CN114262070A - 一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用,属于工业水处理技术领域。本发明通过限定分散剂、阻垢剂以及水溶性锌盐的特殊配比,可使金属表面形成的保护膜表面缺陷降低、保护膜更均匀致密,能在较宽泛的水质范围内保持稳定,从而使无磷缓蚀阻垢剂可以在宽泛的水质范围中使用、甚至可在水波波动、工艺泄露的冷却水中使用。
Description
技术领域
本发明涉及工业水处理技术领域,尤其涉及一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用。
背景技术
循环冷却水***的运行必须解决腐蚀、结垢及沉积、微生物这三大问题。目前,化学处理是解决这三大问题的重要手段,在冷却水运行过程中向***中持续的投加各种药剂如缓蚀剂阻垢剂杀菌剂等,以防止腐蚀、结垢与沉积以及微生物问题的发生,确保冷却水***的稳定高效运行。目前使用的药剂多为含磷化学品,而磷会导致水体的富营养化,冷却水的全面无磷化处理是必然趋势。因此无磷缓蚀阻垢技术的应用水质范围应该尽可能的宽泛,需覆盖从我国南方到北方的大部分地区的水质(低、中、高-硬度、碱度、氯离子、电导率等)。
此外,我国每年的工业用水量约为1300亿吨,而循环冷却水的用水量约占工业用水量的75%左右,接近1000亿吨,循环冷却水***是重要的节水引擎。目前,循环冷却水的节水主要有两种途径,一是在现有基础上提高冷却水***运行的浓缩倍数,直接降低冷却水***的用水量和排污量;二是尽可能的使用回用水、如将其他工艺环节使用过的水,或是工业废水简单处理后直接作为冷却水补水回用到冷却水***。在实际工业生产中,面对逐渐严格的用水管控和巨大的节水压力,企业更偏向于两种途径同时进行,以达到双重节水的目的。因此,水质稳定的单一补水源用于冷却水的状况可能会越来越少。在现有基础上提高浓缩倍数会增加冷却水处理控制难度、可能加速***管道及设备腐蚀、以及促进结垢和微生物的滋生;而补水水质来源多样水质多变,可能导致冷却水水质经常性发生波动,在某一时间段出现较低硬度水质、pH波动异常、或高氯离子高电导率等多种情况,给冷却水处理的控制增加不确定性和难度。从长期运行来看,循环冷却水***的水质较难处在某一稳定的水质条件,可能会较宽泛、较苛刻的水质条件。此外,在化工、冶金和石化等行业,常出现工艺侧泄露的情况,如酸泄露、油泄露和氨泄漏等等,使得水质增加了更大的不确定性,提高了循环冷却水处理的处理难度。因此无磷缓蚀阻垢技术还需应对这种水质多样、水质波动带来的冷却水处理技术挑战。
目前已有相关的无磷缓蚀阻垢技术应用于循环冷却水领域,如专利CN103523936A公布了用于超低硬度的水质的无磷缓蚀阻垢剂,CN109019883A公布了可用于工业污水作为补水的循环冷却水无磷缓蚀阻垢方案,CN103673765A公开了用于中央空调***循环冷却水无磷缓蚀阻垢方案,CN105314743A公开了适用于负硬度水质的无磷缓蚀阻垢剂。然而,现有技术公开的无磷缓蚀阻垢技术仅能在某些特定水质能取得较好的处理效果,其应用条件并不能覆盖较宽的水质范围(如能使用在低、中、高-硬度、碱度、氯离子、电导率),也不能应对补水水质来源多样、水质复杂、工艺泄露、水质长期波动,给冷却水的全面无磷化处理带来了挑战,影响了冷却水的无磷化进程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法和应用,所述无磷缓蚀阻垢剂可应用于宽泛的水质(低中高-硬度、碱度、氯离子、电导率),还可应用于补水水质来源多样、水质复杂、工艺泄露、水质长期波动的冷却水***,普适性好,且能制备成液态和固态两种形式。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种无磷缓蚀阻垢剂,包括分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂;所述无磷缓蚀剂包括碳钢缓蚀剂;所述碳钢缓蚀剂包括水溶性锌盐;所述分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:(0.033~30);所述分散剂和阻垢剂的有效活性物总质量与无磷缓蚀剂的有效活性物质量比为1:(0.00167~10)。
优选的,所述分散剂包括水溶性羧酸类聚合物,所述水溶性羧酸类聚合物包括水溶性羧酸类均聚物或水溶性羧酸类共聚物;所述水溶性羧酸类均聚物的聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸或甲基丙烯酸;所述水溶性羧酸类共聚物的聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸和甲基丙烯酸中的两种或多种,或者所述水溶性羧酸类共聚物的聚合单体包括第一聚合单体和第二聚合单体,所述第一聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸和甲基丙烯酸中的一种或几种;所述第二聚合单体包括丙烯酰胺、烯丙基磺酸和2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸单体中的一种或几种;
所述阻垢剂包括水溶性羧酸类化合物;所述水溶性羧酸类化合物包括聚马来酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸中的一种或几种。
优选的,所述水溶性锌盐包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌和醋酸锌中的一种或多种;
所述碳钢缓蚀剂还包括稀土金属盐,所述稀土金属盐包括氯化铈、硫酸铈、硝酸铈、氯化镧、硫酸镧、硝酸镧、氯化钇、硫酸钇、硝酸钇、氯化镨、硫酸镨、硝酸镨、氯化钕、硫酸钕、硝酸钕、氯化钐硫酸钐和硝酸钐中的一种或几种;
所述无磷缓蚀剂还包括铜缓蚀剂,所述铜缓蚀剂包括唑类化合物,所述唑类化合物包括2-巯基苯并噻唑,苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、氯代甲基苯并三氮唑和5-丁基-1H-苯并三氮唑(5-丁基-苯并***)中的一种或几种。
优选的,还包括荧光示踪剂;所述荧光示踪剂为芘磺酸盐;所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的有效活性物总质量与荧光示踪剂的质量比为1:(0~0.48)。
优选的,还包括杀菌剂;所述杀菌剂包括非氧化性杀菌剂;所述非氧化性杀菌剂包括氯酚类杀菌剂、季铵盐类杀菌剂、异噻唑啉酮类杀菌剂、酰胺类杀菌剂、有机硫化合物类杀菌剂和戊二醛中的一种或几种;所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中有效活性物总质量与杀菌剂中有效活性物的质量比为1:(0~1.43)。
优选的,还包括水。
