專利名稱：：一種無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑。
背景技術(shù)：
：水是生命之源，是人類生存所必需的重要化學(xué)物質(zhì)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，水資源匱乏所呈現(xiàn)出的危機(jī)越來越嚴(yán)重。為了保護(hù)日益短缺的淡水資源，一方面，大規(guī)模海水淡化技術(shù)可以為人類提供大量淡水；另一方面就是節(jié)約用水，特別是在耗水量巨大的工業(yè)生產(chǎn)中采用高效水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)已成為節(jié)水的必由之路。在節(jié)水技術(shù)方面，開發(fā)適用于高濃縮倍數(shù)多功能水質(zhì)穩(wěn)定劑是一條最直接最有效的節(jié)水途徑。自20世紀(jì)70年代初，自磷系水處理劑被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)水以來，因?yàn)槠錈o毒、低價及具有好的緩蝕阻垢性能，目前在水處理中仍占主導(dǎo)的地位。一方面，它為解決工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢問題做出了巨大貢獻(xiàn)，給社會帶來了巨大的財富。另一方面，因?yàn)榱紫邓幚韯o工業(yè)廢水帶來大量的含磷化合物，造成水體的富營養(yǎng)化，對環(huán)境不友好。所以使得研究一種高效、低磷或無磷的環(huán)保型水處理劑的呼聲越來越高。世界上有的國家對磷的排放已經(jīng)做出了嚴(yán)格的限制，例如德國已要求磷的排放<lmg/L。我國對磷的排放也制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，GB18918-2002規(guī)定，一級A標(biāo)準(zhǔn)為總磷<0.5mg/L,一級B標(biāo)準(zhǔn)為總磷彡1.0mg/Lo聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)和聚天冬氨酸(PASP)是一種具有強(qiáng)力螯合性和阻垢性的水溶性聚合物，分子結(jié)構(gòu)中不含磷，不會引起水體富營養(yǎng)化，可生物降解性好，是一種綠色聚合物。1993年美國專利報道，由膦酸鹽、唑類化合物、PESA和丙烯酸共聚物組成的低磷配方，可降低磷系化合物對環(huán)境的污染[Methodofinhibitingcorrosioninaqueoussystems(US5,256,332)]；美國專利“Methodsofcontrollingscaleformationinaqueoussystems"[US5,248,438(BetzDearbornInc.，1993)]和美國專利“Compositionsforcontrollingscaleformationinaqueoussystem，，[US5，342，540(1994)]提供了由PESA、丙烯酸共聚物和鑭系離子構(gòu)成的復(fù)合阻垢緩蝕劑；美國專利“Calciumcarbonatescalecontrollingmethod"[US5，562，830(1996)]發(fā)明了一種由PESA和膦羧酸組成的緩蝕阻垢劑；2000年霍宇凝等人[霍宇凝，劉珊，陸柱.新型水處理劑聚天冬氨酸的研究.華東李工大學(xué)學(xué)報，2000.26(3)298300]對環(huán)保型綠色阻垢分散劑聚天冬氨酸進(jìn)行了報道，開發(fā)了一種由PASP、葡萄糖酸鈉、鎢酸鹽和鋅鹽組成的緩蝕阻垢劑；國內(nèi)專利“一種用含聚環(huán)氧琥珀酸的緩蝕阻垢水處理方法”[CN1609020(2003)]開發(fā)了一種由PESA、葡萄糖酸鈉和鋅鹽組成的復(fù)合水處理緩蝕阻垢劑，是一種環(huán)境友好的緩蝕阻垢劑。已公開的這些專利雖然均屬于綠色環(huán)保型水處理劑，但部分含有膦羧酸，易引起水質(zhì)富營養(yǎng)化。有些水處理劑含有鎢酸鹽和鑭系化合物，雖然緩蝕效果良好，但由于鎢酸鹽化合物的價格偏高，阻礙了環(huán)保型水處理劑的推廣和應(yīng)用。一般來說，循環(huán)水的濃縮倍數(shù)越高，系統(tǒng)越易結(jié)垢，而不易腐蝕；相反，濃縮倍數(shù)越低，系統(tǒng)越易腐蝕，而不容易結(jié)垢。上述的環(huán)保型水處理劑應(yīng)用范圍比較窄，只能應(yīng)用在高硬度、高堿度和高濃縮倍數(shù)，不易腐蝕的水質(zhì)條件中。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服了現(xiàn)有的水處理劑成本高、應(yīng)用范圍窄、不適用于易腐蝕水質(zhì)的缺點(diǎn)，通過將阻垢分散劑與緩蝕劑復(fù)配起來，利用各組分相互間的協(xié)同效應(yīng)，從而提供了一種無毒、無磷綠色、成本低、具有良好緩蝕和阻垢作用的水處理劑。