一种低磷水处理剂组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低磷水处理剂组合物以及该组合物在工业循环冷却水中的应用。
【背景技术】
[0002] 在循环冷却水系统中，主要存在结垢、腐蚀和微生物危害三方面问题。防止系统结 垢和腐蚀最方便且有效的方法是在循环冷却水中投加缓蚀阻垢剂。目前国内常用于循环冷 却水处理的缓蚀阻垢剂多为含磷处理剂，随着人们对含磷化合物导致水体污染并富营养化 问题的逐渐认识，国家对磷排放的要求也日益严格，低磷配方的开发越来越受到重视。
[0003] 循环冷却水系统中细菌和藻类的控制，一般通过投加杀菌剂来控制。常用的杀菌 剂分为两大类，氧化型和非氧化型杀菌剂。氧化型杀菌剂因其价格低廉而被普遍使用，但 其易受循环冷却水中pH、有机物、阻垢缓蚀剂等因素的影响和干扰，使之杀菌效果降低，而 且长期使用，微生物易产生抗药性.也将影响杀菌效果，同时该类杀菌剂具有较强的氧化 性，容易氧化其他水处理剂使其失效；非氧化型杀菌剂不以氧化作用杀死水中微生物，而是 通过作用于微生物的特殊部位使之致死，因此，非氧化型杀菌剂不受循环冷却水中pH、有机 物、阻垢缓蚀剂等因素的影响和干扰。定期在循环冷却水中使用非氧化型杀菌剂，可以剥离 循环冷却水系统中的生物粘泥，同时可防止微生物产生抗药性，非氧化型杀菌剂可以是氧 化型杀菌剂的辅助杀菌剂，现场一般采用冲击投加，加药量较大。其中最常见的非氧化型杀 菌剂有季铵盐类杀菌剂和异噻唑啉酮，季铵盐类杀菌剂具有较好的瞬间杀菌效果，但药效 持续时间短，且剥离后的粘泥微生物不能被彻底杀死，过一段时间又会重新形成粘泥；异噻 唑啉酮瞬间杀菌效果较差，一般要加药24h才开始见效，投加量大，费用高，长期使用还对 循环冷却水系统具有腐蚀作用。虽然目前还开发了很多新型非氧化型杀菌剂，但还没有一 种非氧化型杀菌剂能完全替代氧化型杀菌剂。且常见的这几种非氧化型杀菌剂从开始使用 至今已有几十年的时间了，更新换代速度缓慢，长期使用过程中微生物容易对其产生抗药 性，需要不断加大常用杀菌剂的使用浓度才能继续保持较好的杀菌效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有的水处理剂含磷量大、用量多等缺陷，提供了一种含 磷低且药剂用量少的低磷水处理剂组合物及其应用。
[0005] 通常，有机膦酸缓蚀剂含有与碳原子相连的膦酸基（一P03H 2)。与早期磷系配方中 的无机聚磷酸盐相比，有机膦酸具有良好的化学稳定性、不易水解、可耐较高温度、药剂用 量小等优点，且兼具缓蚀和阻垢双重功能。有机膦酸是一类阴极型缓蚀剂，同时又是一类非 化学当量阻垢剂，具有明显的溶限效应。它们对许多金属离子如Ca 2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+等都具 有良好的螯合能力，甚至对一些金属的无机盐类如CaC0 3、CaS04、MgSi03等也有较好的去活 化作用。但常用有机膦酸不能有效地抑制磷酸钙垢和锌垢，且本身易形成有机膦酸垢。多 数有机膦酸缓蚀剂均对氯敏感，易被氧化型杀菌剂氧化。另外，单独使用有机膦缓蚀剂都存 在总磷偏高的问题。
[0006] 苯酰胺类杀菌剂通常用作农药杀菌剂，常见的有甲霜灵、恶霜灵、苯霜灵和甲呋酰 胺。这四种药剂用作农药杀菌剂，杀菌效果好，但用于循环冷却水系统较少，主要是由于这 几种药剂在水中溶解度较低，在循环水处理中的使用受到一定限制。
[0007] 本发明的发明人研究发现，通过将苯酰胺类杀菌剂与有机膦酸缓蚀剂和含磺酸基 的共聚物复配使用，苯酰胺类杀菌剂、有机膦酸缓蚀剂和含磺酸基的共聚物之间可以发挥 较好的协同作用，在应用于水处理中药剂的用量明显降低，且可以有效地解决单独使用有 机膦酸含磷高的缺陷，同时又能够获得较好的阻垢、缓蚀和杀菌的效果，从而完成本发明。
[0008] 本发明提供了一种低磷水处理剂组合物，其中，该组合物含有苯酰胺类杀菌剂、有 机膦酸缓蚀剂和含磺酸基的共聚物。
[0009] 本发明还提供了该低磷水处理剂组合物在水处理过程中的应用。
[0010] 在本发明中，通过将苯酰胺类杀菌剂、有机膦酸缓蚀剂和含磺酸基的共聚物复配 以得到本发明中的低磷水处理剂组合物，将该组合物应用于工业循环冷却水处理时，可以 获得较好的杀菌、缓蚀和阻垢效果，并且含磷量低、药剂用量少。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0012] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0013] 本发明提供了一种低磷水处理剂组合物，其中，该组合物含有苯酰胺类杀菌剂、有 机膦酸缓蚀剂和含磺酸基的共聚物。