优选的,还包括固体酸,所述固体酸包括固体有机羧酸、固体有机磺酸、硫酸氢盐和氨基磺酸中的一种或多种;所述固体有机羧酸包括酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、己二酸、羟基乙酸中的一种或几种;所述固体有机磺酸包括苯磺酸或对甲基苯磺酸;所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中有效活性物总质量与固体酸的质量比为1:(0~23.8)。
本发明提供了上述技术方案所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法,包括以下步骤:
将分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂混合,得到无磷缓蚀阻垢剂。
优选的,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括水时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂。
优选的,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括固体酸和杀菌剂时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将所述无磷缓蚀阻垢剂中的液态原料进行干燥,得到固态颗粒;所述固态颗粒的粒径为10~3000μm;
将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂;
或者,当所述杀菌剂为液态原料时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将所述无磷缓蚀阻垢剂中不包括杀菌剂的其他液态原料进行干燥,得到固态颗粒;所述固态颗粒的粒径为10~3000μm;
将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,在所述混合过程中,添加杀菌剂,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
优选的,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂;
将所述液态无磷缓蚀阻垢剂干燥,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
本发明提供上述技术方案所述无磷缓蚀阻垢剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的无磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水***中的应用。
本发明利用水溶性锌盐作为无磷缓蚀剂,促使在金属表明形成动态保护膜,隔绝金属基体和腐蚀介质从而达到缓蚀目的,且所形成的保护膜具有优异的均匀性、致密度以及稳定性,能够提高缓蚀效果,而水中活性锌离子浓度是维持动态保护膜的关键。本发明利用分散剂和阻垢剂发挥分散、稳定、螯合锌离子的作用,使活性锌离子浓度保持在最优范围,通过限定分散剂、阻垢剂以及水溶性锌盐的特殊配比,可使金属表面形成的保护膜表面缺陷降低、保护膜更均匀致密,能在较宽泛的水质范围内保持稳定,从而使无磷缓蚀阻垢剂可以在宽泛的水质范围中使用、甚至可在水波波动、工艺泄露的冷却水中使用。
进一步,本发明使用稀土金属盐作为碳钢缓蚀剂,通过保持稀土金属盐与水溶性锌盐的配比,稀土金属盐易在锌盐保护膜的缺陷处优先沉积形成稀土金属的氢氧化物或氧化物,进一步填补了保护膜的微观缺陷,进一步提高了保护膜致密度和均匀度,使得保护膜更稳定,提高无磷缓蚀阻垢剂的性能。
本发明提供的无磷缓蚀阻垢剂可在较宽泛的水质条件(低中高碱度、硬度、氯离子、电导率等)应用,还可应用在补水来源不稳定、水质复杂、工艺侧泄露等水质波动的冷却水***。
进一步的,本发明所述无磷缓蚀阻垢剂可制备成液体和固体两种形式。尤其是固态无磷缓蚀阻垢剂,相对于液体,固态无磷缓蚀阻垢剂的体积和重量降低了仅80%,可大大节省运输成本和冷却水现场的储存空间、提升现场整洁度,而且不需要危险容器包装材料(液态产品的包装材料一般为高密度聚乙烯HDPE),使用后不产生危险固体废弃物、更安全、更环保。两种产品形式可根据冷却水现场条件综合考虑进行选择。
附图说明
图1为应用例3试验结束后的碳钢挂片图。
具体实施方式
本发明提供了一种无磷缓蚀阻垢剂,包括分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂;所述无磷缓蚀剂包括碳钢缓蚀剂;所述碳钢缓蚀剂包括水溶性锌盐;所述分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:(0.033~30);所述分散剂和阻垢剂的有效活性物总质量与无磷缓蚀剂的有效活性物质量比为1:(0.00167~10)。
在本发明中,若无特殊说明,所需原料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明所述有效活性物均代表发挥实际作用的有效成分。
本发明提供的无磷缓蚀阻垢剂包括分散剂。在本发明中,所述分散剂优选包括水溶性羧酸类聚合物,所述水溶性羧酸类聚合物优选包括水溶性羧酸类均聚物或水溶性羧酸类共聚物;所述水溶性羧酸类均聚物的聚合单体优选包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸或甲基丙烯酸;所述水溶性羧酸类均聚物优选为聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚马来酸。
在本发明中,所述水溶性羧酸类共聚物的聚合单体优选包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸和甲基丙烯酸中的两种或多种,或者所述水溶性羧酸类共聚物的聚合单体优选包括第一聚合单体和第二聚合单体,所述第一聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸和甲基丙烯酸中的一种或几种;所述第二聚合单体优选包括丙烯酰胺、烯丙基磺酸和2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸单体中的一种或几种;所述水溶性羧酸类共聚物优选为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)。
当所述分散剂为上述中的两种及以上时,本发明对不同种类的水溶性羧酸类聚合物配比没有特殊的限定,任意配比均可。
在本发明中,所述分散剂的作用为分散循环冷却水中的各种离子、悬浮物,防止其在水中发生团聚和沉积,此外还起到稳定缓蚀型物质的作用,提高其在水中的离子稳定性和活性。
本发明提供的无磷缓蚀阻垢剂包括阻垢剂;所述阻垢剂优选包括水溶性羧酸类化合物;所述水溶性羧酸类化合物优选包括聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、聚马来酸(HPMA)、聚环氧琥珀酸(PESA)和聚天冬氨酸(PASP)中的一种或几种;当所述水溶性羧酸类化合物为上述中的两种及以上时,本发明对不同种类水溶性羧酸类化合物的配比没有特殊的限定,任意配比均可。
