本技術涉及循環(huán)冷卻水藥劑，更具體地說，它涉及一種高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑及其制備方法。

背景技術：

1、在工業(yè)生產(chǎn)中，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是維持設備正常運行的關鍵部分，其主要用于冷卻產(chǎn)品和設備，從而保證工業(yè)的生產(chǎn)效率。在循環(huán)冷卻水長期使用過程中，循環(huán)冷卻水中溶質(zhì)的濃度會隨著水分的蒸發(fā)而增加，從而增加循環(huán)冷卻水的硬度和堿度。高硬度高堿度的循環(huán)冷卻水直接使用，容易使設備和管道出現(xiàn)腐蝕、結垢的情況，并對設備和管道運行穩(wěn)定性構成安全隱患。在現(xiàn)有的技術中，部分研究者在循環(huán)冷卻水中使用緩蝕阻垢劑，緩蝕阻垢劑一般由有機膦、共聚物、鋅鹽組成，其雖然能夠起到一定的緩蝕效果，但是緩蝕效果不足，有待進一步提高。

技術實現(xiàn)思路

1、為了提高緩蝕阻垢劑的緩蝕效果，本技術提供一種高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑及其制備方法。

2、第一方面，本技術提供一種高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑，采用如下的技術方案：

3、一種高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑，緩蝕阻垢劑由以下重量百分數(shù)的原料制成：聚環(huán)氧琥珀酸15-25％、枝狀吡啶內(nèi)鹽配體5-15％、苯丙三氮唑5-10％、2-硫脲嘧啶3-8％、鉬鹽3-8％、多元醇5-10％、聚氧乙烯醚2-4％、抑菌劑0.5-1.5％，余量為水。

4、本技術的緩蝕阻垢劑，通過原料之間的相互配合，將其應用于高硬度高堿度循環(huán)冷卻水中，循環(huán)冷卻水的鈣硬為240ppm、堿度為195ppm，鈣硬和堿度均以碳酸鈣計，此時，循環(huán)冷卻水中，碳鋼腐蝕率＜0.005mm/a、黃銅腐蝕率＜0.002mm/a、不銹鋼腐蝕率＜0.002mm/a，使緩蝕阻垢劑表現(xiàn)出緩蝕性高的優(yōu)點，滿足市場需求。

5、在原料中添加多元醇、聚氧乙烯醚，其能夠有效的增加原料相容性，提高緩蝕阻垢劑存儲和使用的穩(wěn)定。在原料中添加聚環(huán)氧琥珀酸、枝狀吡啶內(nèi)鹽配體，其能夠有效的螯合金屬離子形成穩(wěn)定螯合物，尤其是枝狀吡啶內(nèi)鹽配體，其中含有大量吡啶鹽基、羧酸鹽基，不僅具有螯合作用，破壞水垢的形成，還可以阻礙螯合物之間接觸和團聚，同時還能夠在金屬基材表面形成保護膜，隔絕金屬基材與腐蝕物質(zhì)接觸，降低金屬基材的腐蝕率，延長金屬基材的使用壽命，使緩蝕阻垢劑表現(xiàn)出更優(yōu)的緩蝕效果。

6、可選的，所述鉬鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀、鉬酸銨中的一種或幾種。

7、通過采用上述技術方案，優(yōu)化鉬鹽，便于鉬鹽的選擇，而且鉬酸鈉、鉬酸鉀、鉬酸銨原料來源豐富，價格便宜。

8、可選的，所述多元醇為乙二醇、丙三醇、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一種或幾種。

9、通過采用上述技術方案，優(yōu)化多元醇，便于多元醇的選擇，而且乙二醇、丙三醇、季戊四醇、木糖醇、山梨醇原料來源豐富，價格便宜。

10、可選的，所述抑菌劑為二氯異氰尿酸鈉、溴氯海因、甲基氯異噻唑啉酮中的一種或幾種。

11、通過采用上述技術方案，優(yōu)化抑菌劑，便于抑菌劑的選擇，而且二氯異氰尿酸鈉、溴氯海因、甲基氯異噻唑啉酮均具有殺菌、抑菌效果好的特點，還具有優(yōu)良的穩(wěn)定性、效果持久性、安全性，適用于循環(huán)冷卻水。

12、可選的，所述枝狀吡啶內(nèi)鹽配體采用以下方法制備：

13、t1、將有機溶劑、第一次加入丁二胺、第一次加入丙烯酸乙酯混合反應，第二次加入丁二胺混合反應，第二次加入丙烯酸乙酯混合反應，第三次加入丁二胺混合反應，加入異煙酸乙酯混合反應，減壓濃縮，烘干，獲得枝狀中間體；

