一种冷却水阻垢剂及其应用制造技术

本申请涉及水处理剂的领域，具体公开了一种冷却水阻垢剂及其应用。一种冷却水阻垢剂包括20

【技术实现步骤摘要】
一种冷却水阻垢剂及其应用


[0001]本申请涉及水处理剂的领域，尤其是涉及一种冷却水阻垢剂及其应用。

技术介绍

[0002]在工业生产中，通常会产生较多的废热，需要通过传热介质转移至自然环境中，使工业设备可运行顺畅。在传热介质上，天然水具有较佳的热传递效果并且成本较低，因此通常作为工业生产中的冷却水。在工厂实际生产过程中，装配循环冷却水系统用于冷却工业设备的方案较为常见，该冷却水系统能实现冷却水的循环使用，从而降低冷却水的用量，提高冷却水利用率。
[0003]但是，在冷却水循环的过程中，由于空冷却水中的杂质较多，冷却水较易在循环设备内壁结垢上，从而降低了循环冷却水系统的传热效率，所以，现有的冷却水循环系统中需要添加阻垢剂来改善冷却水结垢的现象。
[0004]现有常用的阻垢剂，主要通过破坏结垢离子的结合，降低结垢现象。应用较为广泛的阻垢剂包括有机磷酸阻垢剂和磷酸盐阻垢剂等，但单一的有机磷或者磷酸盐阻垢剂的使用，会导致磷元素排放并引起水体富营养化，因此近年来无磷阻垢剂被广泛使用，在使用时，间隔一定时间将阻垢剂添加至冷却水中，降低冷却水结垢的可能性，改善循环冷却水的传热效率。
[0005]针对上述相关技术，专利技术人认为简单地在冷却水中添加阻垢剂，阻垢剂与冷却水混合时，阻垢剂的分散性不佳，进而对冷却水中微晶抑制效果不均，即阻垢剂存在阻垢效果不佳的缺陷。

