专利名称：缓蚀阻垢剂的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种缓蚀阻垢剂。
背景技术：
天然水中含有各种盐类，这些盐类溶解为阳离子和阴离子，主要有Ca2+、Mg2+、Na+和HCO3' SO42' Cl—等，含有这些盐类的水，在加热蒸发浓缩的过程中，水中的Ca2+、Mg2+等离子不断与水中的阴离子结合成难溶物质而析出，并生成水垢，附在换热面上。由于水垢的导热性能很差，从而阻碍了热交换，大大降低了换热效率，从而危及设备安全，造成不良后果。尤其是对一些换热要求很高的设备，如炼钢连铸结晶器，在连铸坯凝固过程中，通过结晶器在Imin内要散出的热量，最高时可占总需要散热量的20%左右，因此保证结晶器有足够的冷却能力十分重要，它对初期坯壳的形成具有决定性影响。
为了避免因循环水结垢或腐蚀结晶器，造成传热效率不高或传热不均匀，对循环冷却水的处理就显得尤为重要。为了消除结垢对生产设备的影响，对于敏感度很高的换热设备，必须把水中能形成水垢的硬度成分去除，采用软化水进行冷却，将结垢的风险降低至很低。目前，国内大部分钢厂连铸结晶器、钢包炉、真空炉、氧枪等设备冷却水系统均采用软化水进行冷却。由于软化水去除了水中的大部分硬度成分，从水质腐蚀结垢倾向分析，软化水的腐蚀倾向将大大增强，对设备及管道造成严重的腐蚀，导致腐蚀性结垢，甚至设备穿孔，因此必须向软化水系统投加缓蚀剂，进行缓蚀处理。目前国内使用的软化水系统缓蚀剂主要有钥酸盐、钨酸盐、亚硝酸盐、铬酸盐等。单独组分投加浓度超过200mg/L，其中钥酸盐、钨酸盐单价很高，大剂量投加成本很高，亚硝酸盐、铬酸盐属剧毒物质，大剂量投加对环境污染很大。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供一种缓蚀阻垢剂，从而解决密闭循环软化水处理系统腐蚀和结垢问题。本发明的技术方案为本发明提供一种缓蚀阻垢剂，其原料及其重量配比为钥酸盐8_12%，亚硝酸盐12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5wt%碱溶液。所述唑类衍生物为苯并三氮唑或甲基苯丙三氮唑中的一种。所述钥酸盐为钥酸钠或钥酸钾中的一种。所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾中的一种。所述碱溶液为氢氧化钠溶液。本发明还提供了上述缓蚀阻垢剂的制备方法，具体为将碱溶液、唑类衍生物、钥酸盐、亚硝酸盐、丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物于常温下依次加入反应设备中，搅拌混匀后静置即得本发明的缓蚀阻垢剂；各原料的重量配比为钥酸盐8-12%，亚硝酸盐12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5被％碱溶液。优选的，本发明缓蚀阻垢剂的制备方法为先将碱溶液加入反应设备，之后边搅拌边加入唑类衍生物，搅拌混匀后再边搅拌边加入钥酸盐，待搅拌混匀后再边搅拌边加入亚硝酸盐，最后边搅拌边加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置到室温即得本发明的缓蚀阻垢剂；各原料的重量配比为钥酸盐8-12%，亚硝酸盐12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5被％碱溶液。本发明还提供了上述缓蚀阻垢剂在软化水处理系统中的用途。优选的，上述缓蚀阻垢剂适用于I丐硬度0-45mg/L, pH :6_9,氯离子0-150mg/L,总铁0-3mg/L，总含盐量0-500mg/L的软化水循环系统。
本发明的有益效果本发明缓蚀阻垢剂为无锌、碱性、钥系配方，适用于软化水闭路循环系统。本发明降低了钥酸盐、亚硝酸盐等缓蚀剂的使用量，不但可有效降低处理成本，还可以减小环境污染的风险。本发明缓蚀阻垢剂由有机、无机的缓蚀阻垢剂、分散剂、辅助剂复配而成，配方成分具有明显的协同增效作用，与杀菌剂的兼容性好，对铁离子和卤素耐受性好，操作方便，综合性能优良。另外，本发明产品在常温下将各原料组分按比例加入反应器中搅拌均匀即可，生产工艺简单，组分复配容易，产品稳定性好。本发明缓蚀阻垢剂使用效果优异碳钢类金属的腐蚀速率可以小于O. 025mm/a,铜及铜合金的腐蚀速率可以小于O. 002mm/a，配方中含有高效共聚物，对无机盐垢和腐蚀产物在高温传热面上的沉积有良好的抑制作用，阻垢率可以达到100%，远小于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中的要求，节约工业用水，可广泛适用于冶金、化工、化纤等同类循环冷却水系统，具有相当大的社会效益和推广价值。
