含苯并咪唑高温铜缓蚀剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，特别涉及用于高温循环冷却水系统中的铜缓蚀剂。它由苯并咪唑(BI)、苯并三氮唑(BTA)、巯基苯并噻唑(MBT)、甲基苯并三氮唑(TTA)的混合物、氢氧化钠(NaOH)和水(H2O)组成。经实践证明，该种铜缓蚀剂的投用不仅在低温下对铜有极好的缓蚀作用，而且避开了纯BTA型唑类缓蚀剂在高温下易升华的问题，保证了此种铜缓蚀剂在高温下也同样有良好的缓蚀阻垢效果。本发明的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂对环境无危害，当活性成分的投药量为1~2mg/L时，对高温体系中铜的腐蚀率小于0.001mm/a，是一种高效环保型高温铜缓蚀剂。
【专利说明】含苯并咪唑高温铜缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业循环冷却水处理，特别适用于钢铁厂连铸结晶器冷却水、火电厂汽轮机内冷水中铜材质缓蚀保护的一种含苯并咪唑高温铜缓蚀剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着工业经济的迅猛发展，工业用水量急剧上升，冷却水是工业用水中的大户，约占工业用水总量的80%以上。因此，如何节约工业用水，在使用循环冷却水时做到节能减耗、节水减排既是保护环境、降低成本的基本要求，也是我国实现可持续发展的首要目标。
[0003]连铸机是钢铁厂用于连续铸钢的核心设备，而结晶器是连铸机的“心脏”，是用于强制水冷的无底钢锭模。工作时，结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足导热性好、再结晶温度高、抗热疲劳、强度高、耐磨性好、使用寿命长等基本条件，因此满足上述条件的铜材质为结晶连铸器的不二选择，铜材质的缓蚀也成了防止发生漏钢，保证钢材正常稳定地冷凝成形出坯的重要工作环节。同样，在发电机发电的过程中，定子和转子会产生大量的热量，必须用冷却介质经过空芯铜导线不断把热量带走，尽可能的降低发电机关键部位的温度，一旦铜导线被腐蚀，就有可能导致电机烧毁爆炸等重大事故，损失极大。可见，解决高温体系下铜材质的缓蚀问题已成为循环冷却水领域的当务之急。
[0004]近年来，以苯并三氮唑为代表的唑类化合物常被用作工业循环冷却水中的铜缓蚀齐U。中国专利:(CN101974760A)公开了一种用于循环冷却水系统的耐氧化型铜缓蚀剂，该缓蚀剂有效成分由苯并三氮 唑、甲基苯并三氮唑和巯基苯并噻唑的一种或混合物组成，能对使用含氯杀菌剂的循环冷却水系统中的铜材料进行保护的同时降低余氯对有机磷酸盐和聚合物阻垢剂的分解，提高循环水系统的杀菌能力，从而降低循环水处理系统的处理费用和提高处理效果。中国专利:(CN102206826A)公开了主要由苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑组成的复匹配型铜缓蚀剂的制备及表面处理方法。所述缓蚀剂由于苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑和巯基苯并噻唑成膜速度快、缓蚀效果好、在较高浓度下可有效避免铜材表面碱式碳酸铜等腐蚀产物的生成。但它们的升华温度均较低(如BTA的升华温度为95°C )，当换热器的壁温较高时易脱附而降低缓蚀效果，因此在高温系统中仅用上述常规的唑类化合物作为铜缓蚀剂的缓蚀效果并不理想。在这种情况下，急需一种化学稳定性好、耐高温、有一定的阈值效应和与其它药剂具有良好的协同效应的铜缓蚀剂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供了一种适用于工业循环冷却水，尤其是高温体系下的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂及其应用。该种铜缓蚀剂具有良好的热稳定性、优异的缓蚀能力，且成本较低，对环境友好。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为:一种含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，所述缓蚀剂由苯并咪唑类化合物(BI)、苯并三氮唑(BTA)、巯基苯并噻唑(MBT)、甲基苯并三氮唑(TTA)、氢氧化钠(NaOH)和水(H2O)组成，各组分质量分数为:苯并咪唑类化合物2°/-3%、苯并三氮唑19-1.5%、巯基苯并噻唑0.59-Ο.7%、甲基苯并三氮唑0.59-Ο.7%、氢氧化钠1°/-2%、余量为去离子水。
[0007]其中，苯并咪唑类化合物选用1-甲基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑和2-苯基苯并咪唑中的一种或几种的混合物。苯并咪唑优选2-苯基苯并咪唑。
