CN1039429C - 一种用于冷冻液的缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种用于冷冻液的钼系缓蚀剂,它主要由5种组分组成,即钼酸钠、锌盐,羟基羧酸,有机膦酸,苯并三氮唑或巯基苯并噻唑。
本发明的特点是所用药品无毒无公害,对碳钢、铜,铝等材质有良好的缓蚀效果,特别适用于冷冻液。
Description
本发明涉及一种用于冷冻液的缓蚀剂,更具体地说,涉及一种用于防止冷冻体系中金属材料腐蚀的缓蚀剂。
一般地,为了减少冷冻液对冷冻系统中金属材料的腐蚀,需要向冷冻液中添加缓蚀剂。以前普遍采用的铬系缓蚀剂,存在着严重的环境污染问题,现已很少被采用。日本专利JP昭54-43840公开了一种缓蚀剂,使用多羟基羧酸盐,如葡萄糖酸钠或甘油酸钠,偏硅酸钠及苯并三氮唑复配,对铁及其合金,铜及其合金显示出较好的缓蚀效果,但需要调节使用介质pH值至8.5以上,使用很不方便。
钼酸盐在循环冷却水系统中作为碳钢材料的缓蚀剂得到广泛的应用,但在含盐量较高的体系中得到应用仅在中国专利CN1038312A中公布过。该专利公开了一种钼酸盐复合缓蚀阻垢剂,其由钼酸盐,锌盐、葡萄糖酸盐、无机磷酸盐、有机膦酸盐和琥珀酸盐六种盐组成,主要用于含有大量氯离子的循环水或海水中性水介质中,体系中的含盐量最高达5%左右,其适用的温度范围是0-80℃。对碳钢材料起到缓蚀作用。
但该缓蚀阻垢剂存在以下缺点,(1)不能应用于冷冻液系统,因为一般冷冻液的含盐量均高于10%,在10%-35%左右,使用温度在~-50℃~20℃,所以超出了该缓蚀阻垢剂的适用范围。(2)对冷冻系统中铜及其合金、钼及其合金等材料的缓蚀作用较差。
本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的缺陷,提出一种以钼酸盐为主要成分的缓蚀剂,主要应用于冷冻液中,对于冷冻系统中的金属材料起到缓蚀的作用。
本发明的目的是这样实现的,它以钼酸钠作为主缓蚀剂,再复配以锌盐和对铜及其合金,铝及其合金有良好缓蚀作用的苯并三氮唑或巯基苯并噻唑,羟基羧酸,有机膦酸等组分,各组分按重量份数计为:
钼酸钠:10-500,最好为20-300
锌盐,其中锌离子:0.2-2苯并三氮唑(BTA)或巯基苯并噻唑(MBT):0.5-50,最好为1-10
羟基羧酸:10-300
有机膦酸:3-150
以上各组分按比例加入冷冻液中,均匀混合。
上述缓蚀剂中的锌盐选自硫酸锌,醋酸锌,硝酸锌的一种或它们的混合物。上述缓蚀剂中的羟基羧酸选自柠檬酸、葡萄糖酸、异抗坏血酸、乳酸的一种或它们的混合物。
上述缓蚀剂中的有机膦酸选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTC)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)、羟基丙叉二膦酸(HPDP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)的一种或它们的混合物。
以上所述的缓蚀剂还可以加入聚羧酸型水处理剂,按重量份数计为2-20,该水处理剂选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物,丙烯酸-马来酸酐共聚物、丙烯酸-丙烯酸甲酯-丙烯酸羟丙酯三元共聚的一种或它们的混合物,其作用是对使用介质中的杂质、腐蚀产物起较强的分散作用,防止其沉积在金属材料的表面,引起结垢或腐蚀。
本发明的钼系缓蚀剂使用范围较广,其适用的pH值范围为6-9.5,最好为8-9,温度范围为-50℃-90℃,最好为-50℃-20℃,特别适用于化工、食品、医药等领域的冷冻系统的冷冻液中,对冷冻系统中的金属材料起到缓蚀的作用。
本发明与现有技术相比,具有以下优点:
1.对铁及其合金,铜及其合金,铝及其合金皆有较高的缓蚀作用。
2.使用时由于不用调节使用介质的pH值,使用方便。
3.所选用的药剂都是无毒无公害化合物,不污染环境。
4.特别适用于冷冻液系统,对冷冻液中的杂质、腐蚀产物及进入系统中的灰尘有较强的分散作用。防止其沉积在金属材料的表面,引起结垢或腐蚀,且可以提高传热效率。
实施例:
实例1:旋转挂片法,参照化工部标准HG/T2059-91。在2000ml的烧杯中加入一定量的Na2MoO4、Zn2+、苯并三氮唑(BTA)或巯基苯并噻唑(MBT)、羟基羧酸、有机膦酸,再加入含盐量30%的冷冻液至2000ml,使其加入的各组分达到所需要的浓度,于20℃下使处理好的挂片以0.35m/s的线速度运行72小时,测定挂片在试验前后的重量,同时做空白试验,分别计算腐蚀率和缓蚀率。(表1见文后)
