入1,4-环己烷二异氰酸酯，在该温度下搅拌处理1h，制得混合物A。将过氧化二异丙苯与其质量7倍的75%乙醇混合，制得过氧化二异丙苯溶液；将钠基膨润土与环烷油溶液混合，并在55-58℃的温度下搅拌处理22min，然后加入过氧化二异丙苯溶液，并升温至67℃，搅拌30min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，然后升温至141℃，并在该温度下搅拌处理30min，然后升温至180℃，并在氢气氛围下搅拌处理30min，再升温至200℃并在氮气氛围下处理2h即得缓蚀阻垢剂。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为100%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.012mm/a。
实施例5
本发明实施例中，一种水处理用缓蚀阻垢剂，由以下按照重量份的原料组成：环烷油15份、过氧化二异丙苯5份、1,4-环己烷二异氰酸酯9份、钠基膨润土26份、浮小麦36份。
将浮小麦粉碎后，采用水提醇沉法，制得浓缩膏；其中水提醇沉法中的醇为体积浓度为58%的乙醇；向浓缩膏中添加其质量10倍的65%乙醇，搅拌均匀后升温至72℃，并加入1,4-环己烷二异氰酸酯，在该温度下搅拌处理1h，制得混合物A。将过氧化二异丙苯与其质量7倍的75%乙醇混合，制得过氧化二异丙苯溶液；将钠基膨润土与环烷油溶液混合，并在55-58℃的温度下搅拌处理22min，然后加入过氧化二异丙苯溶液，并升温至67℃，搅拌30min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，然后升温至141℃，并在该温度下搅拌处理30min，然后升温至180℃，并在氢气氛围下搅拌处理30min，再升温至200℃并在氮气氛围下处理2h即得缓蚀阻垢剂。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为100%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.010mm/a。
对比例1
除不含有浮小麦，其配方及制备过程与实施例5一致。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为65%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.080mm/a。
对比例2
仅含有浮小麦，其配方及制备过程与实施例5一致。
补水水质：马钢焦化厂补水，药剂投加量是20mg/L。
阻垢实验：用鼓泡法测定阻垢率。试验水浓缩1.5倍后投加药剂，试验温度60℃下开始实验，加快空气鼓入速率浓缩至5倍并保持10h。实验测定阻垢率为16%。
腐蚀实验：用标准旋转挂片法测定腐蚀率。往试验水投加药剂，试验温度50℃下开始实验，然后浓缩至5倍并保持96h。实验测定得A3碳钢加药腐蚀率为0.13mm/a。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。