專利名稱：一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，特別涉及一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕 劑。
背景技術(shù)：
在人類用水中，冷卻水占工業(yè)用水量的70%左右，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)起了節(jié)約大量 工業(yè)用水的作用。閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的一種。此系統(tǒng)的特點是沒有 蒸發(fā)而引起的濃縮，補充水量少，一般都使用除鹽水或軟化水作為補充水；工況條件比較苛 刻，比如運行溫度比較高，可達(dá)到60 70°C ；整個冷卻水系統(tǒng)材料組成復(fù)雜，包括鑄鐵、鑄 鋁、碳鋼、銅合金等，而且絕大多數(shù)是連接狀態(tài)。閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中主要發(fā)生以溶解氧 在陰極去極化作用而產(chǎn)生吸氧腐蝕。對鑄鐵、碳鋼等耐蝕性相對較差的材料存在均勻腐蝕。針對冷卻水系統(tǒng)的腐蝕現(xiàn)狀，直接的防腐措施就是冷卻水中加入能夠顯著抑制多 種金屬腐蝕的緩蝕劑。冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑從最初的鉻酸鹽、聚磷酸鹽到有機膦酸鹽；從高 磷、含金屬的配方到低磷、全有機配方，顯示出水處理緩蝕劑正朝著多品種、高效率、低毒性 等方向發(fā)展。近年來，隨著全球環(huán)境意識的提高，對緩蝕劑的毒害作用、緩蝕效果、磷、氮等 元素的引入導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化和對氧化性殺生劑的不適應(yīng)等方面提出了新的要求。根 據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)綠色化學(xué)，研究開發(fā)性能良好、廉價、無毒、無害、無污染的無鉻、無 鋅、低磷乃至無磷緩蝕劑是水處理緩蝕劑的發(fā)展方向。唐俊等在2004年第6期《工業(yè)水處 理》中綜述了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的現(xiàn)狀及綠色化進(jìn)展。目前，國內(nèi)環(huán)保型無磷配方應(yīng)用 中要么是綜合緩蝕性不好，要么是耐高溫腐蝕性能不好，因此幾乎沒有成功應(yīng)用的先例。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種不含磷、不含硅、不含鋅的 閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，該閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑高效、無毒、穩(wěn)定、適用范圍廣。本發(fā)明提供的一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，按重量百分比，其含有以下組 分鉬酸鹽 5%，烷基醇胺5% 20%，除氧劑 3%，銅保護劑0.5% 1.5%，余量為水。進(jìn)一步，所述鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸銨、鉬酸鉀其中任意一種、兩種或三種。進(jìn)一步，所述烷基醇胺為三乙醇胺、異丙醇胺其中任意一種或兩種。進(jìn)一步，所述除氧劑為肟類物質(zhì)。進(jìn)一步，所述肟類物質(zhì)為二甲基酮肟、乙醛肟、甲乙酮肟其中任意一種、兩種或三 種。進(jìn)一步，所述銅保護劑為苯并三氮唑、巰基苯并噻唑其中任意一種或兩種。進(jìn)一步，所述鉬酸鹽與烷基醇胺的質(zhì)量比為1 5 1 10。本發(fā)明還提供所述閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法，其步驟包括(1)將所述除氧劑于常溫下加入所述量的水中，攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鹽、銅保護劑 和烷基醇胺加入所述完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。鉬系緩蝕劑如鉬酸鹽等具有良好的緩蝕效果，與其它藥劑復(fù)合使用可抑制點蝕、 熱穩(wěn)定性高、不與鈣離子生成鉬酸鈣沉淀等優(yōu)點。鉬酸鹽的緩蝕過程是Mo042_與Fe2+首先 形成非保護性配合物，然后Fe2+再由水中的溶解氧氧化成Fe3+，這時Fe2+鉬酸鹽配合物轉(zhuǎn)化 成鉬酸高鐵覆蓋在金屬表面，形成保護膜，產(chǎn)生一定的緩蝕作用。烷基醇胺緩蝕劑是吸附型有機緩蝕劑，其吸附在鈍化膜的間隙處，使膜變得致密 而完整，提高了緩蝕率，但烷基醇胺的含量增加到一定值后，其吸附并修復(fù)膜完整性的作用 即達(dá)到一個定值，再增加濃度，緩蝕率變化并不顯著。因此，在本發(fā)明中其最大用量為20%， 且與鉬酸鹽的質(zhì)量比在1 5 1 10范圍內(nèi)效果較好。水中溶解氧的存在，是造成設(shè)備腐蝕的一大因素，經(jīng)過大量實驗研究和工業(yè)應(yīng)用 證明，肟類化合物作為除氧劑不僅具有良好的除氧工藝性能，而且對熱力設(shè)備的材質(zhì)表面 有鈍化防腐保護作用，還具有低毒無害的特點。