專利名稱：一種緩蝕阻垢水處理劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于水處理技術，更具體地說，是一種用于工業循環冷卻水和鍋爐水系統緩蝕阻垢劑及其處理方法。
本發明的主要技術方案由液態介電疏水物質、油溶性緩蝕劑、水溶性分散劑、復合敏化乳化劑組成界面自富集緩蝕阻垢水處理劑。
本發明的緩蝕阻垢水處理劑的組成及其含量(以重量之和為100計)液態介電疏水物質20-50％、油溶性緩蝕劑20-40％、水溶性分散劑1-10％、復合敏化乳化劑15-40％，水余量所述的液態介電疏水物質包括牌號為100SN、150SN、350SW在內的潤滑油基礎油。
所述的油溶性緩蝕劑包括烷基磺酸鹽、失水山梨糖醇羧酸酯、羊毛脂及其金屬皂類、氧化石油脂及其金屬皂類、咪唑啉及其衍生物中的一種或兩種或兩種以上混合物，所述的烷基磺酸鹽包括石油磺酸鈉、石油磺酸鋇、二壬基萘磺酸鋇，所述的失水山梨糖醇羧酸酯包括失水山梨糖醇單油酸酯、失水山梨糖醇硬酸酯，所述的羊毛脂及其金屬皂類包括鎂皂、鋇皂，所述的咪唑啉及其衍生物包括2-胺乙基十七烯基咪唑啉，N-油酸肌氨酸、1-(2-氨乙基)-2-十七烯基咪唑啉鹽。
所述的水溶性分散劑包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚馬來酸、聚天冬氨酸、包括硅酸鈉在內的硅酸鹽以及包括聚環氧琥珀酸在內的聚環氧羧酸類。
所述的復合敏化乳化劑是由陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑以1-50∶1重量比組合而成，所述的陰離子型表面活性包括羧酸鹽、烷基磺酸鹽、羧酸醇胺中的一種、兩種或兩種以上混合物，其中所述的羧酸鹽包括油酸鈉，所述的烷基磺酸鹽包括石油磺酸鈉、石油磺酸鋇，所述的羧酸醇胺包括油酸三乙醇胺；所述的非離子型表面活性劑包括失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烷醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醇醚在內的一種或兩種或兩種以上混合物，其中失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烯醚包括失水山梨糖醇硬脂酸聚氧乙烯醚，所述的聚氧乙烯烷基酚醚包括聚氧乙烯十二烷基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚，所述的聚氧乙烯烷基醇醚包括聚氧乙烯月桂烷基醇醚以及商品名為OP-10、吐溫-80。
本發明的緩蝕阻垢水處理劑的制備方法將液態介電疏水物質、油溶性緩蝕劑、水溶性分散劑、復合敏化乳化劑按比例混合攪勻即得到顏色透明、均一穩定的粘稠狀液體。
本發明的緩蝕阻垢劑的應用方法在工業循環冷卻水系統或鍋爐水系統直接加入本發明的產品，添加量為5-500ppm(重量)。
本發明的優點和效果本發明的界面自富集緩蝕阻垢水處理劑與現有的用于熱交換系統循環水水質處理的緩蝕阻垢劑有著本質的不同。目前用于水處理的緩蝕阻垢劑均由溶于水的藥劑復配而成，均為水溶液型，該藥劑包括聚磷酸鹽、有機膦酸、聚羧酸、磷酸酯、硅酸鹽、鋅鹽、鉻酸鹽、鉬酸鹽等。本發明的緩蝕阻垢水處理劑的獨特之處在于含有液態介電疏水物質與特制的復合敏化乳化劑，使之以很低劑量加入水體中后，能使攜帶油溶性緩蝕劑的液態介電疏水物質以高度分散的亞穩定狀態存在于水體中，并能在與金屬表面接觸后優先在該固液界面(或給熱界面)發生自富集形成高阻疏水膜，使得緩蝕阻垢劑在固液界面的局部濃度達到很高的數值，比水體內部中的實際深度大出許多倍，使藥效得以超發揮，進而最大限度地節約用藥，使之能在5-500ppm的低劑量下起到很好的緩蝕阻垢作用。