在本发明中,所述阻垢剂起到抑制硬垢形成的作用(如碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、硅酸镁等垢),除阻垢功能外,还能够起到稳定或螯合冷却水中中的锌盐和/或稀土金属盐等缓蚀物质的作用,使缓蚀物质能够保持更高活性。
在本发明中,所述分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:(0.033~30),优选为1:(0.2~5),更优选为1:(1~5),进一步优选为1:(1.5~2.25),再进一步优选为1:(1.88~2)。
本发明提供的无磷缓蚀阻垢剂包括无磷缓蚀剂;所述无磷缓蚀剂包括碳钢缓蚀剂。
在本发明中,所述碳钢缓蚀剂包括水溶性锌盐。在本发明中,所述水溶性锌盐优选包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌和醋酸锌中的一种或多种,更优选为氯化锌或水合氯化锌;当所述水溶性锌盐为上述中的两种及以上时,本发明对不同种类水溶性锌盐的配比没有特殊的限定,任意配比均可。
在本发明中,所述碳钢缓蚀剂还包括稀土金属盐,所述水溶性锌盐中有效活性物和稀土金属盐中有效活性物的质量比为1:(0~30),优选为1:(0.01~2),更优选为1:(0.0667~0.5),进一步优选为1:(0.3~0.5)。在本发明中,所述稀土金属盐优选包括氯化铈、硫酸铈、硝酸铈、氯化镧、硫酸镧、硝酸镧、氯化钇、硫酸钇、硝酸钇、氯化镨、硫酸镨、硝酸镨、氯化钕、硫酸钕、硝酸钕、氯化钐硫酸钐和硝酸钐中的一种或几种;更优选为氯化铈、氯化镧和氯化钇中的一种或几种;当所述稀土金属盐为上述中的两种及以上时,本发明对不同种类稀土金属盐的配比没有特殊的限定,任意配比均可。
在本发明中,所述无磷缓蚀剂优选还包括铜缓蚀剂,所述铜缓蚀剂优选包括唑类化合物,唑类化合物包括2-巯基苯并噻唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、氯代甲基苯并三氮唑和5-丁基-1H-苯并三氮唑(5-丁基-苯并***)中的一种或几种;更优选为苯并三氮唑、氯代甲基苯并三氮唑和5-丁基-1H-苯并三氮唑(5-丁基-苯并***)中的一种或几种。当所述唑类化合物为上述中的两种及以上时,本发明对不同种类唑类化合物的配比没有特殊的限定,任意配比均可。
在本发明中,所述碳钢缓蚀剂中有效活性物和铜缓蚀剂的质量比优选为1:(0~50),优选为1:(0.02~5.6),更优选为1:(0.333~5.6),进一步优选为1:(0.625~0.857)。
在本发明中,所述铜缓蚀剂的作用是抑制铜及铜合金的腐蚀,所述碳钢缓蚀剂的作用为抑制碳钢、不锈钢等铁基材料的腐蚀。
在本发明中,所述分散剂和阻垢剂的有效活性物总质量与无磷缓蚀剂的有效活性物质量比优选为1:(0.00167~10),优选为1:(0.021~1.33),更优选为1:(0.0075~1.42),进一步优选为1:(0.1~0.2)。
在本发明中,所述无磷缓蚀阻垢剂优选还包括荧光示踪剂;所述荧光示踪剂优选为芘磺酸盐;所述芘磺酸盐优选为1,3,6,8-芘四磺酸四钠盐(PTSA)。
在本发明中,所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的有效活性物总质量与荧光示踪剂的质量比优选为1:(0~0.48),更优选为1:(0.00426~0.47),进一步优选为1:(0.0075~0.15)。
在本发明中,所述荧光示踪剂的作用是为了准确测量无磷缓蚀阻垢剂的浓度,从而可以实现药剂按照需求进行准确投加,摆脱药剂粗放式的投加方式,提升药剂的投加精度。
在本发明中,所述无磷缓蚀阻垢剂优选还包括杀菌剂;所述杀菌剂优选包括非氧化性杀菌剂;所述非氧化性杀菌剂优选包括氯酚类杀菌剂、季铵盐类杀菌剂、异噻唑啉酮类杀菌剂、酰胺类杀菌剂、有机硫化合物类杀菌剂和戊二醛中的一种或几种;更优选为异噻唑啉酮类杀菌剂和酰胺类杀菌剂;所述氯酚类杀菌剂优选为双氯酚、三氯酚和五氯酚中的一种或多种;所述季铵盐类杀菌剂优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二甲基苄基溴化铵和十二烷基三甲基氯化铵中的一种或多种;所述异噻唑啉酮类杀菌剂优选为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和/或5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮;所述酰胺类杀菌剂优选为溴化丙酰胺,所述溴化丙酰胺优选为2,2-二溴-3氮川丙酰胺(DBNPA);所述有机硫化合物类杀菌剂优选为二硫氰酸甲酯;当所述杀菌剂为上述中的两种及以上时,本发明对不同种类杀菌剂的配比没有特殊的限定,任意配比均可。
在本发明中,所述杀菌剂主要起到抑制无磷缓蚀阻垢剂微生物滋生的作用,延长无磷缓蚀阻垢剂的保质期,此外杀菌剂使得所述无磷缓蚀阻垢剂对冷却水还具备一定的杀菌作用。
在本发明中,所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中有效活性物总质量与杀菌剂中有效活性物的质量比为1:(0~1.43),更优选为1:(0.0015~0.15),进一步优选为1:(0.0137~0.038)。
作为本发明的优选方案,所述无磷缓蚀阻垢剂优选还包括水,本发明对所述水的用量没有特殊的限定,能够形成液态无磷缓蚀阻垢剂即可。
作为本发明的优选方案,所述无磷缓蚀阻垢剂优选还包括固体酸,所述固体酸优选包括固体有机羧酸、固体有机磺酸、硫酸氢盐和氨基磺酸中的一种或多种,所述固体有机羧酸优选包括酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、己二酸、羟基乙酸中的一种或几种;所述固体有机磺酸包括苯磺酸或对甲基苯磺酸;所述硫酸氢盐优选为硫酸氢钠或硫酸氢钾。在本发明中,当所述固体酸为上述中的任意两种及以上时,本发明对不同种类固体酸的配比没有特殊的限定,任意配比均可;所述固体酸更优选为柠檬酸、硫酸氢盐或氨基磺酸。
在本发明中,所述固体酸的作用:一是作为酸性物质,本身具有很强的阻垢性能,可有效帮助无磷缓蚀阻垢剂提升阻垢性能;二是固态酸可有效提升无磷缓蚀阻垢剂中的缓蚀性物质的活性;三是固体酸可有效防止无磷缓蚀阻垢剂组分之间的沉淀问题,使得所述无磷缓蚀阻垢剂各组分间保持高度的兼容性。
在本发明中,所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中有效活性物总质量与固体酸的质量比优选为1:(0~23.8),更优选为1:(0~4.5),进一步优选为1:(0.49~4.5)。
本发明提供了上述技术方案所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法,包括以下步骤:
