专利名称：含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于工业循环冷却水处理系统的无磷、可生物降解的高效环保型缓蚀阻垢剂，具体为含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂。
背景技术：
由于金属腐蚀给国民经济的发展带来的经济损失约占国民经济生产总值的 1. 5 4. 2 %，金属腐蚀问题遍及国民经济的各个领域，从日常生活到工农业生产，从尖端科技到国防工业，凡是使用金属材料的地方，都不同程度的存在腐蚀问题。它给人们带来了巨大的经济损失，造成了灾难性的事故，耗费了宝贵的能源和资源。为将腐蚀造成的损失降到最低限度，腐蚀研究者开发和发展了很多防腐蚀措施，而应用有机缓蚀阻垢剂则是其中较广泛，效果较显著的手段。有机缓蚀阻垢剂分子通常由电负性较大的0、N、S、P等原子为中心的极性基和C、 H原子组成的非极性基构成。极性基团吸附于金属表面改变双电层结构，提高了金属离子化的活化能；而非极性基团远离金属表面形成疏水保护膜，二者共同作用，使金属的腐蚀作用受到抑制。随着环境和安全意识的加强，在缓蚀剂的研究开发中必须考虑环境负荷，这就要求我们设计适应环境要求的新型高效的缓蚀阻垢剂，发展缓蚀阻垢剂的增效技术。近些年来，三唑类化合物由于具有特殊的分子结构和优异的缓蚀阻垢性能而日益引起人们的关注。Quraishi和Bentiss对多单元三唑化合物进行系统的研究发现，三唑类化合物具有使用温度范围宽和环境友好的特点。因此，发展三氮唑化合物复配的高效缓蚀阻垢剂非常有途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，用于工业循环冷却水系统，提高工业用水节水率、降低排污量，克服含磷缓蚀阻垢剂对环境带来的二次污染。本发明提供的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，包括马来酸化合物、丙烯酸三元共聚物、锌盐、葡萄糖酸盐、氨基磺酸化合物、苯并三氮唑和蒸馏水；该复合缓蚀阻垢剂组成质量百分比为聚马来酸盐20% 25%，丙烯酸三元共聚物12% 18%，锌盐10% 15%， 葡萄糖酸盐15^-20%,氨基磺酸化合物1^-2%,苯并三氮唑0. 5 % 1 %，其余为蒸馏水。其中，所述的马来酸化合物选自苯乙烯马来酸、二甲基马来酸酐、水解聚马来酸、 马来酸酐接枝聚乙烯中一种或二以上的混合物。所述的丙烯酸三元共聚物选自丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸、丙烯酸-丙烯酸脂-磺酸盐三元共聚物、苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸十二酯三元共聚物、丙烯酸-AMPS-丙烯酸羟丙酯三元共聚物中一种或二种以上的混合物。所述的锌盐选自硝酸锌、硫酸锌、钼酸锌、硼酸锌、氯化锌中一种或二种以上的混合物。
所述的葡萄糖酸盐选自葡萄糖酸钾、葡萄糖酸纳、D-葡萄糖酸钠、D-葡萄糖酸钾、 葡萄糖酸锌、葡萄糖酸锰中一种或二种以上的混合物。所述的氨基磺酸化合物选自氨基磺酸铵、对氨基苯磺酸钠、氨基磺酸中一种或二种以上的混合物。本发明的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的制备方法按所述的组成质量百分比取各物料，然后将蒸馏水、马来酸化合物、丙烯酸三元共聚物、锌盐、葡萄糖酸盐、氨基磺酸化合物和苯并三氮唑，按上述顺序依次加入容器中，在常温下搅拌lh，即得产品。本发明优选技术方案是一种含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，用于工业冷却水系统，其特征在于，该复合缓蚀阻垢剂组成质量百分比为马来酸化合物20% 25%，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12% 18%，硝酸锌或硫酸锌10% 15%，葡萄糖酸盐 15% 20%，氨基磺酸 2%，苯并三氮唑0.5% 1%，其余为蒸馏水，其中所述的马来酸化合物选自水解聚马来酸或苯乙烯马来酸，所述的葡萄糖酸盐为D-葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钾。根据上述优选技术方案所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂中，所述的聚马来酸化合物为水解聚马来酸，其质量百分比浓度为21% 23%。根据上述优选技术方案，所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂中，所述的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量百分比浓度为13% 16%。根据上述优选技术方案所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂中，所述的硝酸锌或硫酸锌的质量百分比浓度为12% 15%。根据上述优选技术方案所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂中，所述的葡萄糖酸盐的质量百分比浓度为16% 19%。根据上述优选技术方案所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂中，所述的氨基磺酸的质量百分比浓度为1.2 1.8%。根据上述优选技术方案所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于按所述的组成质量百分比取各物料，然后将蒸馏水、马来酸化合物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、硝酸锌或硫酸锌、葡萄糖酸盐、氨基磺酸和苯并三氮唑，按上述顺序依次加入容器中，在常温下搅拌lh，即得产品。