14、t2、將有機溶劑、枝狀中間體、4-(溴甲基)苯甲酸甲酯混合，升溫反應，降溫，過濾，洗滌，烘干，獲得半成品；

15、t3、將氫氧化鈉水溶液、半成品混合，升溫反應，降溫，過濾，洗滌，烘干，獲得枝狀吡啶內(nèi)鹽配體；

16、所述第一次加入丁二胺、第一次加入丙烯酸乙酯、第二次加入丁二胺、第二次加入丙烯酸乙酯、第三次加入丁二胺、異煙酸乙酯、4-(溴甲基)苯甲酸甲酯的重量配比為(0.5-1.5):(4-5):(3-5):(8-10):(7-9):(25-30):(35-45)。

17、通過采用上述技術方案，首先第一次加入丁二胺中胺基和第一次加入丙烯酸乙酯中碳碳雙鍵發(fā)生反應，引入酯基，并增加支鏈數(shù)量。引入的酯基和第二次加入丁二胺中的胺基發(fā)生反應，引入酰胺基、胺基。引入的胺基和第二次加入丙烯酸乙酯中的碳碳雙鍵發(fā)生反應，引入酯基，再次增加支鏈數(shù)量。引入的酯基和第三次加入丁二胺中的胺基發(fā)生反應，引入酰胺基、胺基。引入的胺基和異煙酸乙酯中的酯基發(fā)生反應，實現(xiàn)接枝，且引入吡啶基，獲得枝狀中間體，枝狀中間體中含有大量酰胺基以及吡啶基。然后加入4-(溴甲基)苯甲酸甲酯，使其中的溴基和枝狀中間體中的吡啶基發(fā)生反應，實現(xiàn)接枝，引入酯基，進一步的在氫氧化鈉水溶液的作用下，酯基發(fā)生水解形成鹽，獲得枝狀吡啶內(nèi)鹽配體。

18、本技術枝狀吡啶內(nèi)鹽配體的制備方法，分步驟使原料之間反應，便于反應的控制，也增加制備的穩(wěn)定，保證枝狀吡啶內(nèi)鹽配體的質(zhì)量。而且枝狀吡啶內(nèi)鹽配體中含有較多的支鏈數(shù)量，以及較多的酰胺基、吡啶鹽基、羧酸鹽基，并利用其之間的相互配合，將緩蝕阻垢劑應用于循環(huán)冷卻水中，降低循環(huán)冷卻水對金屬基材的腐蝕率，使緩蝕阻垢劑表現(xiàn)出更優(yōu)的使用效果。

19、可選的，所述4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、氫氧化鈉水溶液的重量配比為(35-45):(700-1300)，氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度為5-15％。優(yōu)選的，4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、氫氧化鈉水溶液的重量配比為(35-45):(900-1100)，氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度為7-13％。再優(yōu)選的，4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、氫氧化鈉水溶液的重量配比為(35-45):1000，氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度為9-11％。

20、通過采用上述技術方案，對4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、氫氧化鈉水溶液的重量配比進行優(yōu)化，還對氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量濃度進行優(yōu)化，從而實現(xiàn)4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、氫氧化鈉重量配比的優(yōu)化，便于半成品中酯基充分水解且形成鹽。

21、可選的，步驟s1中，第一次加入丁二胺互和第一次加入丙烯酸乙酯的反應時間為18-22h，第二次加入丁二胺的反應時間為13-17h，第二次加入丙烯酸乙酯的反應時間為18-22h，第三次加入丁二胺的反應時間為13-17h，加入異煙酸乙酯的反應時間為13-17h；

22、步驟s2中，枝狀中間體和4-(溴甲基)苯甲酸甲酯的反應溫度為70-80℃、時間為7-9h；

23、步驟s3中，氫氧化鈉水溶液和半成品的反應溫度為80-90℃、時間為3-5h。

24、通過采用上述技術方案，對步驟s1的反應時間進行限定，還對步驟s2的反應溫度、反應時間進行限定，以及對步驟s3中的反應溫度、反應時間進行限定，保障反應的穩(wěn)定，便于枝狀吡啶內(nèi)鹽配體的制備。

25、步驟s1中，在多個實施方案中，第一次加入丁二胺、第一次加入丙烯酸乙酯的反應時間為20h，其也可以根據(jù)需要將反應時間設置為18h、19h、21h、22h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。在多個實施方案中，第二次加入丁二胺的反應時間為15h，其也可以根據(jù)需要將反應時間設置為13h、14h、16h、17h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。在多個實施方案中，第二次加入丙烯酸乙酯的反應時間為20h，其也可以根據(jù)需要將反應時間設置為18h、19h、21h、22h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。在多個實施方案中，第三次加入丁二胺的反應時間為15h，其也可以根據(jù)需要將反應時間設置為13h、14h、16h、17h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。在多個實施方案中，加入異煙酸乙酯的反應時間為15h，其也可以根據(jù)需要將反應時間設置為13h、14h、16h、17h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