将分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂混合,得到无磷缓蚀阻垢剂。
本发明对所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂混合的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程将物料混合均匀即可。
在本发明中,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括荧光示踪剂时,所述混合过程中,还包括加入荧光示踪剂;当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括杀菌剂时,所述混合的过程中,还包括加入杀菌剂;当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括固体酸时,所述混合的过程中,还包括加入固体酸。
在本发明中,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括水时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法优选包括以下步骤:
将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂。
本发明对所述分散剂和阻垢剂混合的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程将物料混合均匀即可。
将所述分散剂和阻垢剂混合后,本发明优选检测所得混合物的pH值,当所述混合物的pH值>3时,本发明优选向所述混合物中加入酸调整pH至≤3,再加入其它组分。本发明对所述酸没有特殊的限定,本领域熟知市售酸即可。
得到分散剂和阻垢剂的混合物后,本发明向所得混合物中加入无磷缓蚀剂,搅拌至充分溶解后,加入水,继续搅拌均匀,得到液态无磷缓蚀阻垢剂。本发明对所述搅拌的速率没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程保证得到均匀混合物即可。
在本发明中,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括固体酸和杀菌剂时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法优选包括以下步骤:
将所述无磷缓蚀阻垢剂中的液态原料进行干燥,得到固态颗粒;所述固态颗粒的粒径为10~3000μm。
将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
或者,当所述杀菌剂为液态原料时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将所述无磷缓蚀阻垢剂中不包括杀菌剂的其他液态原料进行干燥,得到固态颗粒;所述固态颗粒的粒径为10~3000μm;
将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,在所述混合过程中,添加杀菌剂,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
本发明将所述无磷缓蚀阻垢剂中的液态原料进行干燥,得到固态颗粒。在本发明中,将所述无磷缓蚀阻垢剂中的液态原料进行干燥时,可将不同液态原料分别进行干燥后混合;或者先将不同液态原料均匀混合,然后进行干燥。
在本发明中,所述干燥的方式优选为蒸发干燥或喷雾干燥;所述干燥的温度优选≤220℃;本发明对所述干燥的其他过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程得到所需粒径的固态颗粒即可。在本发明中,所述固态颗粒的粒径为10~3000μm,优选粒径为30~2000μm。本发明通过控制固态颗粒的粒径,使得固态颗粒物料具备一定的流动性,防止团聚。
得到固态颗粒后,本发明将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。本发明对将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程将物料混合均匀即可。在所述混合过程中,本发明优选持续搅拌确保混合物不发生局部团聚,并保持一定的流动性。
完成所述混合后,本发明优选将所得混合物料灌入模具,进行压制;本发明对所述压制的压力没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程压制得到所需形状的产品即可;本发明通过压制将无磷缓蚀阻垢剂制成所需形状的各种块体。本发明对所述模具没有特殊的限定,本领域熟知的压制用模具即可。本发明通过精确控制各组分配比,并将不同组分混合后压制成型,解决了固态无磷缓蚀阻垢剂在溶解时组分之间的兼容性问题,同时具备了液态无磷缓蚀阻垢剂相同的性能。
在本发明中,当所述杀菌剂为液态原料时,所述添加杀菌剂的过程优选为喷洒杀菌剂,本发明对所述喷洒杀菌剂的过程没有特殊的限定,按照本领域熟知的过程均匀喷洒所需用量的杀菌剂即可。
作为本发明的另一个优选方案,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法优选包括以下步骤:
将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂;
将所述液态无磷缓蚀阻垢剂干燥,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
在本发明中,将所述将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂的过程优选与上述制备液态无磷缓蚀阻垢剂的过程相同,在此不再赘述。
在本发明中,将所述液态无磷缓蚀阻垢剂干燥的过程优选与上述制备固体无磷缓蚀剂中干燥的过程相同,在此不再赘述。
完成所述液态无磷缓蚀阻垢剂干燥的过程后,优选还包括将所得颗粒进行压制,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。本发明所述压制的过程优选与上述方案相同,在此不在赘述。
本发明提供了上述技术方案所述无磷缓蚀阻垢剂或上述技术方案所述制备方法制备得到的无磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水***中的应用。本发明对所述应用的方法没有特殊的限定,按照本领域熟知的方法应用即可。
在本发明中,所述无磷缓蚀阻垢剂为液态时,可按需求准确投加药剂量,可适用于宽泛的、补水来源多样、水质复杂、水质波动等各种条件的循环冷却水水质,具有卓越的缓蚀阻垢性能;使用时通过加药泵将液体无磷缓蚀阻垢剂泵入到冷却水***中;也可按照各组分独立加入到循环冷却水***当中,满足上述配比即可。