本发明的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的应用，适用于碳钢、铜及铜合金设备的工业冷却水循环系统，对碱度低于7. Ommol. L—1、硬度低于8. Ommol. L^1X(Ca2+)低于400mg. L—1、C (CD低于800mg. L—1，电导在2400us. cm—1以下工业冷却循环水直接进行处理，投加苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，其投加量为20mg. L—1 50mg. L—1。本发明具有以下特点1.本发明的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，配方完全不含磷，避免了产生磷酸钙垢的可能，故无需考虑阻磷酸钙的性能，同时不易造成因磷的排放而造成的水体富营养化， 属于环境友好型产品。2.本含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，配方中苯并三氮唑因含有一个离域的电子 JI键，以平面吸附构型加强了对金属的吸附，有利于增大缓蚀阻垢剂在金属表面的覆盖度， 并在其表面形成多层吸附。3.本含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的原料药来源广泛，且缓蚀阻垢剂制备工艺简单，对设备投入较低，药剂使用前不需要对设备进行预膜。4.本含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂中，选用的D-葡萄糖酸钠是多羟基羟酸型缓蚀剂，对狗2+等金属有很好的络合作用，同时该复合缓蚀阻垢剂中含有-CONH2和磺酸基等基团，在这些基团的协同和分散作用下，降低了体系中的腐蚀电流，阻断了金属表面的原电池作用，降低了被腐蚀速率，起到了对金属表面的保护作用。5.本含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂适用范围广，可用于碳钢、铜及铜合金设备的缓蚀及阻垢处理。
具体实施方案下面结合具体实施例对本发明的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的组成及应用效果作进一步说明，但本发明所保护的范围不局限于实施例的范围。下述实施例中所使用的药品均为市售产品或实验室常规药品。实施例1制备含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，按下述组成质量百分比取各物料水解聚马来酸或苯乙烯马来酸20 % 25 %，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12 % 18 %，硝酸锌或硫酸锌10% 15%，D-葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钾15% 20%，氨基磺酸1^-2%, 苯并三氮唑0.5% 1%，其余为蒸馏水；然后将蒸馏水、水解聚马来酸或苯乙烯马来酸、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、硝酸锌或硫酸锌、D-葡萄糖酸钠或葡萄糖酸钾、氨基磺酸和苯并三氮唑，按上述顺序依次加入容器中，在常温下搅拌lh，即得产品。实施例2制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸21g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸16g，Zn (NO3) 2.6H20 14g，D-葡萄糖酸钠16，氨基磺酸1.8g，苯并三氮唑0. 5g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻， 艮口得广品。实施例3制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸22g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15g，Zn(N03)2.6H20 13g，D_葡萄糖酸钠17g，氨基磺酸1.7g，苯并三氮唑0. 6g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻， 艮口得广品。实施例4制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸23g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸14g，Zn(N03)2.6H20 12g，D_葡萄糖酸钠18g，氨基磺酸1.6g，苯并三氮唑0. 7g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻， 艮口得广品。实施例5制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸21g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸16g，SiSO4. 7H20 14g，D_葡萄糖酸钠19g，氨基磺酸1. 2g，苯并三氮唑0. 5g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻，即
得广品。
实施例6制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸22g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸13g，ZnSO4. 7H20 13g，D_葡萄糖酸钠16g，氨基磺酸1. 5g，苯并三氮唑0. 6g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻，即
得广品。实施例7制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸23g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸14g，SiSO4. 7H20 12g，D_葡萄糖酸钠17g，氨基磺酸1. 4g，苯并三氮唑0. 7g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻，即
