专利名称：一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种循环冷却水系统缓蚀剂，特别涉及一种闭式循环冷却水系统缓蚀 剂。
背景技术：
在人类用水中，冷却水占工业用水量的70%左右，循环冷却水系统起了节约大量 工业用水的作用。闭式循环冷却水系统是循环冷却水系统的一种。此系统的特点是没有 蒸发而引起的浓缩，补充水量少，一般都使用除盐水或软化水作为补充水；工况条件比较苛 刻，比如运行温度比较高，可达到60 70°C ；整个冷却水系统材料组成复杂，包括铸铁、铸 铝、碳钢、铜合金等，而且绝大多数是连接状态。闭式循环冷却水系统中主要发生以溶解氧 在阴极去极化作用而产生吸氧腐蚀。对铸铁、碳钢等耐蚀性相对较差的材料存在均勻腐蚀。针对冷却水系统的腐蚀现状，直接的防腐措施就是冷却水中加入能够显著抑制多 种金属腐蚀的缓蚀剂。冷却水系统缓蚀剂从最初的铬酸盐、聚磷酸盐到有机膦酸盐；从高 磷、含金属的配方到低磷、全有机配方，显示出水处理缓蚀剂正朝着多品种、高效率、低毒性 等方向发展。近年来，随着全球环境意识的提高，对缓蚀剂的毒害作用、缓蚀效果、磷、氮等 元素的引入导致的水体富营养化和对氧化性杀生剂的不适应等方面提出了新的要求。根 据可持续发展战略，推进绿色化学，研究开发性能良好、廉价、无毒、无害、无污染的无铬、无 锌、低磷乃至无磷缓蚀剂是水处理缓蚀剂的发展方向。唐俊等在2004年第6期《工业水处 理》中综述了循环冷却水系统缓蚀剂的现状及绿色化进展。目前，国内环保型无磷配方应用 中要么是综合缓蚀性不好，要么是耐高温腐蚀性能不好，因此几乎没有成功应用的先例。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明提供一种不含磷、不含硅、不含锌的 闭式循环冷却水系统缓蚀剂，该闭式循环冷却水系统缓蚀剂高效、无毒、稳定、适用范围广。本发明提供的一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，按重量百分比，其含有以下组 分钼酸盐 5%，烷基醇胺5% 20%，除氧剂 3%，铜保护剂0.5% 1.5%，余量为水。进一步，所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾其中任意一种、两种或三种。进一步，所述烷基醇胺为三乙醇胺、异丙醇胺其中任意一种或两种。进一步，所述除氧剂为肟类物质。进一步，所述肟类物质为二甲基酮肟、乙醛肟、甲乙酮肟其中任意一种、两种或三 种。进一步，所述铜保护剂为苯并三氮唑、巯基苯并噻唑其中任意一种或两种。进一步，所述钼酸盐与烷基醇胺的质量比为1 5 1 10。本发明还提供所述闭式循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法，其步骤包括(1)将所述除氧剂于常温下加入所述量的水中，搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸盐、铜保护剂 和烷基醇胺加入所述完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。钼系缓蚀剂如钼酸盐等具有良好的缓蚀效果，与其它药剂复合使用可抑制点蚀、 热稳定性高、不与钙离子生成钼酸钙沉淀等优点。钼酸盐的缓蚀过程是Mo042_与Fe2+首先 形成非保护性配合物，然后Fe2+再由水中的溶解氧氧化成Fe3+，这时Fe2+钼酸盐配合物转化 成钼酸高铁覆盖在金属表面，形成保护膜，产生一定的缓蚀作用。烷基醇胺缓蚀剂是吸附型有机缓蚀剂，其吸附在钝化膜的间隙处，使膜变得致密 而完整，提高了缓蚀率，但烷基醇胺的含量增加到一定值后，其吸附并修复膜完整性的作用 即达到一个定值，再增加浓度，缓蚀率变化并不显著。因此，在本发明中其最大用量为20%， 且与钼酸盐的质量比在1 5 1 10范围内效果较好。水中溶解氧的存在，是造成设备腐蚀的一大因素，经过大量实验研究和工业应用 证明，肟类化合物作为除氧剂不仅具有良好的除氧工艺性能，而且对热力设备的材质表面 有钝化防腐保护作用，还具有低毒无害的特点。循环水设备中有部分铜及铜合金材质，本发明中的铜保护剂苯并三氮唑、巯基苯 并噻唑主要依靠和金属铜表面上的活性铜原子或铜离子产生一种化学吸附作用，或进而发 生的螯合作用从而形成一层致密和牢固的保护膜，使铜材设备得到良好的保护。本发明中几种成分具有很好的协同作用，使该发明缓蚀剂耐高温能力增强，在 70°C下，碳钢、紫铜、黄铜试片72h内表面保持光亮。本发明提供的缓蚀剂与现有产品相比， 具有以下优点1.不含磷，不含硅，不含锌或其他有毒有害重金属。2.耐高温能力强，在70°C的温度下，碳钢、紫铜、黄铜试片72h内依然光亮。3.适用多种水质。不仅适合在去离子水、软化水中应用，而且对以自来水为冷却介 质的循环冷却系统设备同样具有长效缓蚀性，在多种水质中对碳钢、铜合金、不锈钢的腐蚀 率均低于GB50050-2007规定的标准。