26、步驟s2中，在多個實施方案中，枝狀中間體、4-(溴甲基)苯甲酸甲酯的反應溫度為78℃、時間為8h，其也可以根據(jù)需要將溫度設置為70℃、72℃、75℃、80℃，還可以根據(jù)需要將時間設置為7h、7.5h、8.5h、9h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

27、步驟s3中，氫氧化鈉水溶液、半成品的反應溫度為90℃、時間為4h，其也可以根據(jù)需要將溫度設置為80℃、82℃、85℃、88℃，還可以根據(jù)需要將時間設置為3h、3.5h、4.5h、5h，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

28、可選的，步驟s1中，有機溶劑為乙醇，步驟s2中，有機溶劑為乙腈。

29、通過采用上述技術方案，對步驟s1中的有機溶劑進行限定，便于有機溶劑的選擇，而且便于丁二胺、丙烯酸乙酯、異煙酸乙酯的反應，同時待進行酰胺化反應時，能夠產(chǎn)生乙醇，其和有機溶劑相同，便于后續(xù)減壓濃縮以及烘干。還對步驟s2中的有機溶劑進行限定，使枝狀中間體、4-(溴甲基)苯甲酸甲酯充分混合，并保證反應的穩(wěn)定，同時還便于后續(xù)半成品的析出。

30、可選的，步驟s1中，第一次加入丁二胺、有機溶劑的重量配比為(0.5-1.5):(700-1300)。優(yōu)選的，第一次加入丁二胺、有機溶劑的重量配比為(0.5-1.5):(900-1100)。更優(yōu)選的，第一次加入丁二胺、有機溶劑的重量配比為(0.5-1.5):1000。

31、可選的，步驟s2中，4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、有機溶劑的重量配比為(35-45):(700-1300)。優(yōu)選的，4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、有機溶劑的重量配比為(0.5-1.5):(900-1100)。更優(yōu)選的，4-(溴甲基)苯甲酸甲酯、有機溶劑的重量配比為(0.5-1.5):1000。

32、通過采用上述技術方案，對步驟s1的有機溶劑的添加量進行限定，還對步驟s2的有機溶劑的添加量進行限定，使原料充分混合。

33、第二方面，本技術提供一種所述的高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑的制備方法，采用如下的技術方案：

34、一種所述的高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑的制備方法，包括如下步驟：

35、將水、聚環(huán)氧琥珀酸、枝狀吡啶內(nèi)鹽配體、苯丙三氮唑、2-硫脲嘧啶、鉬鹽、多元醇、聚氧乙烯醚、抑菌劑混合，獲得緩蝕阻垢劑。

36、通過采用上述技術方案，便于緩蝕阻垢劑的制備。

37、可選的，緩蝕阻垢劑的制備方法為：在水中加入多元醇、聚氧乙烯醚混合，然后加入聚環(huán)氧琥珀酸、枝狀吡啶內(nèi)鹽配體、苯丙三氮唑、2-硫脲嘧啶混合，之后加入鉬鹽、抑菌劑混合，獲得緩蝕阻垢劑。

38、綜上所述，本技術至少具有以下有益效果：

39、1、本技術高硬度高堿度循環(huán)冷卻水用緩蝕阻垢劑，通過原料之間的相互配合，將其應用于高硬度高堿度循環(huán)冷卻水中，金屬基材具有較低的腐蝕率，碳鋼腐蝕率＜0.005mm/a、黃銅腐蝕率＜0.002mm/a、不銹鋼腐蝕率＜0.002mm/a，使緩蝕阻垢劑表現(xiàn)出緩蝕性高的優(yōu)點，滿足市場需求。

40、2、本技術枝狀吡啶內(nèi)鹽配體的制備方法中，分步驟使丁二胺、丙烯酸乙酯反應，然后接枝異煙酸乙酯，之后接枝4-(溴甲基)苯甲酸甲酯，然后使其中的酯基發(fā)生水解，獲得枝狀吡啶內(nèi)鹽配體。采用上述方法，使原料之間分步反應，便于反應的控制，增加制備的穩(wěn)定，也保證枝狀吡啶內(nèi)鹽配體的質(zhì)量，提高緩蝕阻垢劑的緩蝕效果。