[发明专利]一种用于去离子水循环冷却系统的硅酸盐及聚酰胺胺复合环保型缓蚀剂

说明书

技术领域

本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种用于去离子水循环冷却系统的硅酸盐及聚酰胺胺复合环保型缓蚀剂。

背景技术

随着水资源的日益紧张，为了节约用水，占工业用水总量70～80％的循环冷却系统的浓缩倍数不断提高，达到4倍以上，有的系统甚至达到10倍。由于浓缩倍数的提高，水中钙镁离子浓度不断增加，造成系统严重结垢，影响系统的正常运行。为了解决高浓缩倍数下的结垢问题，循环冷却水系统越来越多地采用去离子水被作为水质及补充水。此外在某些行业，由于被冷却的装置特殊或介质的温度高等原因，常常需要用去离子水作为循环冷却水的水质，如钢铁行业的连铸结晶器的循环冷却水、核能发电系统的循环冷却水、冶金行业氧枪的循环冷却水、浮法玻璃生产线的循环冷却水、中央空调系统的循环冷却水。

去离子水的钙离子浓度极低或几乎不含钙、pH5～7、电导率≤2.0μs·cm^-1。这类水的显著特点是无垢，由于没有垢层的保护，水中溶解氧直接与金属接触，对金属的腐蚀性极强，属于强腐蚀性水。历史上曾经用高浓度的铬酸盐或亚硝酸盐对这类水质进行缓蚀处理，这种方法虽然处理效果好，对碳钢的腐蚀速率可<0.025 mm·a^-1，但由于铬酸盐和亚硝酸盐属于致癌物质，对环境污染严重，已被禁止使用。目前对这类水质的处理，主要采用钼酸盐缓蚀剂、钨酸盐缓蚀剂及硅酸盐缓蚀剂。钼酸盐及钨酸盐缓蚀剂虽然无毒，但属于贵金属，且用量大（甚至高达1500 mg·L^-1），处理成本高。

硅酸盐是一种沉淀膜型缓蚀剂，不但可以抑制冷却水中钢铁的腐蚀，而且还可以抑制非铁金属——铝、钢及合金、铅、铜镀锌层的腐蚀。硅酸盐价廉、无毒，但剂量不足时易产生点蚀，剂量过多或控制不好易产生难于清洗处理的硅垢。现有的技术中，中国专利ZL200710099354.6“用于除盐水循环冷却系统的硅钨缓蚀剂”提供了一种由硅酸钠、钨酸钠、三乙醇胺、铜缓蚀剂造成的配方，其投加量为硅酸钠60~200 ppm（以SO₂计）:钨酸钠5~30 ppm:三乙醇胺5~20 ppm:铜缓蚀剂1~3 ppm，该配方中硅酸盐浓度相对较高，不可避免地产生硅垢，而且使用贵金属钨酸钠，处理成本较高。中国专利200710119607.1“用于除盐水循环冷却系统的硅钨磷缓蚀剂”提供了一种由硅酸钠、钨酸盐、磷酸盐、铜缓蚀剂、丙烯酸共聚物组成的配方，在除盐水循环冷却系统使用时的量为（以有效成分计）：二氧化硅20~100 ppm：钨酸盐 5~30 ppm：磷酸盐5~40ppm：铜缓蚀剂1~3 ppm：丙烯酸共聚物5~20 ppm。该配方虽然降低了硅酸盐用量，但由于含磷，不符合环保型药剂。

为了达到环保及高效的目的，本发明将硅酸盐与树枝状聚合物聚酰胺胺配合使用，在低剂量下可以达到很好的缓蚀效果。目前以硅酸盐与树枝状聚合物聚酰胺胺为主要成分的处理去离子水循环冷却系统的缓蚀配方还没未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无磷、高效、安全的用于去离子水循环冷却系统的硅酸盐及聚酰胺胺复合环保型缓蚀剂。

为实现上述目的，本发明提出的用于去离子水循环冷却系统的硅酸盐及聚酰胺胺复合环保型缓蚀剂，所述复合环保型缓蚀剂由可溶性硅酸盐、0~1G的聚酰胺胺树枝状聚合物、铜缓蚀剂和去离子水组成，其组分的重量百分比为：

可溶性硅酸盐                              20%～40% 

0~1G的聚酰胺胺树枝状聚合物               10%～30%

铜缓蚀剂                                   2%～3%  

其余为去离子水，其总重量满足100%。

本发明中，所述可溶性硅酸盐选自硅酸钠或硅酸钾中任一种。

本发明中，所述聚酰胺胺（0~1G）树枝状聚合物的结构为：

其中：n为正整数，n为2~6中的任意值。例如：

n=2时，芯为乙二胺（1,2-Ethylenediamine）的聚酰胺胺（以E-PAMAM表示）；

n=4时，芯为丁二胺（1,4-butanediamine）的聚酰胺胺（以B-PAMAM表示）；

n=6时，芯为己二胺（1,6-Hexanediamine）的聚酰胺胺（以H-PAMAM表示）。

G为树枝状聚合物的代数，