在金屬表面形成的高阻疏水液膜的高阻性對于削弱金屬表面的腐蝕電池作用特別有利，再加上油溶性緩蝕劑在該液膜內的富集，就能最有效地抑制金屬的銹蝕的發生；此外在金屬表面形成的高阻疏水液膜的疏水性對阻止親水性無機鹽垢的成核與生長過程十分有用，再加上水溶性分散劑的協同增效作用，則完全可以很好地抑制污垢在金屬表面的形成附著，因而不再需要添加磷系阻垢劑，同樣可以具有很好的抑制結垢的效果，這樣當循環水污水排放時就不會存在對環境的磷污染。由于本發明緩蝕阻垢水處理劑不含磷，對銅合金無侵蝕性，故對銅合金的緩蝕效果特別優越。
本發明緩蝕阻垢水處理劑的關鍵在于配制含有的復合敏化乳化劑具有以下特色乳化劑在界面自富集緩蝕阻垢水處理劑中所占的含量比其在普通乳化油中所占的含量高出數倍，使得當界面自富集緩蝕阻垢水處理劑在水體中的濃度很低的情況下乳化的液相介電疏水物質內仍能相對保持穩定，以高度分散狀態存在；復合敏化乳化劑中的陰離子型表面活性劑在金屬界面容易受水合金屬離子的作用，其親油親水平衡發生轉移，由親水性向親油性過渡，誘發乳化分散的液態介電疏水物質失穩，促進藥劑在金屬界面優先析出富集形成高阻疏水液膜，緩蝕阻垢；同樣，復合敏化乳化劑中的非離子型表面活性劑在受熱溫升高時其親油親水平衡發生改變，由親水性向親油性過渡，誘發乳化分散的液態介電疏水物質失穩，致使藥劑易在金屬傳熱面優先析出富集形成高阻疏水膜，緩蝕阻垢；本發明所述的界面自富集緩蝕阻垢水處理劑與普通乳化油的不同還在于，在實際中由普通乳化油稀釋而成、用于起防銹潤滑作用的乳化液的工作濃度通常都在0.5％以上，目前尚未有使用乳化液用于工業循環冷卻水系統或鍋爐水系統金屬設備緩蝕阻垢處理成功的實例與文獻報道。
本發明首次提出使用界面自富集緩蝕阻垢水處理劑用于工業循環冷卻水系統或鍋爐水系統金屬設備緩蝕阻垢的工藝方法，它與現有的處理方法的不同之處在于，目前現有的處理方法所采用的緩蝕阻垢劑都是溶于水的。現有的用于水處理的緩蝕阻垢劑在水體中均以溶液形式存在，需要先在熱交換系統的金屬設備表面進行特殊的沉淀膜的預制之后，才能在低加藥情況下進入正常運行，一旦這些預制的沉淀膜出現局部嚴重破損時，該部位就將發生難以抑制的局部腐蝕，必須重新預膜處理，然而現場預膜處理特別是重新預膜處理的工序往往是相對煩瑣，而采用本發明的緩蝕阻垢水處理劑時，即使對于過去曾經預膜且已出現局部破損的舊設備，也無需預膜，仍能在出現膜破損之處自動富集形成高阻疏水液膜，有效抑制其局部腐蝕。
實例1-實例3實例1和實例3為本發明的緩蝕阻垢劑的成份和含量，分別見表1中的配方A和配方C。其中實例2中的配方B不含介電疏水物質，而以鉻酸鹽緩蝕劑和有機膦緩蝕阻垢劑代替。
實例4-實例18本實例是在蒸餾水中加入本發明的緩蝕阻垢劑，在不同的溫度和靜態或動態循環濃縮條件下對不同金屬試樣的實驗情況。實驗條件及結果見表3。實例中的性能評定試驗按照1993年中國石化公司生產部、發展部編寫的《冷卻水分析和試驗方法》進行。
實例19-實例33本實例是在原水1(性能見表2)中加入本發明的緩蝕劑，在不同溫度和靜態或動態循環濃縮條件下對不同金屬試樣的實驗情況。實驗條件和結果見表4。
實例34-實例48本實例是原水2(性能見表2)中加入本發明的緩蝕劑，在不同溫度和靜態或動態循環濃縮條件下對不同金屬試樣的實驗情況。
實驗條件和結果見表5。
由實例4-實例48的結果看出，本發明的界面自富集緩蝕阻垢水處理劑，采用免預膜直接以低劑量(10-50ppm)加入不同水體中，無論是常溫(室溫)、中溫(40℃)或高溫(90℃)對碳鋼和銅合金表面均有很好的緩蝕阻垢效果。當去除本發明阻垢劑中液態介電疏水物質，而改用鉻酸鹽緩蝕劑和有機膦緩蝕阻垢劑代替時(配方B)，藥劑在原水1和原水2中不再具有原來的優良的緩蝕阻垢性能。
表1水處理劑配方代號與組成

