本发明涉及水处理技术领域，具体是一种环保型阻垢缓蚀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，工业上循环冷却水处理药剂越来越受到人们的重视，循环冷却水伴随着生产的全过程，占总用水量的70-80%，循环冷却水在使用过程中不断蒸发和浓缩，使得冷却水管道结垢、腐蚀的现象比较严重，容易滋生菌藻，以致影响设备的传热效果和缩短设备的使用寿命，为解决这些问题，必须对循环冷却水进行水质处理。有机膦酸是目前广泛使用的一类水处理剂，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。另外，缓蚀阻垢剂中含磷量较高且组分复杂，成本高，应用受到限制。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种缓蚀阻垢效果好、抑制微生物滋生、抗腐蚀、分散性好、不团聚、耐储存的环保型阻垢缓蚀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：
一种环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素7-15份、丙烯酸乳液5-12份、赤石脂23-31份、聚乙二醇15-23份、乙酰柠檬酸三丁酯3-8份。
作为本发明进一步的方案：所述环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素9-13份、丙烯酸乳液7-10份、赤石脂25-29份、聚乙二醇17-21份、乙酰柠檬酸三丁酯4-7份。
作为本发明进一步的方案：所述环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素11份、丙烯酸乳液8份、赤石脂27份、聚乙二醇19份、乙酰柠檬酸三丁酯5份。
本发明的另一目的是提供一种环保型阻垢缓蚀剂的制备方法，由以下步骤组成：
1）将聚乙二醇与其质量5倍的无水乙醇混合，制得聚乙二醇溶液；
2）将赤石脂粉碎、过120目筛，在与聚乙二醇溶液混合，并加热至68℃，在该温度下搅拌处理45-50min，制得混合物A；
3）将乙酰柠檬酸三丁酯与微晶纤维素混合，搅拌5-10min后，在加入微晶纤维素质量3倍的无水乙醇，然后在76℃的温度下搅拌处理20min，制得混合物B；
4）将混合物A与混合物B混合，微波处理8min，微波功率为800W，然后加入丙烯酸乳液，再在60℃的温度下超声处理30min，超声功率为600W，然后在135℃的温度下搅拌处理85min，再在420℃的温度下煅烧3h即得阻垢缓蚀剂。
本发明的另一目的是提供所述阻垢缓蚀剂在循环冷却水处理中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制得的阻垢缓蚀剂在各原料的协同作用下具有缓蚀性能好、阻垢效率高等优点，能够抑制冷却水中微生物滋生，能显著提高阻垢缓蚀剂的使用效果；还能有效阻止冷却水中的离子及其他物质对管道的腐蚀作用。本发明制备工艺简单、条件温和、易于操作，安全环保，不会对水质造成二次污染，对环境友好，尤其是经过本发明的顺序制作的阻垢缓蚀剂的分散性好、不团聚，耐储存，复配完成之后储存期可达到3年以上。
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。
实施例1
本发明实施例中，一种环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素7份、丙烯酸乳液5份、赤石脂23份、聚乙二醇15份、乙酰柠檬酸三丁酯3份。
将聚乙二醇与其质量5倍的无水乙醇混合，制得聚乙二醇溶液。将赤石脂粉碎、过120目筛，在与聚乙二醇溶液混合，并加热至68℃，在该温度下搅拌处理45min，制得混合物A。将乙酰柠檬酸三丁酯与微晶纤维素混合，搅拌5min后，在加入微晶纤维素质量3倍的无水乙醇，然后在76℃的温度下搅拌处理20min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，微波处理8min，微波功率为800W，然后加入丙烯酸乳液，再在60℃的温度下超声处理30min，超声功率为600W，然后在135℃的温度下搅拌处理85min，再在420℃的温度下煅烧3h即得阻垢缓蚀剂。
检测本实施例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为96.8％，缓蚀率为98.5％。
实施例2
本发明实施例中，一种环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素15份、丙烯酸乳液12份、赤石脂31份、聚乙二醇23份、乙酰柠檬酸三丁酯8份。
将聚乙二醇与其质量5倍的无水乙醇混合，制得聚乙二醇溶液。将赤石脂粉碎、过120目筛，在与聚乙二醇溶液混合，并加热至68℃，在该温度下搅拌处理50min，制得混合物A。将乙酰柠檬酸三丁酯与微晶纤维素混合，搅拌10min后，在加入微晶纤维素质量3倍的无水乙醇，然后在76℃的温度下搅拌处理20min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，微波处理8min，微波功率为800W，然后加入丙烯酸乳液，再在60℃的温度下超声处理30min，超声功率为600W，然后在135℃的温度下搅拌处理85min，再在420℃的温度下煅烧3h即得阻垢缓蚀剂。