从表1中数据可以看出,含有钼酸盐的各组合即本发明的缓蚀剂对碳钢的腐蚀率仅为0.129mm/a-0.165mm/a,明显低于未加缓蚀剂(表中1)的0.344mm/a,缓蚀率达到52-62%。其对紫铜的腐蚀率从0.018mm/a(表中1)降至0.006mm/a。不加钼酸钠的缓蚀剂对碳钢的腐蚀率明显高于加有钼酸盐的腐蚀率。
实例2试验步骤同例1,再加入分解阻垢剂(聚丙烯酸或聚丙烯酸钠或水解聚马来酸酐),使其在冷冻液中的浓度为40mg/l,于20℃运行72小时,过滤试液,测定试液中沉积物的重量,同时做空白试验,计算沉积物减少量。(表2见文后)
从表2可以看出,本发明的缓蚀剂显著降低沉积物,从0.6g/l降至0.28g/l,沉积物降低率为58.8%。
表1
Na2MoO4 | Zn2+ | BTA或MBT | 羟基羧酸 | 有机膦酸 | pH值 | 试片 | 腐蚀率 | 缓蚀率 | |
mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | - | - | Mm/a | % | |
1 | - | - | - | - | - | 6.43 | 紫铜 | 0.018 | |
1 | - | - | - | - | - | 6.43 | 碳钢 | 0.344 | |
2 | 500 | 10 | BTA:50 | 葡萄糖酸600 | PBTC:1000 | 不调 | 紫铜 | 0.006 | 66.7 |
2 | 500 | 10 | BTA:50 | 葡萄糖酸600 | PBTC:1000 | 不调 | 碳钢 | 0.133 | 60.2 |
3 | - | 10 | BTA:100 | 葡萄糖酸800 | PBTC:1000 | 不调 | 碳钢 | 0.227 | 32.0 |
4 | 500 | 10 | MBT:50 | 柠檬酸700 | HEDP:100 | 不调 | 碳钢 | 0.165 | 52.0 |
5 | 1000 | 15 | BTA:50 | 葡萄糖酸500 | ATMP:150 | 不调 | 碳钢 | 0.129 | 62.5 |
6 | 800 | 5 | MBT:40 | 异抗坏血酸600 | EDTMP:200 | 不调 | 碳钢 | 0.141 | 59.0 |
表2
沉积物g/l | 沉积物减少率% | |
空白冷冻盐水 | 0.68 | - |
本发明的缓蚀剂+40mg/l的聚丙烯酸的冷冻盐水 | 0.28 | 58.8 |
Claims (8)
1.一种用于冷冻液的缓蚀剂,其特征在于,缓蚀剂的组成按重量份数计为:
钼酸钠: 10-500
锌盐,其中锌离子: 0.2-2.0
苯并三氮唑或巯基苯并噻唑: 0.5-50
羟基羧酸, 10-300
有机膦酸: 2-150
上述各种组分按比例加入冷冻液中,均匀混合。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的钼酸钠的组成按重量份数计为20-300。
3.根据权利要求1所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的苯并三氮唑或巯基苯并噻唑的组成按重量份数计为1-10。
4.根据权利要求1所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的羟基羧酸选自柠檬酸、葡萄糖酸、异抗坏血酸,乳酸的一种或它们的混合物。
5.根据权利要求1所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的有机膦酸选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸,羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸,羟基丙叉二膦酸、乙二胺四甲叉膦酸的一种或它们的混合物。
6.根据权利要求1所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的缓蚀剂中还可以加入按重量份数为2-20的聚羧酸型水处理剂。
7.根据权利要求6所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的聚羧酸型水处理剂选自聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物,丙烯酸-马来酸酐共聚物,丙烯酸-丙烯酸甲酯-丙烯酸羟丙酯三元共聚物的一种或它们的混合物。
8.根据权利要求1所述的缓蚀剂,其特征在于,所述的锌盐选自硫酸锌、醋酸锌、硝酸锌的一种或它们的混合物。
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