含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，由聚环氧琥珀酸钠、苯并三氮唑、丙烯酸钠‑甲基丙烯酸羟乙酯‑丙烯酸甲酯共聚物、四羟甲基硫酸磷、硫酸锌和去离子水组成。其制备工艺是：先将去离子水加入容器中，之后边搅拌边加入苯并三氮唑，搅拌混匀后再边搅拌边加入聚环氧琥珀酸钠，待搅拌混匀后再边搅拌边加入四羟甲基硫酸磷，待搅拌混匀后然后再边搅拌边加入硫酸锌，最后边搅拌边加入丙烯酸钠‑甲基丙烯酸羟乙酯‑丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置即得到缓蚀阻垢剂。本发明专利技术阻垢缓蚀剂对碳钢类、黄铜和不锈钢金属有明显的缓蚀效果；其阻垢率达到97％以上；并且对异养菌有特别强的杀菌效果，可杀灭水中和粘泥中的微生物。

Composite scale and corrosion inhibitor containing poly sodium succinate and preparation method thereof

The invention discloses a compound scale inhibitor containing polyepoxysuccinic acid inhibitor, consisting of polyepoxysuccinic acid, benzo triazole three, sodium acrylate polyhydroxyethylmethacrylate methacrylate copolymer, four hydroxymethyl phosphonium sulfate, zinc sulfate and deionized water. The preparation process is: first the deionized water is added to the container, stirring after adding three benzo triazole, mixing and stirring while adding polyepoxysuccinic acid, after mixing after stirring, adding four hydroxymethyl phosphonium sulfate, after stirring evenly and then stir mix while adding zinc sulfate, finally stirring while adding sodium acrylate hydroxyethyl methacrylate methacrylate copolymer, after mixing the static corrosion inhibitor is obtained. The present invention corrosion inhibitor for carbon steel, brass and stainless steel metal corrosion inhibition effect is obvious; the scale inhibition rate reached more than 97%; and have a particularly strong bactericidal effect on heterotrophic bacteria, can kill microorganisms in water and mud.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于处理循环冷却水用的阻垢缓蚀剂，具体涉及的是一种含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂及其制备方法。
技术介绍
人口的迅猛增加和工业的飞速发展，导致水资源日益短缺，西北地区更为，故节约用水已成为开发水资源的重要途径，被人们广泛关注，其中循环冷却水占工业总用水量的90％以上，减少循环水系统排污，对循环水进行处理以提高循环水的浓缩倍率，可使水的重复利用率达96％以上。天然水中含有各种盐类，这些盐类溶解为阳离子和阴离子，主要有Ca2+、Mg2+、Na+和HCO3-、SO42-、Cl-等，含有这些盐类的水，在加热蒸发浓缩的过程中，水中的Ca2+、Mg2+等离子不断与水中的阴离子结合成难溶物质而析出，并生成水垢，附在换热面上。由于水垢的导热性能很差，从而阻碍了热交换，大大降低了换热效率，从而危及设备安全，造成不良后果。聚环氧琥珀酸钠(PESA)是20世纪90年代初美国Betz实验室首先开发出来的一种无磷无氮水处理剂，它兼有缓蚀、阻垢双重功能，对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂，具有生物降解性好、对环境友好、应用范围广的特点，是一种具有广泛应用前景的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂，尤其适用于高碱、高硬、高pH值条件下的冷却水系统。该产品还可广泛应用在日化洗涤用品、牙膏等配方中，替代含磷的添加剂。但是单独使用聚环氧琥珀酸钠进行水处理，其阻垢率大多在95％左右，缓蚀率在93％左右，阻垢率和缓蚀率相对较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，具有良好的缓蚀性能、阻垢性能和杀菌性能，特别适合我国北方高硬度、高碱度水质。本专利技术的另一个目的是提供上述含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂的制备方法。本专利技术所采用的技术方案是，含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份组成：20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。其中，四羟甲基硫酸磷的质量百分浓度为100％。上述含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂的制备方法，其具体操作步骤如下：步骤1，按质量百分比，称取20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。步骤2，先将去离子水加入容器中，之后边搅拌边加入苯并三氮唑，搅拌混匀后再边搅拌边加入聚环氧琥珀酸钠，待搅拌混匀后再边搅拌边加入四羟甲基硫酸磷，待搅拌混匀后然后再边搅拌边加入硫酸锌，最后边搅拌边加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置即得到缓蚀阻垢剂。上述聚环氧琥珀酸钠的合成步骤为：(1)在四口烧瓶中加入50％摩尔浓度的NaOH溶液，在搅拌下缓慢加入60％摩尔浓度的马来酸酐溶液，氢氧化钠与马来酸酐的摩尔比为1～1.5：1，控制溶液的PH值在6-7，通过控制滴加速度，将体系温度控制在55～60℃，得到溶液A；(2)将铬酸钾作为催化剂，逐步加在处于搅拌状态下的溶液A中，催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的0.07，得到溶液B；(3)在搅拌状态下，向溶液B中缓慢滴加30％摩尔浓度的双氧水，通过控制滴加速度将溶液温度控制在55～60℃，得到溶液C；其中，双氧水与马来酸酐的摩尔比为1～2：1；(4)用滴液漏斗，向溶液C中缓慢滴加50％摩尔浓度的NaOH溶液，调节PH值到中性，将溶液温度控制在65℃～72℃，反应1.5～2h，得到溶液D；(5)再将溶液温度升温至85～95℃，向溶液D中加入固体Ca(OH)2和蒙脱土，恒温反应直至溶液粘度变大为止，室温冷却过滤得到清液；其中，Ca(OH)2为引发剂，Ca(OH)2的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的0.01～0.02，每1L溶液D中加入7g蒙脱土；(6)将清液的pH值调节至1～2，析出白色聚环氧琥珀酸钠固体，并用甲醇洗涤数次，溶去去离子水，再用NaOH调节溶液pH值至9～10，真空干燥，就得到纯净的固体聚环氧琥珀酸钠。本专利技术的有益效果是：对碳钢类金属的腐蚀速率小于0.025mm/a，黄铜和不锈钢腐蚀速率小于0.002mm/a，对碳钢类、黄铜和不锈钢金属有明显的缓蚀效果；其阻垢率达到97％以上；并且对异养菌有特别强的杀菌效果，可杀灭水中和粘泥中的微生物，并可以使粘泥从管壁上剥离脱落下来，保持管路的畅通；优于GB50050-2007循环冷却水处理规范要求。具体实施方式本专利技术提供一种含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，按质量百分比，由以下组份组成：20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。聚环氧琥珀酸钠的热稳定性较好，能够阻止水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙等垢；而且有很强的抗碱性，在高碱度、高硬度水系中其阻垢率明显优于常用的有机磷酸类；另外，聚环氧琥珀酸钠的分子链中插入了氧原子，更容易生物降解。苯并三氮唑能与铜形成一种链状的半永久性聚合络合物膜，具有较好的附着性，阻隔循环水和金属机体的接触从而起到缓蚀作用，从而抑制铜及其合金的腐蚀。丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物为分散剂，具有良好的分散和阻止水中溶解盐以及悬浮粒子沉淀的性能，不仅可阻止碳酸钙、硫酸钙垢的生成，还可分散氧化铁，并且具有阻止磷酸钙生成。四羟甲基硫酸磷，对异养菌有特别强的杀菌效果，可杀灭水中和粘泥中的微生物，并可以使粘泥从管壁上剥离脱落下来，保持管路的畅通；另外，四羟甲基硫酸磷能有效控制硫酸盐还原菌对碳钢的腐蚀破坏，对碳钢材质有优良的缓蚀作用，特别适合工业循环水处理的杀菌灭藻及缓蚀保护换热器材质的作用。四羟甲基硫酸磷与带负电荷的缓蚀剂(硫酸锌)同时使用时，发生协同作用，增加缓蚀和杀菌效果。硫酸锌属于阴极缓蚀剂，在阴极部位，当锌离子靠近金属表面时，与聚集在阴极的OH-迅速反应生成氢氧化锌沉淀，沉积于阴极的表面上，形成的沉积膜使溶解氧很难达到阴极，从而缩小阴极面积，减缓阴极反应过程从而抑制整个腐蚀反应的进行。其中，本专利技术所采用聚环氧琥珀酸钠的合成步骤为：(1)在四口烧瓶中加入50％摩尔浓度的NaOH溶液，在搅拌下缓慢加入60％摩尔浓度的马来酸酐溶液，氢氧化钠对马来酸酐的摩尔比为1～1.5：1，控制溶液的PH值在6-7，通过控制滴加速度，将体系温度控制在55-60℃，得到溶液A；(2)将铬酸钾作为催化剂，逐步加在处于搅拌状态下的溶液A中，催化剂的摩尔质量为马来酸酐摩尔质量的0.07，得到溶液B；(3)在搅拌状态下，向溶液B中缓慢滴加30％摩尔浓度双氧水，通过控制滴加速度将溶液温度控制在55-60℃，得到溶液C；其中，双氧水与马来酸酐的摩尔比为1～2：1；(4)用滴液漏斗，向溶液C中缓慢滴加50％摩尔浓度的NaOH溶液，调节PH值到中本文档来自技高网...