本發(fā)明提供了一種無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其含有下述成分聚天冬氨酸或聚環(huán)氧琥珀酸、馬來酸均聚物、丙烯酸類共聚物、無機(jī)鋅鹽、ECH緩蝕增效劑和水；所述的ECH緩蝕增效劑為硝酸鑭和葡萄糖酸鈉按照11015的質(zhì)量比組成的混合物。其中，當(dāng)待處理水溶液為易結(jié)垢水質(zhì)時，使用聚天冬氨酸，其含量較佳的為10-30mg/lL待處理水溶液；當(dāng)待處理水溶液為易腐蝕水質(zhì)時，使用聚環(huán)氧琥珀酸，其含量較佳的為5-30mg/lL待處理水溶液。所述的馬來酸均聚物為由馬來酸酐單體聚合得到的均聚物，較佳的為聚馬來酸(PMA)和/或水解聚馬來酸(HPMA)，更佳的為水解聚馬來酸。馬來酸均聚物的含量較佳的為2-IOmg/IL待處理水溶液。所述的丙烯酸類共聚物為丙烯酸單體和其它不飽和化合物共聚制得的聚合物，較佳的為丙烯酸類二元共聚物和/或丙烯酸類三元共聚物；所述的丙烯酸類二元共聚物較佳的為丙烯酸(AA)和丙烯酸羥丙酯的共聚物(HPA)，和/或丙烯酸和2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸(AMPS)的共聚物；所述的丙烯酸類三元共聚物較佳的為丙烯酸、丙烯酸羥丙酯和丙烯酸甲酯(MA)的共聚物，和/或丙烯酸、丙烯酸甲酯和2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物。所述的丙烯酸類共聚物的含量較佳的為2-15mg/lL待處理水溶液。所述的無機(jī)鋅鹽是在水中能電離出鋅離子的含鋅無機(jī)化合物，較佳的為七水硫酸鋅和/或氯化鋅，鋅離子的濃度較佳的為0.5-3.5mg/lL待處理水溶液。所述的ECH緩蝕增效劑可有效提升水處理劑的緩蝕性能。ECH緩蝕增效劑的含量較佳的為2-10mg/lL待處理水溶液。當(dāng)待處理水溶液處于銅材質(zhì)體系中時，如在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中使用銅材設(shè)備時，本發(fā)明的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑中還可含有銅緩蝕劑。所述的銅緩蝕劑為本領(lǐng)域常規(guī)使用的能緩蝕銅的試劑，較佳的為唑類化合物，更佳的為苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑，最佳的為苯并三氮唑。銅緩蝕劑的含量較佳的為0.5-2mg/lL待處理水溶液。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于1.本發(fā)明的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑可以應(yīng)用在低濃縮倍數(shù)、易腐蝕水質(zhì)條件中，其緩蝕效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他環(huán)保型藥劑；2.本發(fā)明的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑避免使用價格昂貴的鎢酸鹽，大大降低了成本；3.本發(fā)明的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑中不含有膦羧酸、鉻系、亞硝酸系等物質(zhì)，克服現(xiàn)有水處理劑帶來的水體富營養(yǎng)化與毒性高等缺點(diǎn)，對環(huán)境污染小。具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。實(shí)施例17均按照中國石油化工總公司編寫的《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》(1993年，安慶石油化工總廠信息中心出版)中“碳酸鈣沉積法”和“旋轉(zhuǎn)掛片失重法”進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)。在“旋轉(zhuǎn)掛片失重法”中，試驗(yàn)溫度45°C，試片轉(zhuǎn)速75轉(zhuǎn)/分(rpm)，試驗(yàn)時間72h。實(shí)施例1_3，5的掛片材質(zhì)為碳鋼，實(shí)施例4，6，7的掛片材質(zhì)為黃銅。試驗(yàn)用低濃縮倍數(shù)、易腐蝕水質(zhì)，見表1:表1試驗(yàn)水質(zhì)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注電導(dǎo)率為μS/cm，其余單位為mg/L，Ca2+、總堿度、總硬度均以CaCO3計，下同。Ca2+代表鈣硬度，下同。