[发明专利]一种用于去离子水质的环保型缓蚀剂五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于去离子水质的环保型缓蚀剂五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯及其制备方法，所述缓蚀剂为五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯，其化学式为：C₅H₇[OCOCH₂CH(COOH)SC(NH)NH₂]₅。本发明提供的五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯，具有无磷、生物可降解、无毒、成本低、处理效果好的特点，适用于去离子水系统的缓蚀处理。

技术领域

本发明属于工业水处理技术领域，具体涉及一种用于去离子水循环冷却系统的环保型缓蚀剂五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯及其制备方法。

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。随着浓缩倍数的提高，结垢问题越来越严重，同时细菌滋生、垢下腐蚀等问题也更为突出。因此使用去离子水作为循环冷却水系统补充水，是近年来节约循环冷却水的重要措施之一。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、低碱，由于没有垢层的保护，水中溶解氧直接与金属接触，表现出强腐蚀性。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，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。

现有缓蚀剂主要有金属盐类缓蚀剂（如钼酸盐、钨酸盐）、硅酸盐类缓蚀剂、有机膦缓蚀剂。贵金属钼酸盐及钨酸盐，虽然可用于去离子水缓蚀且无毒，但用量大（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，可用于去离子水缓蚀，其价廉、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。有机膦类需要与氯化钙配合使用才能发挥缓蚀效果，因此对去离子水的缓蚀性能不佳，而且含磷，会导致水体富营养化。

现有的技术中，能够满足去离子水质的循环冷却水系统的缓蚀要求的缓蚀剂较少，且由于成本、用量、效果等因素，并未获得广泛的应用，因此亟待满足去离子水质的循环冷却水系统新型无磷环保型缓蚀剂。

为了达到环保及高效的目的，本发明将异硫脲基枝接于五琥珀酸戊五醇酯的分子中，得到的五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯，在较低剂量下可以达到良好的缓蚀效果，该无磷环保型的缓蚀剂目前还没未见报道。

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质的环保型缓蚀剂五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯。

为实现上述目的，本发明提出的用于去离子水质的环保型缓蚀剂五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯，所述五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯化学式为：C₅H₇[OCOCH₂CH(COOH)SC(NH)NH₂]₅ ，结构式为：

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本发明提出的用于去离子水质的异硫脲基琥珀酸戊五醇酯的制备方法，具体步骤如下：

（１）将冰醋酸加入带有搅拌、回流冷凝管和温度计的四口圆底烧瓶中，加入戊五醇溶解后，再加入马来酸酐，溶解后升温至80~90 °C，在氮气保护及搅拌条件下，反应4~8 h，得到五琥珀酸木糖醇酯的冰醋酸溶液。反应方程式如下：

（2）将步骤（1）制得的五琥珀酸木糖醇酯的冰醋酸溶液，冷却至小于20℃。然后在搅拌下缓慢加入硫脲，于25~30℃、氮气保护下反应20~24 h，过滤，滤饼于90~110℃下真空干燥，得到五异硫脲基琥珀酸戊五醇酯。反应方程式如下：