具体实施例方式在下面的实施例中进一步说明了本发明，这并不限制本发明的范围。实施例1一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钠1%，钼酸铵2%，三乙 醇胺15%，二甲基酮肟2%，苯并三氮唑1.2%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述二甲基酮肟于常温下加入所述量的水中， 搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸钠和钼酸铵、苯并三氮唑和三乙醇胺加入所述完全溶解 的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。实施例2一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钠1. 5%，钼酸钾0. 5%， 三乙醇胺10 %，异丙醇胺2 %，乙醛肟3 %，巯基苯并噻唑1.0%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述乙醛肟于常温下加入所述量的水中，搅拌 至完全溶解，(2)再将所述钼酸钠和钼酸钾、巯基苯并噻唑、异丙醇胺和三乙醇胺加入所述 完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。
实施例3一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钾1%，钼酸铵1%，三乙 醇胺12%，二甲基酮肟1. 5%，乙醛肟0. 5%,甲乙酮肟0. 5%，苯并三氮唑1. 5%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述二甲基酮肟、乙醛肟和甲乙酮肟于常温下 加入所述量的水中，搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸钾和钼酸铵、苯并三氮唑和三乙醇 胺加入所述完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。实施例4一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钠2.5%，三乙醇胺 13%，二甲基酮肟2%，苯并三氮唑0. 6%，巯基苯并噻唑0. 4%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述二甲基酮肟于常温下加入所述量的水中， 搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸钠、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑和三乙醇胺加入所述完 全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。实施例5一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钠2%，钼酸铵0. 5%，异 丙醇胺14%，二甲基酮肟2.5%，乙醛肟0.5%，苯并三氮唑1.0%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述二甲基酮肟和乙醛肟于常温下加入所述量 的水中，搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸钠和钼酸铵、苯并三氮唑和异丙醇胺加入所述 完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。实施例6一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钠3.5%，三乙醇胺 10%，异丙醇胺5%，二甲基酮肟3%，甲乙酮肟0.5%，苯并三氮唑0.4%，巯基苯并噻唑 0.6%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述二甲基酮肟和甲乙酮肟于常温下加入所述 量的水中，搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸钠、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、异丙醇胺和 三乙醇胺加入所述完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。实施例7一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，由以下组分组成，钼酸钠2%，钼酸钾2%，三乙 醇胺20 %，二甲基酮肟3 %，苯并三氮唑0.7%，巯基苯并噻唑0.7%，余量为水。