水質(zhì)分析方法及緩蝕率、阻垢率計算方法參照中國石油化工總公司編寫的《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》下述各實(shí)施例中使用的ECH緩蝕增效劑中硝酸鑭和葡萄糖酸鈉的質(zhì)量比均為18，通過控制ECH緩蝕增效劑整體投加量，來控制硝酸鑭和葡萄糖酸鈉的投加量。實(shí)施例11.配制含聚環(huán)氧琥珀酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)20g,水解聚馬來酸(HPMA)IOg,丙烯酸/丙烯酸羥丙酯共聚物(AA/HPA)15g，ECH緩蝕增效劑5g，七水硫酸鋅15g，去離子水35g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加，水中含PESA、HPMA、AA/HPA、ECH緩蝕增效劑和七水硫酸鋅的有效濃度分別為20mg/L、10mg/L、15mg/L、5mg/L和15mg/L。測得碳鋼緩蝕率為96.8%，對碳酸鈣阻垢率為90.3%。實(shí)施例21.配制含聚天冬氨酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚天冬氨酸(PASP)30g，水解聚馬來酸(HPMA)5g，丙烯酸/2-甲基_2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/AMPS)15g，ECH緩蝕增效劑8g，七水硫酸鋅10g，去離子水32g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時，水中含PASP、HPMA,AA/AMPS、ECH緩蝕增效劑和七水硫酸鋅的有效濃度分別為30mg/L、5mg/L、15mg/L、8mg/L和10mg/L。測得碳鋼緩蝕率為98.3%，對碳酸鈣阻垢率為94.7%。實(shí)施例31.配制含聚環(huán)氧琥珀酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)20g,水解聚馬來酸(HPMA)IOg,丙烯酸/2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物(AA/AMPS)10g，ECH緩蝕增效劑8g，七水硫酸鋅12g，去離子水40g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時，水中含PESA、HPMA,AA/AMPS、ECH緩蝕增效劑、七水硫酸鋅的有效濃度分別為20mg/L、10mg/L、10mg/L、8mg/L和12mg/L。測得碳鋼緩蝕率為92.5%，對碳酸鈣阻垢率為90.7%。實(shí)施例41.配制含聚天冬氨酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚天冬氨酸(PASP)30g，水解聚馬來酸(HPMA)10g，丙烯酸/丙烯酸羥丙酯共聚物(AA/HPA)15g，ECH緩蝕增效劑8g，七水硫酸鋅10g，苯并三氮唑(BTA)Ig,去離子水24g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時，水中含PASP、HPMA、AA/HPA、ECH緩蝕增效劑、七水硫酸鋅和BTA的有效濃度分別為30mg/L、10mg/L、15mg/L、8mg/L、lOmg/L和lmg/L。測得黃銅緩蝕率為95.8%，對碳酸鈣阻垢率為92.7%。實(shí)施例51.配制含聚環(huán)氧琥珀酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)30g,水解聚馬來酸(HPMA)2g，丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/丙烯酸甲酯共聚物2g，ECH緩蝕增效劑10g，七水硫酸鋅2.2g，去離子水53.8g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時，水中含PESA、HPMA,HA/HPA/MA、ECH緩蝕增效劑、七水硫酸鋅的有效濃度分別為30mg/L、2mg/L、2mg/L、10mg/L和2.2mg/L。測得碳鋼緩蝕率為85.39%,對碳酸鈣阻垢率為90.17%。實(shí)施例61.配制含聚環(huán)氧琥珀酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)5g，水解聚馬來酸(HPMA)IOg,丙烯酸/丙烯酸甲酯/2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸共聚物15g，ECH緩蝕增效劑2g，七水硫酸鋅13g，甲基苯并三氮唑2g，去離子水53g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時，水中含PESA、HPMA、AA/HPA/AMPS、ECH緩蝕增效劑、七水硫酸鋅和BTA的有效濃度分別為5mg/L、10mg/L、15mg/L、2mg/L、13mg/L和2mg/L。測得黃銅緩蝕率為90.11%，對碳酸鈣阻垢率為85.42%。實(shí)施例71.