在本发明中,所述无磷缓蚀阻垢剂为固体时,使用时置于固体分配***中,引入循环冷却水的补水使固态无磷缓蚀阻垢剂溶解并获得固含量<50%的溶液,然后将药剂准确地通过加药泵给入到循环冷却水***中。相比于液态无磷缓蚀阻垢剂,固态无磷缓蚀阻垢剂也可适用于宽泛的、苛刻的、补水来源多样、水质复杂、水质波动等各种条件的循环冷却水水质,具有同样卓越的缓蚀阻垢性能;此外本发明所述的固态无磷缓蚀阻垢剂还可长时间储存不变质、体积小、储存空间小、重量轻、使用安全、使用后不产生危险容器类固体废弃物,更符合可持续发展的要求。
在本发明中,所述无磷缓蚀阻垢剂可应用于宽泛的循环冷却水水质(钙离子范围0~1000mg/L(以CaCO3计算),氯离子范围为0~800mg/L(以氯离子计算),总碱度0~600mg/L(以CaCO3计算)),还可应用在补水来源多样、水质波动等各种条件的循环冷却水水质。
本发明利用所述无磷缓蚀阻垢剂抑制循环冷却水***的金属腐蚀,以及用于抑制结垢,具体为抑制碳酸钙、硫酸钙或硅酸盐结垢;所述金属包括碳钢、铜、不锈钢或镀锌钢。
在本发明中,所述循环冷却水优选为来自于石油化工、电力、钢铁、冶金、酒店、数据中心或食品饮料工业领域的循环冷却水。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明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。
以下实施例中,分散剂、阻垢剂、水溶性锌盐、稀土金属盐、铜缓蚀剂、固体酸、杀菌剂、荧光示踪剂均为市售产品。
以下实施例中,未记载无磷缓蚀阻垢剂的制备方法的实施例中,无磷缓蚀阻垢剂均无需单独制备。
实施例1
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂;分散剂为聚丙烯酸,阻垢剂为聚环氧琥珀酸,无磷缓蚀剂为氯化锌、氯化铈和甲基苯并三氮唑;
其中,分散剂和阻垢剂的总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:10;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:1;氯化锌中有效活性物与氯化铈中有效活性物的质量比为1:0.25;氯化锌和氯化铈总有效活性物与甲基苯并三氮唑的质量比为1:0.333。
实施例2
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、杀菌剂和固体酸;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS、阻垢剂为聚马来酸,无磷缓蚀剂为氯化锌和氯化铈,杀菌剂为5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮),固体酸为柠檬酸。
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与杀菌剂中有效活性物的质量比为1:0015;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与固体酸的质量比为1:0.59;分散剂和阻垢剂的总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.1;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:0.033;氯化锌中有效活性物和氯化铈中有效活性物的质量比为1:30;
制备方法:将AA/AMPS和聚马来酸进行喷雾干燥,温度为200℃,得到粒径为500~1000μm固体颗粒,将所述固体颗粒与氯化锌、氯化铈和柠檬酸进行混合,混合过程中加入5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮,进行压制,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
实施例3
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂和杀菌剂;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚天冬氨酸,无磷缓蚀剂为氯化锌、氯化镧和苯并三氮唑,荧光示踪剂为1,3,6,8-芘四磺酸四钠盐,杀菌剂为5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮。
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中总有效活性物与荧光示踪剂质量比为1:0.00426;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中总有效活性物与杀菌剂中有效活性物的质量比为1:0043;分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.175;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:1.5;氯化锌中有效活性物和氯化镧中有效活性物的质量比为1:0.5;氯化锌和氯化镧的总有效活性物与铜缓蚀剂的质量比为1:0.167。
实施例4
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂;分散剂为聚丙烯酸,阻垢剂为聚马来酸,无磷缓蚀剂为氯化锌和甲基苯并三氮唑。
其中,分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.165;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:30;氯化锌中有效活性物与甲基苯并三氮唑的质量比为1:50;
制备方法:将聚丙烯酸和聚马来酸混合均匀,加入无磷缓蚀剂和水,混合均匀,得到液态无磷缓蚀阻垢剂。
实施例5
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂、杀菌剂和固体酸;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚马来酸,无磷缓蚀剂为氯化锌,荧光示踪剂为1,3,6,8-芘四磺酸四钠盐;杀菌剂为2,2-二溴-3氮川丙酰胺;固体酸为柠檬酸。
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与荧光示踪剂质量比为1:0.47;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与杀菌剂质量比例为1:1.42;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与固体酸的质量比为1:23.8;分散剂和阻垢剂总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.05;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:1;