技术实现思路

[0006]为了改善因简单地在水中添加阻垢剂，阻垢剂在冷却水中的分散性不佳，导致阻垢剂阻垢效果不佳的缺陷，本申请提供一种冷却水阻垢剂及其应用。
[0007]第一方面，本申请提供一种冷却水阻垢剂，采用如下的技术方案：一种冷却水阻垢剂，包括以下重量份物质：20
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30份聚环氧琥珀酸、5
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10份聚天冬氨酸、5
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15份锌盐、5
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10份钼酸盐和10
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15份分散剂，所述分散剂包括质量比为1
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2:1
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4的蒙脱土和丙烯酸类化合物，所述蒙脱土为纳米级的层状蒙脱土。
[0008]通过采用上述技术方案，由于阻垢剂中各组分均为水溶性，改善了阻垢剂在冷却水中的分散效果，同时本申请采用的聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、锌盐、钼酸盐等原料中，无含磷原料，改善了冷却水中使用阻垢剂导致微生物富营养化的现象，从而降低冷却水因微生物过多而结垢的可能性；其次，通过在阻垢剂中添加蒙脱土以及丙烯酸类化合物，由于蒙脱土为层状结构，聚环氧琥珀酸可插入蒙脱土的层状结构中，且蒙脱土为纳米级粒子，能提高插接于蒙脱土中的聚环氧琥珀酸在冷却水中的分散效果。同时本申请采用的蒙脱土，具有良好的网状结构以及较大的表面能，能有效增强聚环氧琥珀酸对结垢离子的螯合效果，并进一步改善阻
垢剂中的稳定连接效果，使其均匀地分散于冷却水中。
[0009]此外，通过丙烯酸类化合物与聚环氧琥珀酸接枝，由于丙烯酸类化合物的亲水性较佳，改善聚环氧琥珀酸的分散效果，同时可增强对冷却水中的结垢离子的螯合效果；并且丙烯酸类化合物可与蒙脱土发生交联，进一步增加阻垢剂中的网状结构的面积，因此，阻垢剂获得较佳的分散效果以及阻垢效果。
[0010]优选的，所述分散剂还包括天然化合物，所述天然化合物与蒙脱土、丙烯酸类化合物的质量比为0.5
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1:1
‑
2:1
‑
4，所述天然化合物包括壳聚糖、木质素磺酸盐、羧甲基纤维素中的一种或多种。
[0011]通过采用上述技术方案，首先，由于壳聚糖具有较佳的分散性，通过壳聚糖与阻垢剂交联，进一步改善阻垢剂的分散效果；同时壳聚糖的聚阳离子结构，对冷却水中的结垢离子进行较强的吸附，导致结垢晶体发生畸变，阻止结垢晶体生长并提高其松散度。
[0012]其次，由于木质素磺酸盐与阻垢剂交联后，阻垢剂上可引入磺酸基团，不仅增强阻垢剂在冷却水中的分散效果，并且可进一步增强阻垢剂对结垢离子的螯合效果，改善阻垢剂的阻垢效果。
[0013]最后，由于羧甲基纤维素与阻垢剂交联后，在阻垢剂的表面引入阴离子活性基团，增强阻垢剂表面对阳离子的螯合、吸附效果，降低冷却水中结垢离子形成沉淀并负载于设备内壁结垢的可能性。
[0014]本申请采用壳聚糖、木质素磺酸盐以及羧甲基纤维素相互配合，通过聚阳离子结构、磺酸基团以及提高阻垢剂表面阴离子活性的方案，协同改善阻垢剂分散性的同时，加快冷却水中的结垢离子与阻垢剂的结合速度，提高阻垢剂的阻垢效果。
[0015]优选的，所述蒙脱土为经表面处理的蒙脱土，所述表面处理包括以下步骤：将蒙脱土与盐酸混合，浸渍处理30s，过滤，保留滤饼，得到中间产物，将中间产物与硅烷偶联剂搅拌混合，无水乙醇冲洗，烘干，得到经表面处理的蒙脱土。
[0016]通过采用上述技术方案，采用盐酸对蒙脱土进行表面刻蚀，一方面，消除蒙脱土表面灰分，使得蒙脱土可与阻垢剂中基材连接稳定；另一方面，进一步增大蒙脱土的比表面积以及表面能，提高蒙脱土对结垢离子的螯合效果。硅烷偶联剂与蒙脱土混合后，不仅增强蒙脱土表面的粘接强度，改善阻垢剂中各组分之间的连接效果，还增强蒙脱土的表面能，改善聚环氧琥珀酸与蒙脱土的插接效果，即稳定改善阻垢剂在冷却水中的分散效果。此外阻垢剂在螯合金属的同时，阻垢剂可负载于循环设备内壁上，形成缓蚀膜，降低结垢离子负载于设备内壁上的可能性。
[0017]优选的，所述聚环氧琥珀酸为经改性剂改性处理的聚环氧琥珀酸，所述改性剂与聚环氧琥珀酸的质量比为1:1
‑
2，所述改性剂包括质量比为1
‑
2:1
‑
3的氨基酸和硫脲。
[0018]通过采用上述技术方案，氨基酸、硫脲与聚环氧琥珀酸交联后，在聚环氧琥珀酸上接枝有氨基酸，氨基酸具有较佳表面活性，使得阻垢剂可对结垢离子进行吸附；同时氨基酸可在循环设备内壁形成保护膜，降低腐蚀性结垢离子对循环设备的腐蚀；此外，通过改变的聚环氧琥珀酸线性结构，使与阻垢剂接触的结垢晶体发生畸变并变得松软，不易负载于循环设备内壁上，降低结垢的发生，改善阻垢剂的阻垢效果。
[0019]硫脲接枝于聚环氧琥珀酸，在聚环氧琥珀酸上引入酰胺基以及氨基等极性基团，增大电子云密度，发生静电作用，增强聚环氧琥珀酸与结垢离子的螯合效果。由于氨基酸改
变了聚环氧琥珀酸的线性结构，增强聚环氧琥珀酸和硫脲的接枝效果，提高聚环氧琥珀酸上酰胺基以及氨基的数量，稳定改善阻垢剂的阻垢效果。
[0020]优选的，所述改性处理包括以下步骤：按配方称量聚环氧琥珀酸和改性剂，将聚环氧琥珀酸与改性剂中的氨基酸搅拌混合，先调整pH为4
‑
5，于100
‑
110℃，持续反应1
‑
2h，再加入改性剂中的硫脲，调整pH为6
‑
7，于80
‑
90℃，持续反应1
‑
2h，制得经改性处理的聚环氧琥珀酸。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷却水阻垢剂，其特征在于：包括以下重量份物质：20
‑
30份聚环氧琥珀酸、5
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10份聚天冬氨酸、5
‑
15份锌盐、5
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10份钼酸盐和10
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15份分散剂，所述分散剂包括质量比为1
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2:1
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4的蒙脱土和丙烯酸类化合物，所述蒙脱土为纳米级的层状蒙脱土。2.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述分散剂还包括天然化合物，所述天然化合物与蒙脱土、丙烯酸类化合物的质量比为0.5
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1:1
‑
2:1
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4，所述天然化合物包括壳聚糖、木质素磺酸盐、羧甲基纤维素中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述蒙脱土为经表面处理的蒙脱土，所述表面处理包括以下步骤：将蒙脱土与盐酸混合，浸渍处理30s，过滤，保留滤饼，得到中间产物，将中间产物与硅烷偶联剂搅拌混合，无水乙醇冲洗，烘干，得到经表面处理的蒙脱土。4.根据权利要求1所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述聚环氧琥珀酸为经改性剂改性处理的聚环氧琥珀酸，所述改性剂与聚环氧琥珀酸的质量比为1:1
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2，所述改性剂包括质量比为1
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2:1
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3的氨基酸和硫脲。5.根据权利要求4所述的一种冷却水阻垢剂，其特征在于：所述改性处理包括以下步骤：按配方称量聚环氧琥珀酸和改性剂，将聚环氧琥珀酸与改性剂中的氨基酸搅拌混合，先调整pH为4
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5，于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张炳，刘冬奇，刘叶姝，刘中伟，张清举，
申请(专利权)人：常州市武进盛源化工有限公司，
类型：发明
国别省市：