配制含聚天冬氨酸的復(fù)合緩蝕阻垢劑IOOg復(fù)合緩蝕阻垢劑配方聚天冬氨酸(PASP)IOg,水解聚馬來酸(HPMA)IOg,丙烯酸/丙烯酸羥丙酯共聚物(AA/HPA)5g，丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/丙烯酸甲酯共聚物10g，ECH緩蝕增效劑8g，七水硫酸鋅10g，苯并三氮唑(BTA)O.5g，去離子水46.5g，搖勻，即得。2.用配制好的藥劑按100mg/L的藥劑濃度向試驗(yàn)用水中投加時，水中含PASP、HPMA,AA/HPA、HA/HPA/MA、ECH緩蝕增效劑、七水硫酸鋅和BTA的有效濃度分別為10mg/L、10mg/L、5mg/L、10mg/L、8mg/L、10mg/I^n0.5mg/L。測得黃銅緩蝕率為86.71%，對碳酸鈣阻垢率為93.62%。權(quán)利要求一種無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其含有聚天冬氨酸或聚環(huán)氧琥珀酸、馬來酸均聚物、丙烯酸類共聚物、無機(jī)鋅鹽、ECH緩蝕增效劑和水；所述的ECH緩蝕增效劑為硝酸鑭和葡萄糖酸鈉按照1∶10～1∶5的質(zhì)量比組成的混合物。2.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的聚天冬氨酸的含量為10-30mg/lL待處理水溶液；所述的聚環(huán)氧琥珀酸的含量為5-30mg/lL待處理水溶液。3.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的馬來酸均聚物為聚馬來酸和/或水解聚馬來酸。4.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的馬來酸均聚物的含量為2-10mg/lL待處理水溶液。5.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的丙烯酸類共聚物為丙烯酸類二元共聚物和/或丙烯酸類三元共聚物。6.如權(quán)利要求5所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的丙烯酸類二元共聚物為丙烯酸和丙烯酸羥丙酯的共聚物，和/或丙烯酸和2-甲基-2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物；所述的丙烯酸類三元共聚物為丙烯酸、丙烯酸羥丙酯和丙烯酸甲酯的共聚物，和/或丙烯酸、丙烯酸甲酯和2-甲基_2’-丙烯酰胺基丙烷磺酸的共聚物。7.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的丙烯酸類共聚物的含量為2-15mg/lL待處理水溶液。8.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的無機(jī)鋅鹽為七水硫酸鋅和/或氯化鋅。9.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的無機(jī)鋅鹽中鋅離子的濃度為0.5-3.5mg/lL待處理水溶液。10.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的ECH緩蝕增效劑的含量為2-10mg/lL待處理水溶液。11.如權(quán)利要求1所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑還含有銅緩蝕劑。12.如權(quán)利要求11所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的銅緩蝕劑為苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑。13.如權(quán)利要求11所述的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于所述的銅緩蝕劑的含量為0.5-2mg/lL待處理水溶液。全文摘要本發(fā)明公開了一種無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑，其含有聚天冬氨酸或聚環(huán)氧琥珀酸、馬來酸均聚物、丙烯酸類共聚物、無機(jī)鋅鹽、ECH緩蝕增效劑和水；所述的ECH緩蝕增效劑為硝酸鑭和葡萄糖酸鈉按照1∶10～1∶5的質(zhì)量比組成的混合物。本發(fā)明的無磷綠色復(fù)合緩蝕阻垢劑無磷、無毒、易生物降解，既能克服磷系、鉻系、亞硝酸系等水處理劑帶來的水體富營養(yǎng)化與毒性高等缺點(diǎn)，既能用于低堿度、低濃度易腐蝕水質(zhì)，又能適用當(dāng)前高溫度、高堿度、高硬度和高pH值循環(huán)水的需要，是一種具有緩蝕和阻垢作用的多功能安全環(huán)保型水處理劑。文檔編號C02F5/08GK101805067SQ20091004624公開日2010年8月18日申請日期2009年2月17日優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日發(fā)明者王煒申請人:上海洗霸科技有限公司