具体实施例方式本发明提供一种缓蚀阻垢剂，其原料及其重量配比为钥酸盐8-12%，亚硝酸盐12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5wt%碱溶液。本发明还提供了上述缓蚀阻垢剂的制备方法，具体为将碱溶液、唑类衍生物、钥酸盐、亚硝酸盐、丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物于常温下依次加入反应设备中，搅拌混匀后静置即得本发明的缓蚀阻垢剂；各原料的重量配比为钥酸盐8-12%，亚硝酸盐12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5被％碱溶液。优选的，本发明缓蚀阻垢剂的制备方法为先将碱溶液加入反应设备，之后边搅拌边加入唑类衍生物，搅拌混匀后再边搅拌边加入钥酸盐，待搅拌混匀后再边搅拌边加入亚硝酸盐，最后边搅拌边加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置到室温即得本发明的缓蚀阻垢剂；各原料的重量配比为钥酸盐8-12%，亚硝酸盐
12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5被％碱溶液。由于各种原料加到一起后会发热，全部原料混匀后需降温到常温即得本发明的产品。另外，本发明中，若将各种原料不分次序地同时加入反应设备中搅拌，由于各种原料溶解度不同原因，制备中会出现沉淀，所得产品不符合相关标准，达不到使用要求。本发明还提供了上述缓蚀阻垢剂在软化水处理系统中的用途。优选的，上述缓蚀阻垢剂适用于I丐硬度0-45mg/L, pH :6_9,氯离子0_150mg/L,总铁0-3mg/L，总含盐量0-500mg/L的软化水循环系统。本发明中，钥酸盐是阳极型缓蚀剂，在金属表面形成致密的保护膜，可大大抑制点蚀的发生,热稳定性高,可用于热流密度高及局部过热的系统。亚硝酸盐是对碳钢具有良好缓蚀效果的缓蚀剂。一般认为它是阳极型缓蚀剂，它可以使碳钢以及铜、锌等合金钝化，形成Y -氧化铁钝化膜，从而抑制多金属的腐蚀，采用·亚硝酸钠和钥酸钠的复合配方，降低两种单体的使用浓度，取得更好的缓蚀效果。唑类衍生物能以共价键和配位键与铜原子结合，相互交替形成链状聚合物，在金属铜的表面生成不溶性的Cu-BTA保护膜，从而抑制铜及其合金的腐蚀，对氧化作用的抵抗力很强。丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物具有优良的分散和阻止水中溶解盐以及悬浮粒子沉淀的性能，不仅可阻止碳酸钙、硫酸钙垢的生成，还可分散氧化铁，并且具有阻止磷酸钙生成。缓蚀阻垢剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入少量的这类化学物质可使材料在该介质中的腐蚀、结垢速度明显降低甚至为零；同时保持材料原来的物理机械性能不变。为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步说明本发明。实施例I软化水处理系统用缓蚀阻垢剂、制备方法及其使用效果缓蚀阻垢剂的原料及其质量配比如下钥酸钠9%，亚硝酸钠15%，苯并三氮唑
5%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物12 %，其余是浓度为5wt%的碳酸钠溶液。其制备方法具体为先于反应设备内加540公斤水，开启搅拌装置，缓慢均匀加入50公斤烧碱，搅拌10分钟；其次缓慢加入苯并三氮唑50公斤，搅拌20分钟；之后缓慢加入钥酸钠90公斤，搅拌10分钟；然后缓慢加入亚硝酸钠150公斤，搅拌10分钟；最后缓慢加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物120公斤，搅拌30分钟后停止搅拌，静置60分钟后计量包装即可制备1000公斤产品。所得缓蚀阻垢剂的使用性能研究I、产品质量指标本发明所得缓蚀阻垢剂质量指标满足《水处理剂一阻垢缓蚀剂III》(HG/T2431—93)的要求。2、通过缓蚀阻垢试验，测定缓蚀阻垢剂的使用性能试验条件:隹丐硬度40mg/L, pH :7. 3,氯离子120mg/L,总铁O. 5mg/L,总含盐量450mg/L，试验温度60±1°C ；试验方法将一定量的水注入动态试验装置内，按一定的流量进行循环，并将水温控制在60±1°C;控制补水流量，使装置内水位基本保持恒定，将试验试片挂到系统中，加入试验药剂，开始试验。试验过程中，定期取样(需定量)进行分析，测定总碱度和总硬度含量(同时准确记录取样时装置内总水量和滴加补水的量)，调整系统的补充和排污水量，持续120小时，取出监测试片，根据重量变化计算出腐蚀速率。通过对流经动态模拟实验装置的实验水的水流量、进水口温度、出水口温度、热介质温度的监测，由工业计算机处理计算出阻垢率数据；试验结果腐蚀速率0. 013mm/a,阻垢率100%。实施例2软化水处理系统用缓蚀阻垢剂、制备方法及其使用效果缓蚀阻垢剂的原料及其质量配比如下钥酸钠10%，亚硝酸钠14%，苯并三氮唑4.5%,丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物11%，其余是浓度为5wt%的碳酸钠溶液。