[0014] 尽管将所述苯酰胺类杀菌剂、所述有机膦酸缓蚀剂和所述含磺酸基的共聚物配合 使用就可以用于水处理中，但是为了达到较好的水处理效果，优选情况下，相对于100重量 份的所述含磺酸基的共聚物，所述苯酰胺类杀菌剂的含量为8-300重量份，所述有机膦酸 缓蚀剂的含量为8-120重量份。更优选情况下，相对于100重量份的所述含磺酸基的共聚 物，所述苯酰胺类杀菌剂的含量为20-130重量份，所述有机膦酸缓蚀剂的含量为30-100重 量份。更进一步优选情况下，相对于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述苯酰胺类杀 菌剂的含量为20-90重量份，所述有机膦酸缓蚀剂的含量为35-70重量份。
[0015] 根据本发明的低磷水处理剂组合物，所述苯酰胺类杀菌剂具有较强的杀菌作用， 因此本发明的组合物中所述苯酰胺类杀菌剂可以为本领域常规的苯酰胺类杀菌剂，优选情 况下，所述苯酰胺类杀菌剂为甲霜灵、恶霜灵、苯霜灵和甲呋酰胺中的一种或多种，更优选 为甲霜灵。其中，甲霜灵的化学名为D，L-N- (2, 6-二甲基苯基）-N- (2-甲氧基乙酰）丙氨酸 甲酯，其分子式为C15H21N04 ;恶霜灵的化学名为2-甲氧基-N_(2_氧代-1，3-恶唑烧_3_基） 乙酰胺-N_(2'，6'-二甲基苯），其分子式为C 14H18N204 ;苯霜灵的化学名为N-苯乙酰 基-N-2, 6-二甲苯基-DL-丙氨酸甲酯，其分子式为C2QH23N03 ;甲呋酰胺的化学名为N-苯乙 酰基-N-2, 6-二甲苯基-DL-丙氨酸甲酯，其分子式为C12HnN02。另外，由于苯酰胺类杀菌剂 在水中的溶解度较低，因此，配药时可先用少量乙醇溶解。
[0016] 根据本发明的低磷水处理剂组合物，所述有机膦酸缓蚀剂具有优良的阻垢缓蚀 性能，因此，本发明的组合物中的所述有机膦酸缓蚀剂可以为本领域常规的有机膦酸缓蚀 剂，优选情况下，所述有机膦酸缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸01EDP)、氨基三甲叉膦酸（ATMP)、 2-膦酸基-1，2, 4-三羧酸丁烷（PBTCA)、羟基膦酸基乙酸（HPAA)、乙二胺四甲叉膦酸 (EDTMP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸（DTPMPA)、甘氨酸二甲叉膦酸、谷氨酸二甲叉膦酸、氨基磺 酸二甲叉膦酸和氨基乙磺酸二甲叉膦酸中的一种或多种。更优选情况下，所述有机膦酸缓 蚀剂为ffiDP、ATMP、PBTCA和HPAA中的一种或多种。
[0017] 根据本发明的低磷水处理剂组合物，所述含磺酸基的共聚物具有阻垢分散性能， 尤其是当该共聚物为含有磺酸基、羧酸基和膦酸基中一种或多种的二元共聚物和/或三 元共聚物时，因此，本发明的组合物中所述含磺酸基的优选的所述二元共聚物为丙烯酸 /2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPS)，优选的所述三元共聚物为丙烯酸 /丙烯酰胺/2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AM/AMPS)、丙烯酸/丙烯酸 酯/2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/丙烯酸酯/AMPS)、丙烯酸/马来酸酐 /2_甲基-2 '-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/马来酸酐/AMPS)和丙烯酸/2_丙烯酰 胺基-2-甲基丙膦酸/2_甲基-2'-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物（AA/AMPP/AMPS)中的一 种或多种，其中，所述丙烯酸酯优选为丙烯酸C1-C8烷基或羟烷基酯，更优选为丙烯酸甲酯 (MA)、丙烯酸乙酯（EA)或丙烯酸羟丙酯（HPA)。
[0018] 本发明的低磷水处理剂组合物还可以含有杂环化合物。当所述低磷水处理剂组合 物含有杂环化合物时，该低磷水处理剂组合物特别适合用于对铜材设备的工业循环冷却水 进行处理。优选情况下，相对于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述杂环化合物的含 量为25-180重量份。所述杂环化合物可以为本领域常规使用的各种杂环化合物，优选情况 下，所述杂环化合物为巯基苯并噻唑和/或苯并三氮唑。
[0019] 本发明的低磷水处理剂组合物还可以含有锌盐。当所述低磷水处理剂组合物含有 锌盐时，该低磷水处理剂组合物特别适用于对较强腐蚀性的循环冷却水的处理。优选情况 下，相对于100重量份的所述含磺酸基的共聚物，所述锌盐的含量为25-180重量份。所述 锌盐可以为本领域常规使用的各种锌盐，优选情况下，所述锌盐为硫酸锌和/或氯化锌。
[0020] 在本发明中，所述低磷水处理剂组合物还可以含有水。所述低磷水处理剂组合物 中的水含量可以根据常规的水处理剂的浓度而确定。当所述低磷水处理剂组合物含有水 时，所述低磷水处理剂组合物优选以水溶液的形式存在，该水溶液的浓度可以为水处理过 程中的水处理剂的实际应用的有效浓度，也可以为比实际应用有效浓度更浓的浓度，并且 在实际应用过程中稀释至相应的有效