循環(huán)水設(shè)備中有部分銅及銅合金材質(zhì)，本發(fā)明中的銅保護劑苯并三氮唑、巰基苯 并噻唑主要依靠和金屬銅表面上的活性銅原子或銅離子產(chǎn)生一種化學(xué)吸附作用，或進(jìn)而發(fā) 生的螯合作用從而形成一層致密和牢固的保護膜，使銅材設(shè)備得到良好的保護。本發(fā)明中幾種成分具有很好的協(xié)同作用，使該發(fā)明緩蝕劑耐高溫能力增強，在 70°C下，碳鋼、紫銅、黃銅試片72h內(nèi)表面保持光亮。本發(fā)明提供的緩蝕劑與現(xiàn)有產(chǎn)品相比， 具有以下優(yōu)點1.不含磷，不含硅，不含鋅或其他有毒有害重金屬。2.耐高溫能力強，在70°C的溫度下，碳鋼、紫銅、黃銅試片72h內(nèi)依然光亮。3.適用多種水質(zhì)。不僅適合在去離子水、軟化水中應(yīng)用，而且對以自來水為冷卻介 質(zhì)的循環(huán)冷卻系統(tǒng)設(shè)備同樣具有長效緩蝕性，在多種水質(zhì)中對碳鋼、銅合金、不銹鋼的腐蝕 率均低于GB50050-2007規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
具體實施例方式在下面的實施例中進(jìn)一步說明了本發(fā)明，這并不限制本發(fā)明的范圍。實施例1一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鈉1%，鉬酸銨2%，三乙 醇胺15%，二甲基酮肟2%，苯并三氮唑1.2%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述二甲基酮肟于常溫下加入所述量的水中， 攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鈉和鉬酸銨、苯并三氮唑和三乙醇胺加入所述完全溶解 的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。實施例2一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鈉1. 5%，鉬酸鉀0. 5%， 三乙醇胺10 %，異丙醇胺2 %，乙醛肟3 %，巰基苯并噻唑1.0%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述乙醛肟于常溫下加入所述量的水中，攪拌 至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鈉和鉬酸鉀、巰基苯并噻唑、異丙醇胺和三乙醇胺加入所述 完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。
實施例3一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鉀1%，鉬酸銨1%，三乙 醇胺12%，二甲基酮肟1. 5%，乙醛肟0. 5%,甲乙酮肟0. 5%，苯并三氮唑1. 5%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述二甲基酮肟、乙醛肟和甲乙酮肟于常溫下 加入所述量的水中，攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鉀和鉬酸銨、苯并三氮唑和三乙醇 胺加入所述完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。實施例4一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鈉2.5%，三乙醇胺 13%，二甲基酮肟2%，苯并三氮唑0. 6%，巰基苯并噻唑0. 4%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述二甲基酮肟于常溫下加入所述量的水中， 攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鈉、苯并三氮唑、巰基苯并噻唑和三乙醇胺加入所述完 全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。實施例5一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鈉2%，鉬酸銨0. 5%，異 丙醇胺14%，二甲基酮肟2.5%，乙醛肟0.5%，苯并三氮唑1.0%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述二甲基酮肟和乙醛肟于常溫下加入所述量 的水中，攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鈉和鉬酸銨、苯并三氮唑和異丙醇胺加入所述 完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。實施例6一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鈉3.5%，三乙醇胺 10%，異丙醇胺5%，二甲基酮肟3%，甲乙酮肟0.5%，苯并三氮唑0.4%，巰基苯并噻唑 0.6%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述二甲基酮肟和甲乙酮肟于常溫下加入所述 量的水中，攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鈉、苯并三氮唑、巰基苯并噻唑、異丙醇胺和 三乙醇胺加入所述完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。實施例7一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，由以下組分組成，鉬酸鈉2%，鉬酸鉀2%，三乙 醇胺20 %，二甲基酮肟3 %，苯并三氮唑0.7%，巰基苯并噻唑0.7%，余量為水。