检测本实施例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为97.0％，缓蚀率为98.8％。
实施例3
本发明实施例中，一种环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素9份、丙烯酸乳液7份、赤石脂25份、聚乙二醇17份、乙酰柠檬酸三丁酯4份。
将聚乙二醇与其质量5倍的无水乙醇混合，制得聚乙二醇溶液。将赤石脂粉碎、过120目筛，在与聚乙二醇溶液混合，并加热至68℃，在该温度下搅拌处理48min，制得混合物A。将乙酰柠檬酸三丁酯与微晶纤维素混合，搅拌8min后，在加入微晶纤维素质量3倍的无水乙醇，然后在76℃的温度下搅拌处理20min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，微波处理8min，微波功率为800W，然后加入丙烯酸乳液，再在60℃的温度下超声处理30min，超声功率为600W，然后在135℃的温度下搅拌处理85min，再在420℃的温度下煅烧3h即得阻垢缓蚀剂。
检测本实施例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为97.9％，缓蚀率为98.8％。
实施例4
本发明实施例中，一种环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素13份、丙烯酸乳液10份、赤石脂29份、聚乙二醇21份、乙酰柠檬酸三丁酯7份。
将聚乙二醇与其质量5倍的无水乙醇混合，制得聚乙二醇溶液。将赤石脂粉碎、过120目筛，在与聚乙二醇溶液混合，并加热至68℃，在该温度下搅拌处理48min，制得混合物A。将乙酰柠檬酸三丁酯与微晶纤维素混合，搅拌8min后，在加入微晶纤维素质量3倍的无水乙醇，然后在76℃的温度下搅拌处理20min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，微波处理8min，微波功率为800W，然后加入丙烯酸乳液，再在60℃的温度下超声处理30min，超声功率为600W，然后在135℃的温度下搅拌处理85min，再在420℃的温度下煅烧3h即得阻垢缓蚀剂。
检测本实施例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为98.2％，缓蚀率为99.3％。
实施例5
本发明实施例中，一种环保型阻垢缓蚀剂，由以下按照重量份的原料组成：微晶纤维素11份、丙烯酸乳液8份、赤石脂27份、聚乙二醇19份、乙酰柠檬酸三丁酯5份。
将聚乙二醇与其质量5倍的无水乙醇混合，制得聚乙二醇溶液。将赤石脂粉碎、过120目筛，在与聚乙二醇溶液混合，并加热至68℃，在该温度下搅拌处理48min，制得混合物A。将乙酰柠檬酸三丁酯与微晶纤维素混合，搅拌8min后，在加入微晶纤维素质量3倍的无水乙醇，然后在76℃的温度下搅拌处理20min，制得混合物B。将混合物A与混合物B混合，微波处理8min，微波功率为800W，然后加入丙烯酸乳液，再在60℃的温度下超声处理30min，超声功率为600W，然后在135℃的温度下搅拌处理85min，再在420℃的温度下煅烧3h即得阻垢缓蚀剂。
检测本实施例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为98.8％，缓蚀率为99.5％。
对比例1
除不含有赤石脂外，其配方及制备过程与实施例5一致。
检测本对比例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为38.2％，缓蚀率为43.8％。
对比例2
仅含有聚乙二醇、赤石脂，其配方及制备过程与实施例5一致。
检测本对比例中得到的阻垢缓蚀剂的缓蚀和阻垢性能，其步骤和结果如下：
(1)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的旋转挂片失重法进行缓蚀试验，试验温度50℃，转速70r/min。所用试片为20#碳钢试片，Ⅱ型标准挂片，规格为50mm×25mm×2mm，面积28cm2。所用挂片均经金相砂纸逐级打磨，再经蒸馏水、无水乙醇清洗、冷风吹干，置于干燥器24小时以上，备用。
(2)按照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》中的碳酸钙沉积法进行静态阻垢试验，试验温度为80±1℃，试验水质中Ca2+及HCO3-(以CaCO3计)均为250mg/L，阻垢缓蚀剂的添加量为5mg/L，试验10小时后，测得的阻垢率为18.2％，缓蚀率为23.8％。
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。