[0008]上述含苯并咪唑高温铜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤:先将氢氧化钠加入水中，再将上述的唑类化合物(苯并咪唑类化合物(BI)、苯并三氮唑(BTA)、巯基苯并噻唑(MBT)、甲基苯并三氮唑(TTA))按比例在室温下缓慢搅拌加入其中，继续搅拌f 2小时，待溶液澄清无不溶性杂质时即得到含苯并咪唑高温铜缓蚀剂；
各组分质量分数为:苯并咪唑类化合物2°/-3%、苯并三氮唑19-1.5%、巯基苯并噻唑
0.5°-θ.7%、甲基苯并三氮唑0.5°-θ.7%、氢氧化钠1°/-2%、余量为去离子水。
[0009]BTA在其升华温度95°C以下的系统中成膜速度快、缓蚀效果好，但在较高温度的系统中易脱附而降低缓蚀效果；MBT和TTA虽然成膜速度稍慢，但升华温度较高，成膜后不易脱附；主要成分BI有极好热稳定性，即使在350°C的高温体系下也能对铜材料有良好的保护效果。
[0010]本发明与现有技术相比，其显著优点是:(I)本发明的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，在高温下对铜材质的缓蚀效果优于通常的唑类铜缓蚀剂，即使在350°C的高温体系下，对铜的缓蚀率依然可达到99%以上；(2)本发明的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，因为原料来源广泛，制备工艺简单，成本低，不增加用户设备投资。
[0011]
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1本发明实施例6中体系在高温(150±5-350±5°C )下对I型紫铜标准腐蚀试片投加配方8前的腐蚀率(黑色)和加药后的腐蚀率(白色)随温度变化图示。
[0013]图2本发明实施例7中体系在350 ±5 °C下对I型紫铜、黄铜、白铜标准腐蚀试片分别投加配方8前的腐蚀率(黑色)和加药后的腐蚀率(白色)图示。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本发明的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂的组成及应用效果作进一步说明。
[0015]含苯并咪唑高温铜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤:先将氢氧化钠加入水中，再将苯并咪唑类化合物(BI)、苯并三氮唑(BTA)、巯基苯并噻唑(MBT)、甲基苯并三氮唑(TTA)按比例在室温下缓慢搅拌加入其中，继续搅拌f2小时，待溶液澄清无不溶性杂质时即得到含苯并咪唑高温铜缓蚀剂。
[0016]所使用的缓蚀剂组成如表I所示，所使用的实验所用的补水水质指标如表2所示。
[0017]表I实施例中所用到的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂的组成
【权利要求】
1.一种含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，其特征在于:所述缓蚀剂由苯并咪唑类化合物、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、甲基苯并三氮唑、氢氧化钠和水组成，各组分质量分数为:苯并咪唑类化合物2°/3%、苯并三氮唑P/.5%、巯基苯并噻唑0.5°θ.7%、甲基苯并三氮唑.0.59Ο.7%、氢氧化钠1°/2%、余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂,其特征在于:苯并咪唑类化合物选用1-甲基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑和2-苯基苯并咪唑中的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求2所述的含苯并咪唑高温铜缓蚀剂，其特征在于:苯并咪唑优选2-苯基苯并咪唑。
4.一种制备权利要求1-3中任一所述含苯并咪唑高温铜缓蚀剂的方法，其特征在于包括以下步骤:先将氢氧化钠加入水中，再将权利要求1或2或3中所述的唑类化合物按比例在室温下缓慢搅拌加入其中，继续搅拌广2小时得到含苯并咪唑高温铜缓蚀剂； 各组分质量分数为:苯并咪唑类化合物2°/3%、苯并三氮唑191.5%、巯基苯并噻唑.0.5°-θ.7%、甲基苯并三氮唑0.5°-θ.7%、氢氧化钠1°/2%、余量为去离子水。
【文档编号】C23F11/16GK103436888SQ201310371878
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】夏明珠, 王天易, 雷武, 王风云 申请人:南京理工大学