其制备方法具体为先于反应设备内加水550公斤，开启搅拌装置，缓慢均匀加入50公斤烧碱，投加完成后,继续搅拌10分钟；之后缓慢加入苯并三氮唑45公斤，投加完成后，搅拌20分钟；然后缓慢加入钥酸钠100公斤，投加完成后，继续搅拌10分钟；再缓慢加入亚硝酸钠140公斤，继续搅拌10分钟；最后缓慢加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物110公斤。全原料全部投加完成后，继续搅拌30分钟后停止搅拌，静置60分钟后计量包装即可。所得缓蚀阻垢剂的使用性能研究I、产品质量指标所得产品质量符合《水处理剂一阻垢缓蚀剂IIDXHG/T2431-93)的规定。2、通过缓蚀阻垢试验，测定缓蚀阻垢剂的使用性能试验条件|丐硬度45mg/L, pH :7. 6,氯离子150mg/L,总铁O. 7mg/L,总含盐量500mg/L，试验温度60±1°C ；试验方法具体方法同实施例I。试验结果腐蚀速率0. 022mm/a,阻垢率100%。实施例3软化水处理系统用缓蚀阻垢剂、制备方法及其使用效果缓蚀阻垢剂的原料及其质量配比如下钥酸钠12%，亚硝酸钠13%，苯并三氮唑
6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10 %，其余是浓度为5%的碳酸钠溶液。其制备方法具体为先于反应设备内加水540公斤，开启搅拌装置，缓慢均匀加入50公斤烧碱，投加完成后，继续搅拌10分钟；然后缓慢加入苯并三氮唑60公斤，投加完成后，搅拌20分钟；然后缓慢加入钥酸钠120公斤，投加完成后，继续搅拌10分钟；然后缓慢加入亚硝酸钠130公斤，继续搅拌10分钟；最后缓慢加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物100公斤。全原料全部投加完成后，继续搅拌30分钟后停止搅拌，静置60分钟后计量包装即可。本发明缓蚀阻垢剂的使用性能研究I、产品质量指标所得产品质量满足《水处理剂一阻垢缓蚀剂III》(HG/T2431-93)要求。
2、通过缓蚀阻垢试验，测定缓蚀阻垢剂的使用性能试验条件|丐硬度40mg/L, pH :7. 4,氯离子140mg/L,总铁O. 9mg/L,总含盐量400mg/L，试验温度60±1°C ；试验方法具体 方法同实施例I。试验结果腐蚀速率0. 019mm/a,阻垢率100%。
权利要求
1.缓蚀阻垢剂，其特征在于，其原料及其重量配比为钥酸盐8-12%，亚硝酸盐12-15%，唑类衍生物4-6%，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余为浓度为4-5wt%的碱溶液。
2.根据权利要求I所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述唑类衍生物为苯并三氮唑或甲基苯丙三氮唑中的一种。
3.根据权利要求I或2所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述钥酸盐为钥酸钠或钥酸钾中的一种。
4.根据权利要求I或2所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾中的一种。
5.根据权利要求I或2所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
6.权利要求I或2所述的缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，将所述碱溶液、唑类衍生物、钥酸盐、亚硝酸盐、丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物于常温下按照上述配比依次加入反应设备中，搅拌混匀后静置即得本发明的缓蚀阻垢剂。
7.根据权利要求6所述的缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，先将碱溶液加入反应设备,之后边搅拌边加入唑类衍生物,搅拌混匀后再边搅拌边加入钥酸盐,待搅拌混匀后再边搅拌边加入亚硝酸盐，最后边搅拌边加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置到室温即得本发明的缓蚀阻垢剂。
8.权利要求I或2所述的缓蚀阻垢剂在软化水处理系统中的用途。
9.根据权利要求8所述的缓蚀阻垢剂在软化水处理系统中的用途，其特征在于，所述缓蚀阻垢剂适用于钙硬度0-45mg/L，pH :6_9，氯离子0_150mg/L，总铁含量0_3mg/L，总含盐量0-500mg/L的软化水处理系统。
全文摘要
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种缓蚀阻垢剂。本发明提供一种缓蚀阻垢剂，其原料及其重量配比为钼酸盐8-12％，亚硝酸盐12-15％，唑类衍生物4-6％，丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15％，其余为浓度为4-5wt%碱溶液。本发明缓蚀阻垢剂为无锌、碱性、钼系配方，适用于软化水闭路循环系统；本发明降低了钼酸盐、亚硝酸盐等缓蚀剂的使用量，不但可有效降低处理成本，还可以减小环境污染的风险。本发明缓蚀阻垢剂使用效果优异碳钢类金属的腐蚀速率可以小于0.025mm/a，铜及铜合金的腐蚀速率可以小于0.002mm/a，阻垢率可以达到100%。
文档编号C02F5/12GK102897925SQ20121043505
公开日2013年1月30日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者艾朝杰, 谢永生, 万新丰, 王燕 申请人:攀枝花钢城集团瑞天安全环保有限公司