得广品。实施例8制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸21g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15g，Zn(N03)2.6H20 14g，D_葡萄糖酸钠18g，氨基磺酸1.3g，苯并三氮唑0. 5g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻， 艮口得广品。实施例9制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸22g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸16g，SiSO4. 7H20 13g，D_葡萄糖酸钠19g，氨基磺酸1. 2g，苯并三氮唑0. 6g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻，即
得广品。实施例10制备IOOg的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，制备过程取50%水解聚马来酸23g， 30%的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸15g，Zn(N03)2.6H20 12g，D_葡萄糖酸钠18g，氨基磺酸1.3g，苯并三氮唑0. 7g，其余为蒸馏水，依次加入到洁净干燥的烧杯中，搅拌均勻， 艮口得广品。实施例11实施例2-10制备的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂应用效果试验本实验用水为企业循环冷却水，采用旋转挂片失重法测定A3碳钢在冷却循环水中的腐蚀率，静态阻垢实验测试测定其阻垢碳酸钙率，其向水中投加实施例2-10制备含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂。实验水质指标
权利要求
1.一种含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，用于工业冷却水系统，其特征在于，该复合缓蚀阻垢剂组成质量百分比为马来酸化合物20% 25%，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸12% 18%，硝酸锌或硫酸锌10% 15%，葡萄糖酸盐15% 20%，氨基磺酸 2 %，苯并三氮唑0. 5% 1 %，其余为蒸馏水，其中所述的马来酸化合物选自水解聚马来酸或苯乙烯马来酸，所述的葡萄糖酸盐为D-葡萄糖酸钠或D-葡萄糖酸钾。
2.根据权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的聚马来酸化合物为水解聚马来酸，其质量百分比浓度为21% 23%。
3.根据权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的质量百分比浓度为13% 16%。
4.根据权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的硝酸锌或硫酸锌的质量百分比浓度为12% 15%。
5.根据权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的葡萄糖酸盐的质量百分比浓度为16% 19%。
6.根据权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的氨基磺酸的质量百分比浓度为1.2 1.8%。
7.权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于按所述的组成质量百分比取各物料，然后将蒸馏水、马来酸化合物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、硝酸锌或硫酸锌、葡萄糖酸盐、氨基磺酸和苯并三氮唑，按上述顺序依次加入容器中，在常温下搅拌lh，即得产品。
8.权利要求1所述的含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂的应用，其特征在于，适用于碳钢、 铜及铜合金设备的工业冷却水循环系统，对碱度低于7. Ommol. L—1、硬度低于8. Ommol. Γ1、 C(Ca2+)低于 400mg. Γ1、pH = 7. 5 9. 2、C(CF)低于 800mg. L—1，电导在 2400 μ s. cnT1 以下工业冷却循环水直接进行处理，苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，投加量为20mg. L—1 50mg. L—1。
全文摘要
本发明公开一种含苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂，缓蚀阻垢剂由马来酸化合物、丙烯酸三元共聚物、锌盐、葡萄糖酸盐、氨基磺酸化合物和苯并三氮唑复合而成；本发明的苯并三氮唑复合缓蚀阻垢剂适用范围广，可用于碳钢、铜及铜合金设备的缓蚀与阻垢处理。本发明的苯并三唑复合缓蚀阻垢剂为全无磷配方，处理后的外排水不会对水体造成因磷而带来的富营养化污染，属于环境友好型产品；本发明的苯并三唑复合缓蚀阻垢剂使用前无须对设备进行预膜，常温下即可运行，处理效果稳定，对碳钢的年腐蚀率低于0.0240mm.a-1、阻碳酸钙率达98.2％以上，具有很好的缓蚀阻垢效果和经济环境效益。
文档编号C02F5/12GK102153212SQ201110087619
公开日2011年8月17日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者张伟, 张旭鸿, 张正亮, 曾德芳 申请人:仙桃市信达化工有限责任公司, 武汉理工大学