制备方法:将AA/AMPS和聚马来酸进行喷雾干燥,温度为200℃,制得粒径500~1000μm,然后与其他固态原料(氯化锌、荧光示踪剂、杀菌剂和固体酸)进行混合,压制,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
实施例6
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂、杀菌剂和固体酸;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚马来酸,无磷缓蚀剂为氯化锌、氯化铈和甲基苯并三氮唑,荧光示踪剂为1,3,6,8-芘四磺酸四钠盐、杀菌剂为2-甲基-4异噻唑啉-3-酮;固体酸为硫酸氢钠;
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与荧光示踪剂质量比为1:0.0075;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与杀菌剂质量比例为1:0.038;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与固体酸的质量比例为1:0.57;分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.16;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:1.88;氯化锌中有效活性物和氯化铈中有效活性物的质量比为1:0.3;氯化锌和氯化铈中总有效活性物与铜缓蚀剂的质量比为1:0.385;
制备方法:将AA/AMPS和聚马来酸进行喷雾干燥,温度为200℃,制得粒径500~1000μm,然后与其他固态原料(氯化锌、氯化铈、荧光示踪剂和固体酸)进行混合,混合过程中加入杀菌剂,压制,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
实施例7
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚环氧琥珀酸,无磷缓蚀剂为硫酸锌。
其中,分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.0017;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:1。
实施例8
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂、杀菌剂和固体酸;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚马来酸,无磷缓蚀剂为硫酸锌、氯化铈和苯并三氮唑,荧光示踪剂为1,3,6,8芘四磺酸四钠盐,杀菌剂2-甲基-4异噻唑啉-3-酮,固体酸为柠檬酸;
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与荧光示踪剂的质量比为1:0.0013;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中总有效活性物与杀菌剂的质量比为1:0.0013;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中总有效活性物与固体酸的质量比为1:0.64;分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.2;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:2.25;硫酸锌中有效活性物和氯化铈中有效活性物的质量比为1:0.0667;硫酸锌和氯化铈总有效活性物与铜缓蚀剂的质量比为1:0.625;
制备方法:将AA/AMPS、HPMA进行喷雾干燥,干燥温度为200℃,制得粒径500~1000μm,然后与其他固态原料(硫酸锌、氯化铈、苯并三氮唑、荧光示踪剂和固体酸)进行混合,混合过程中加入杀菌剂,压制,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
实施例9
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂、杀菌剂和固体酸;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚马来酸,无磷缓蚀剂为氯化锌、氯化铈和苯并三氮唑,荧光示踪剂为1,3,6,8-芘四磺酸四钠盐、杀菌剂为5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮;固体酸为柠檬酸。
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与荧光示踪剂质量比为1:0.0137;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与杀菌剂质量比为1:0.0137;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与固体酸的质量比为1:0.49;分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.22;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:2;氯化锌中有效活性物和氯化铈中有效活性物的质量比为1:0.167;氯化锌和氯化铈中总有效活性物与铜缓蚀剂的质量比为1:0.857;
制备方法:将AA/AMPS、聚马来酸进行喷雾干燥,温度为200℃,制得粒径500~1000μm,然后与其他固态原料(氯化锌、氯化铈、苯并三氮唑、荧光示踪剂和固体酸)进行混合,混合过程中加入杀菌剂,压制,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
实施例10
一种无磷缓蚀阻垢剂,包含分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂和杀菌剂;分散剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物AA/AMPS,阻垢剂为聚天冬氨酸,无磷缓蚀剂为硫酸锌、氯化镧和5-丁基-1H-苯并三氮唑(铜缓蚀剂),荧光示踪剂为1,3,6,8-芘四磺酸四钠盐、杀菌剂为5-氯-2甲基-4异噻唑啉-3酮。
其中,分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与荧光示踪剂质量比为1:0.0138;分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的总有效活性物与杀菌剂质量比例为1:0.0138;分散剂和阻垢剂中总有效活性物与无磷缓蚀剂中有效活性物的质量比为1:0.168;分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:2.1;硫酸锌中有效活性物与氯化镧中有效活性物的质量比为1:0.05;硫酸锌和氯化镧中总有效活性物与铜缓蚀剂的质量比为1:0.48。