上述緩蝕劑的制備方法為(1)將所述二甲基酮肟于常溫下加入所述量的水中， 攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鈉和鉬酸鉀、苯并三氮唑和三乙醇胺加入所述完全溶解 的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。試驗例按上述7個實施例制成的產(chǎn)品與市售產(chǎn)品(通用貝迪公司，TW-1802冷凍水緩蝕 劑)按下述辦法測試其性能，測試結(jié)果見表1，1.測試條件儀器與設(shè)備RCC-I I旋轉(zhuǎn)腐蝕測試儀、分析天平(0. Img)測試溫度70士 1°C測試時間從試樣掛入溫度為70士 1°C的試液算起，經(jīng)過72小時浸泡結(jié)束。試驗用水去離子水、軟化水、自來水
2.使用試片循環(huán)冷卻水處理標(biāo)準(zhǔn)試片①鑄鐵、②20#碳鋼、③紫銅、④黃銅用濾紙把防銹油脂 擦試干凈，然后分別在丙酮和無水乙醇中用脫脂棉洗，置于干凈濾紙上，用濾紙吸干，置于 干燥器中4h以上，稱重(精確到0. Img)，放入干燥器中備用。后處理72小時結(jié)束后，取出試片，用刷子洗去腐蝕產(chǎn)物，必要時用酸洗液清洗， 然后用無水酒精浸泡，電吹風(fēng)吹干，防腐干燥器內(nèi)24小時后稱重(精確到0. Img)，計算腐蝕速率。藥劑總體濃度500mg/L表1測試結(jié)果 從上表中看出，本發(fā)明的緩蝕劑對碳鋼的腐蝕率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GB50050-2007工 業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范要求中規(guī)定的0. 075mm/a，對銅合金的腐蝕率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 GB50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范要求中規(guī)定的0. 005mm/a,并且和市售緩蝕劑 相比，效果更加明顯。而且本試驗在70士 1°C的條件下進(jìn)行，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，說明耐高溫能力 強于一般在40°C條件下適用的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，按重量百分比，其含有以下組分鉬酸鹽1％～5％，烷基醇胺5％～20％，除氧劑1％～3％，銅保護劑0.5％～1.5％，余量為水。
2.按照權(quán)利要求1所述的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，所述鉬酸鹽為鉬 酸鈉、鉬酸銨、鉬酸鉀其中任意一種、兩種或三種。
3.按照權(quán)利要求1所述的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，所述烷基醇胺為 三乙醇胺、異丙醇胺其中任意一種或兩種。
4.按照權(quán)利要求1所述的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，所述除氧劑為肟 類物質(zhì)。
5.按照權(quán)利要求4所述的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，所述肟類物質(zhì)為 二甲基酮肟、乙醛肟、甲乙酮肟其中任意一種、兩種或三種。
6.按照權(quán)利要求1所述的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，所述銅保護劑為 苯并三氮唑、巰基苯并噻唑其中任意一種或兩種。
7.按照權(quán)利要求1所述的閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑，其特征在于，所述鉬酸鹽與烷 基醇胺的質(zhì)量比為1 5 1 10。
8.按照權(quán)利要求1所述閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法，其特征在于，其步驟 包括(1)將所述除氧劑于常溫下加入所述量的水中，攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸 鹽、銅保護劑和烷基醇胺加入所述完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得所述閉式 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑及其制備方法，所述緩蝕劑按重量百分比計含有以下組分鉬酸鹽1％～5％，烷基醇胺5％～20％，除氧劑1％～3％，銅保護劑0.5％～1.5％，余量為水。其制備方法步驟包括(1)將所述除氧劑于常溫下加入所述量的水中，攪拌至完全溶解，(2)再將所述鉬酸鹽、銅保護劑和烷基醇胺加入所述完全溶解的溶液中，攪拌至溶液均一透明，即得。本發(fā)明的緩蝕劑不含磷、硅、鋅，適用多種水質(zhì)，且耐高溫能力強，在70℃的溫度下，碳鋼、紫銅、黃銅試片72h內(nèi)依然光亮。
文檔編號C02F5/12GK101928075SQ20101026545
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者余湘蕓, 劉學(xué)豐, 單素靈, 張玉仙, 沈妮, 王雙田, 白劍利, 邱雪梅, 郭廷冰 申請人:藍(lán)星環(huán)境工程有限公司