表2實驗用原水代號及概況

表3在蒸餾水中的實驗情況

表4在原水1中實驗情況

表5在原水2中的實驗情況

權利要求
1.一種緩蝕阻垢水處理劑，其特征在于組成成份及其含量(以重量之和為100計)液態介電疏水物質20-50％、油溶性緩蝕劑20-40％、水溶性分散劑1-10％、復合敏化乳化劑15-40％，水余量
2.按照權利要求1所述的緩蝕阻垢水處理劑，其特征在于所述的液態介電疏水物質包括牌號為100SN、150SN、350SW在內的潤滑油基礎油。所述的油溶性緩蝕劑包括烷基磺酸鹽、失水山梨糖醇羧酸酯、羊毛脂及其金屬皂類、氧化石油脂及其金屬皂類、咪唑啉及其衍生物中的一種或兩種或兩種以上混合物，所述的烷基磺酸鹽包括石油磺酸鈉、石油磺酸鋇、二壬基萘磺酸鋇，所述的失水山梨糖醇羧酸酯包括失水山梨糖醇單油酸酯、失水山梨糖醇硬酸酯，所述的羊毛脂及其金屬皂類包括鎂皂、鋇皂，所述的咪唑啉及其衍生物包括2-胺乙基十七烯基咪唑啉，N-油酸肌氨酸、1-(2-氨乙基)-2-十七烯基咪唑啉鹽。所述的水溶性分散劑包括聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚馬來酸、聚天冬氨酸、包括硅酸鈉在內的硅酸鹽以及包括聚環氧琥珀酸在內的聚環氧羧酸類。所述的復合敏化乳化劑是由陰離子型表面活性劑和非離子型表面活性劑以1-50∶1重量比組合而成，所述的陰離子型表面活性包括羧酸鹽、烷基磺酸鹽、羧酸醇胺中的一種、兩種或兩種以上混合物，其中所述的羧酸鹽包括油酸鈉，所述的烷基磺酸鹽包括石油磺酸鈉、石油磺酸鋇，所述的羧酸醇胺包括油酸三乙醇胺；所述的非離子型表面活性劑包括失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烷醚、聚氧乙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醇醚在內的一種或兩種或兩種以上混合物，其中失水山梨糖醇脂肪酸聚乙烯醚包括失水山梨糖醇硬脂酸聚氧乙烯醚，所述的聚氧乙烯烷基酚醚包括聚氧乙烯十二烷基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚，所述的聚氧乙烯烷基醇醚包括聚氧乙烯月桂烷基醇醚以及OP-10、吐溫-80。
3.權利要求1所述的緩蝕阻垢水處理劑應用于工業循環冷卻水系統或鍋爐水系統，其加入量為5-500ppm(重量)。
全文摘要
本發明是一種緩蝕阻垢水處理劑，其特點是由液態介電疏水物質、油溶性緩蝕劑、水溶性分散劑、復合敏化乳化劑所組成。本發明的水處理劑不含磷等對生態環境有害物質，加入水體中不是以溶解為主，而主要以高度分散的亞穩疏水相的形式存在，它在液固界面或給熱界面能被金屬離子化誘發失穩或因熱失穩，優先發生自富集形成高阻疏水液膜，有效地抑制金屬表面的腐蝕電池作用與結垢成核過程，最大限度地發揮藥效，可降低藥用量，用于工業循環冷卻水系統和鍋爐水系統水質處理，不必預膜處理。
文檔編號C11C1/00GK1435384SQ0210044
公開日2003年8月13日 申請日期2002年1月30日 優先權日2002年1月30日
發明者萬平玉, 龐然, 孫心利, 楊曉波, 陳詠梅, 劉小光 申請人:北京化工大學