以下应用例中,缓蚀率按照GB/T 18175-2014记载的方法计算,
阻垢率按照以下公式计算:[1-(C1-C2)/C1]╳100%,其中C1和C2分别为无磷缓蚀阻垢剂投加于冷却水前后的钙离子浓度。
应用例1
将实施例1的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中,使用方法:将聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、氯化锌、氯化铈和甲基苯并三氮唑分别加入到冷却水中使用,加入顺序不限,确保加入的量满足组分之间的配比即可。
冷却水应用条件-无硬度水质:Ca2+、Mg2+:0mg/L,总碱度(M-A):40mg/L(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计);Cl-:0mg/L;温度:45℃,pH:7.0,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性浓度44mg/L。
应用结果:浓缩倍数:10倍,阻垢率:100%;碳钢缓蚀率:99%;铜缓蚀率:99.5%。
应用例2
将实施例2的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
冷却水应用条件-低碱度低硬度低氯离子水质:Ca2+:50mg/L,Mg2+:40mg/L,总碱度M-A:100mg/L,Cl-:10mg/L,SO4 2+:50mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度70mg/L;
应用结果:浓缩倍数:8倍;阻垢率:100%;碳钢缓蚀率:98%。
应用例3
将实施例3的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中,使用方法:将分散剂、阻垢剂、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂和杀菌剂分别加入到冷却水中使用,加入顺序不限,确保加入的量满足组分之间的配比即可。
冷却水应用条件-低碱度低硬度高氯离子水质:Ca2+:60mg/L,Mg2+:40mg/L,总碱度M-A:100mg/L,Cl-:500mg/L,SO4 2+:100mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时。分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度50mg/L;
应用结果:浓缩倍数:6倍;阻垢率:100%;碳钢缓蚀率:99%,铜缓蚀率:99.5%。
应用例4
将实施例4的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
冷却水应用条件-中等碱度中等硬度低氯离子水质:Ca2+:200mg/L,Mg2+:100mg/L,总碱度M-A:200mg/L,Cl-:80mg/L,SO4 2+:50mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.4,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度40mg/L;
应用结果:;浓缩倍数:6倍;阻垢率:99%;碳钢缓蚀率:99%;铜缓蚀率:99.5%。
应用例5
将实施例5的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
冷却水应用条件-中等碱度中等硬度中等氯离子水质:Ca2+:200mg/L,Mg2+:120mg/L,总碱度M-A:150mg/L,Cl-:100mg/L,SO4 2+:100mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂总有效活性物浓度15mg/L;
应用结果:浓缩倍数:6倍;阻垢率:99%;碳钢缓蚀率:98%。
应用例6
将实施例6的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
冷却水应用条件-中等碱度中等硬度高氯离子水质:Ca2+:300mg/L,Mg2+:130mg/L,总碱度M-A:200mg/L,Cl-:450mg/L,SO4 2+:200mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.5,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度52mg/L;
应用结果:;浓缩倍数:6倍;阻垢率:99%;碳钢缓蚀率:99%;铜缓蚀率:99.5%。
应用例7
将实施例7的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
使用方法:将AA/AMPS、聚环氧琥珀酸和硫酸锌分别加入冷却水中,满足各组分之间的配比即可。
冷却水应用条件-高硬度低氯离子水质:Ca2+:450mg/L,Mg2+:100mg/L,总碱度M-A:360mg/L,Cl-:100mg/L,SO4 2+:300mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度60mg/L;
应用结果:;浓缩倍数:6倍;阻垢率:99%;碳钢缓蚀率:99%。
应用例8
将实施例8的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
冷却水应用条件-高硬度高氯离子水质:Ca2+:900mg/L,Mg2+:100mg/L,总碱度M-A:150mg/L,Cl-:600mg/L,SO4 2+:50mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度40mg/L。
应用结果:浓缩倍数:6倍;阻垢率:98%;碳钢缓蚀率:98%;铜缓蚀率:99%。
应用例9
将实施例9的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
冷却水应用条件-波动水质:Ca2+:100~800mg/L,Mg2+:50~100mg/L,总碱度M-A:150mg/L,Cl-:100~500mg/L,SO4 2+:50~500mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计)。温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度40mg/L;
应用结果:浓缩倍数:6倍;阻垢率:99%;碳钢缓蚀率:98%;铜缓蚀率:99%。
应用例10
将实施例10的无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水中:
使用方法:将AA/AMPS、聚天冬氨酸、无磷缓蚀剂、荧光示踪剂和杀菌剂分别加入到冷却水中,满足各组分之间的配比即可。
冷却水应用条件-有机物泄露水质:Ca2+:350mg/L,Mg2+:50mg/L,总碱度M-A:250mg/L,Cl-:350mg/L,SO4 2+:50mg/L;(Ca2+,Mg2+,M-A均以CaCO3计),异丙醇(模拟工艺泄露组分):10mg/L;温度:45℃,pH:8.3,运行时间48小时;分散剂阻垢剂缓蚀剂的总有效活性物浓度50mg/L。
应用结果:浓缩倍数:6倍;阻垢率:99.5%;碳钢缓蚀率:99%;铜缓蚀率:99%。
图1为应用例3试验结束后的碳钢挂片图,由图1可知,试验结束后挂片仍保持清洁光亮,无任何结垢、腐蚀发生。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,包括分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂;所述无磷缓蚀剂包括碳钢缓蚀剂;所述碳钢缓蚀剂包括水溶性锌盐;所述分散剂中有效活性物与阻垢剂中有效活性物的质量比为1:(0.033~30);所述分散剂和阻垢剂的有效活性物总质量与无磷缓蚀剂的有效活性物质量比为1:(0.00167~10)。
2.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,所述分散剂包括水溶性羧酸类聚合物,所述水溶性羧酸类聚合物包括水溶性羧酸类均聚物或水溶性羧酸类共聚物;所述水溶性羧酸类均聚物的聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸或甲基丙烯酸;所述水溶性羧酸类共聚物的聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸和甲基丙烯酸中的两种或多种,或者所述水溶性羧酸类共聚物的聚合单体包括第一聚合单体和第二聚合单体,所述第一聚合单体包括丙烯酸、马来酸酐、衣糠酸和甲基丙烯酸中的一种或几种;所述第二聚合单体包括丙烯酰胺、烯丙基磺酸和2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸单体中的一种或几种;
所述阻垢剂包括水溶性羧酸类化合物;所述水溶性羧酸类化合物包括聚马来酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,所述水溶性锌盐包括氯化锌、硫酸锌、硝酸锌和醋酸锌中的一种或多种;
所述碳钢缓蚀剂还包括稀土金属盐,所述稀土金属盐包括氯化铈、硫酸铈、硝酸铈、氯化镧、硫酸镧、硝酸镧、氯化钇、硫酸钇、硝酸钇、氯化镨、硫酸镨、硝酸镨、氯化钕、硫酸钕、硝酸钕、氯化钐硫酸钐和硝酸钐中的一种或几种;
所述无磷缓蚀剂还包括铜缓蚀剂,所述铜缓蚀剂包括唑类化合物,所述唑类化合物包括2-巯基苯并噻唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、氯代甲基苯并三氮唑和5-丁基-1H-苯并三氮唑(5-丁基-苯并***)中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,还包括荧光示踪剂;所述荧光示踪剂为芘磺酸盐;所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂的有效活性物总质量与荧光示踪剂的质量比为1:(0~0.48)。
5.根据权利要求1所述的无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,还包括杀菌剂;所述杀菌剂包括非氧化性杀菌剂;所述非氧化性杀菌剂包括氯酚类杀菌剂、季铵盐类杀菌剂、异噻唑啉酮类杀菌剂、酰胺类杀菌剂、有机硫化合物类杀菌剂和戊二醛中的一种或几种;所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中有效活性物总质量与杀菌剂中有效活性物的质量比为1:(0~1.43)。
6.根据权利要求1~5任一项所述的无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,还包括水。
7.根据权利要求5所述的无磷缓蚀阻垢剂,其特征在于,还包括固体酸,所述固体酸包括固体有机羧酸、固体有机磺酸、硫酸氢盐和氨基磺酸中的一种或多种;所述固体有机羧酸包括酒石酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、己二酸、羟基乙酸中的一种或几种;所述固体有机磺酸包括苯磺酸或对甲基苯磺酸;所述分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂中有效活性物总质量与固体酸的质量比为1:(0~23.8)。
8.权利要求1~7任一项所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将分散剂、阻垢剂和无磷缓蚀剂混合,得到无磷缓蚀阻垢剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括水时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,当所述无磷缓蚀阻垢剂还包括固体酸和杀菌剂时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将所述无磷缓蚀阻垢剂中的液态原料进行干燥,得到固态颗粒;所述固态颗粒的粒径为10~3000μm;
将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂;
或者,当所述杀菌剂为液态原料时,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将所述无磷缓蚀阻垢剂中不包括杀菌剂的其他液态原料进行干燥,得到固态颗粒;所述固态颗粒的粒径为10~3000μm;
将所述固态颗粒与所述无磷缓蚀阻垢剂中的固态原料混合,在所述混合过程中,添加杀菌剂,压制后,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
11.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述无磷缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤:
将分散剂和阻垢剂混合,向所得混合物中加入无磷缓蚀剂和水,得到液态无磷缓蚀阻垢剂;
将所述液态无磷缓蚀阻垢剂干燥,得到固态无磷缓蚀阻垢剂。
12.权利要求1~7任一项所述无磷缓蚀阻垢剂或权利要求8~11任一项所述制备方法制备得到的无磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水***中的应用。
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