上述缓蚀剂的制备方法为(1)将所述二甲基酮肟于常温下加入所述量的水中， 搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸钠和钼酸钾、苯并三氮唑和三乙醇胺加入所述完全溶解 的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。试验例按上述7个实施例制成的产品与市售产品(通用贝迪公司，TW-1802冷冻水缓蚀 剂)按下述办法测试其性能，测试结果见表1，1.测试条件仪器与设备RCC-I I旋转腐蚀测试仪、分析天平(0. Img)测试温度70士 1°C测试时间从试样挂入温度为70士 1°C的试液算起，经过72小时浸泡结束。试验用水去离子水、软化水、自来水
2.使用试片循环冷却水处理标准试片①铸铁、②20#碳钢、③紫铜、④黄铜用滤纸把防锈油脂 擦试干净，然后分别在丙酮和无水乙醇中用脱脂棉洗，置于干净滤纸上，用滤纸吸干，置于 干燥器中4h以上，称重(精确到0. Img)，放入干燥器中备用。后处理72小时结束后，取出试片，用刷子洗去腐蚀产物，必要时用酸洗液清洗， 然后用无水酒精浸泡，电吹风吹干，防腐干燥器内24小时后称重(精确到0. Img)，计算腐蚀速率。药剂总体浓度500mg/L表1测试结果 从上表中看出，本发明的缓蚀剂对碳钢的腐蚀率远远低于GB50050-2007工 业循环冷却水处理设计规范要求中规定的0. 075mm/a，对铜合金的腐蚀率远远低于 GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范要求中规定的0. 005mm/a,并且和市售缓蚀剂 相比，效果更加明显。而且本试验在70士 1°C的条件下进行，产品性能稳定，说明耐高温能力 强于一般在40°C条件下适用的产品。
权利要求
一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，按重量百分比，其含有以下组分钼酸盐1％～5％，烷基醇胺5％～20％，除氧剂1％～3％，铜保护剂0.5％～1.5％，余量为水。
2.按照权利要求1所述的闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，所述钼酸盐为钼 酸钠、钼酸铵、钼酸钾其中任意一种、两种或三种。
3.按照权利要求1所述的闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，所述烷基醇胺为 三乙醇胺、异丙醇胺其中任意一种或两种。
4.按照权利要求1所述的闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，所述除氧剂为肟 类物质。
5.按照权利要求4所述的闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，所述肟类物质为 二甲基酮肟、乙醛肟、甲乙酮肟其中任意一种、两种或三种。
6.按照权利要求1所述的闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，所述铜保护剂为 苯并三氮唑、巯基苯并噻唑其中任意一种或两种。
7.按照权利要求1所述的闭式循环冷却水系统缓蚀剂，其特征在于，所述钼酸盐与烷 基醇胺的质量比为1 5 1 10。
8.按照权利要求1所述闭式循环冷却水系统缓蚀剂的制备方法，其特征在于，其步骤 包括(1)将所述除氧剂于常温下加入所述量的水中，搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸 盐、铜保护剂和烷基醇胺加入所述完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得所述闭式 循环冷却水系统缓蚀剂。
全文摘要
本发明公开了一种闭式循环冷却水系统缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂按重量百分比计含有以下组分钼酸盐1％～5％，烷基醇胺5％～20％，除氧剂1％～3％，铜保护剂0.5％～1.5％，余量为水。其制备方法步骤包括(1)将所述除氧剂于常温下加入所述量的水中，搅拌至完全溶解，(2)再将所述钼酸盐、铜保护剂和烷基醇胺加入所述完全溶解的溶液中，搅拌至溶液均一透明，即得。本发明的缓蚀剂不含磷、硅、锌，适用多种水质，且耐高温能力强，在70℃的温度下，碳钢、紫铜、黄铜试片72h内依然光亮。
文档编号C02F5/12GK101928075SQ20101026545
公开日2010年12月29日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者余湘芸, 刘学丰, 单素灵, 张玉仙, 沈妮, 王双田, 白剑利, 邱雪梅, 郭廷冰 申请人:蓝星环境工程有限公司