一种用于高浓缩倍数水质条件下的低磷缓蚀阻垢剂

摘要

本发明公开了一种用于高浓缩倍数水质条件下的低磷缓蚀阻垢剂及制备方法，其特征在于：是由锌、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、磷酰基羧酸、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物混合而成，所述各成分的重量百分比为：锌为2～20%、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸为5～20%、磷酰基羧酸为5～25%、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物为10～30%。本发明是一种低磷、环保、稳磷、稳锌性能优异，热稳定强，不会在循环水系统中产生药剂垢的缓蚀阻垢剂，并适用于浓缩倍数在6.0以上、“碱度+硬度”之和在1200mg/l以上的碱性循环水系统。

说明书

技术领域

本发明涉及一种缓蚀阻垢剂，特别是涉及一种用于高浓缩倍数水质环境下的缓蚀阻垢剂及其制备方法。

背景技术

节能减排是实现“低碳”生产的主要手段之一，众多生产企业均采用循环水系统以达到节约用水、降低能耗的目的，但冷却水经过多次循环使用后水中的无机金属离子如钙、镁离子等极易形成磷酸钙、碳酸钙、碳酸镁等无机垢，其浓缩倍数常常超过6，“碱度+硬度”值超过1000mg/l，这些垢沉积在设备表面后不仅导致设备的传热效率急剧下降，而且易形成垢下腐蚀导致设备穿孔，大大缩短设备使用寿命，严重时导致生产无法正常运行。为了发挥循环水系统的积极作用，维护生产设备的正常运转，减少设备结垢，延长使用寿命，缓蚀阻垢剂应运而生。

早在20世纪30年代人们就开始利用无机阻垢剂阻止水中垢的形成并对其阻垢机理进行了研究，但无机阻垢剂因阻垢率相对较低且易对水环境造成二次污染逐渐被有机阻垢剂所替代。有机阻垢剂主要包括膦酸类阻垢剂、羧酸类阻垢剂、膦酸羧酸类阻垢剂，以及近几年的研究热点——无污染绿色阻垢剂。

一般认为有机阻垢剂通过功能基团与无机垢作用形成无机-有机杂合层，从而使无机阻垢晶胚与含无机离子的循环水隔离，阻止或延缓无机阻垢晶胚的进一步生长，达到阻垢的目的，这就要求作为阻垢剂的有机分子必须具有能与无机垢晶胚强烈作用的功能基团且作用后的产物易溶于水，因此有机阻垢剂主要是通过具有不同功能基团的单位聚合得到的共聚物。

阻垢剂的阻垢性能直接影响到循环水的浓缩倍数和生产的正常运行，在不同的循环水系统中，因生产技术与工艺不同，对阻垢剂产品性能的要求各异。目前阻垢剂产品品种众多，性能多样，适用的范围，差异较大。在阻垢剂的发展和使用过程中，循环水系统中常出现在了水浓缩倍数增加（大于6），“碱度+硬度”值增大（1200mg/l）的现象。这些条件超出了现有阻垢剂的边界范围以及阻垢剂产品本身·成份影响环保等现象（含磷高）。因此，在当前严格的环保政策条件下，研制和生产无污染、适用于高浓缩倍数水质条件的环保型缓蚀阻垢剂成了行业发展的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻垢率高且不会对水环境造成二次污染的用于高浓缩倍数水质条件下的低磷缓蚀阻垢剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于高浓缩倍数水质条件下的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于：是由锌、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、磷酰基羧酸、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物混合而成，所述各成分的重量百分比为：锌2～20 %、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸5～20 %、磷酰基羧酸5～25%、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10～30%。

所述低磷缓蚀阻垢剂的制备方法为：将重量百分比锌2～20 %、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸5～20 %、磷酰基羧酸5～25%、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物10～30%的原料分别加入反应釜，经充分搅拌，均匀稳定后，即得产品低磷缓蚀阻垢剂。

本发明采用的原料中，Zn（锌）：化学性质活泼，在常温下的空气中，生成致密的碱式碳酸锌膜，可阻止进一步氧化，锌与酸或强碱都能发生反应，放出氧气；PBTCA（2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸）：含磷量低，由于它具有磷酸和羟酸的结构特性，使其具有良好的阻垢性和缓蚀性能，优于常用的有机磷酸，特别在高温下阻垢性能远优于常用的有机磷酸，能提高锌的溶解度，耐氯的氧化性能好，复配协同性好；POCA（磷酰基羧酸）：POCA是在原羧酸基团上引入膦酸基团，对循环冷却水中的碳酸钙、磷酸钙垢有很好的分散性能，并且对硫酸钡和硫酸锶及硅垢的沉积有良好的抑制作用；W118A（丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物）：W118A是一种新型的含有磺酸盐的多元聚电解质阻垢分散剂。由于在共聚物的分子链上同时含有强酸、弱酸与非离子基团，它适用于高温、高pH、高硬与高碱条件下使用，对水中的氧化铁、磷酸钙、磷酸锌以及碳酸钙的沉积，具有优良的抑制作用，还具有较高的钙容忍度。本发明利用Zn（锌）、PBTCA（2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸）、POCA（磷酰基羧酸）、W118A（丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物）的各自特性，将其形成新的共聚物来生产缓蚀阻垢剂。

本发明是一种低磷、环保、稳磷、稳锌性能优异，热稳定强，不会在循环水系统中产生药剂垢的缓蚀阻垢剂，并适用于浓缩倍数在6.0以上、“碱度+硬度”之和在1200mg/l以上的碱性循环水系统。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明的范围并不限制在实施例范围内，本领域的技术人员可进行改进，其都在本发明范围内。

实施例1：

将Zn150kg、PBTCA250kg、POCA350公斤、W118A500公斤及溶剂适量，分别装入原料泵，采用多用途泵经输送管道送至反应釜，混合搅拌至均匀后，静置10分钟，再由管道泵送成品储罐。生产5釜共计10吨。

实施例2：

将Zn 50 kg、PBTCA100 kg、POCA400公斤、W118A 600公斤，分别装入原料泵，采用多用途泵经输送管道送至反应釜，混合搅拌至均匀后，静置10分钟，再由管道泵送成品储罐。生产5釜共计10吨。

实施例3：

将Zn 300 kg、PBTCA 500kg、POCA 100公斤、W118A 200公斤，分别装入原料泵，采用多用途泵经输送管道送至反应釜，混合搅拌至均匀后，静置10分钟，再由管道泵送成品储罐。生产5釜共计 10  吨。