【技术保护点】
含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份组成：20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠‑甲基丙烯酸羟乙酯‑丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。

【技术特征摘要】
1.含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，其特征在于，按质量百分比，由以下组份组成：20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。2.根据权利要求1所述的含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂，其特征在于：所述四羟甲基硫酸磷的质量百分浓度为100％。3.一种如权利要求1所述含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，其具体操作步骤如下：步骤1，按质量百分比，称取20～30％的聚环氧琥珀酸钠，4～10％的苯并三氮唑，15～20％的丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，10～20％的四羟甲基硫酸磷，10～20％的硫酸锌和10～40％的去离子水，以上各组份的质量百分比总和为100％。步骤2，先将去离子水加入容器中，之后边搅拌边加入苯并三氮唑，搅拌混匀后再边搅拌边加入聚环氧琥珀酸钠，待搅拌混匀后再边搅拌边加入四羟甲基硫酸磷，待搅拌混匀后然后再边搅拌边加入硫酸锌，最后边搅拌边加入丙烯酸钠-甲基丙烯酸羟乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待搅拌混匀后静置即得到缓蚀阻垢剂。4.根据权利要求3所述含聚环氧琥珀酸钠的复合阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘爱芳，马润勇，马昱昭，
申请(专利权)人：陕西蔚然青科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61