缓蚀剂是液体吗?

根据产品的化学成分

可分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂和聚合物缓蚀剂。抑制剂

①无机缓蚀剂无机缓蚀剂主要有铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、多磷酸盐和锌盐。②有机缓蚀剂有机缓蚀剂主要包括膦酸(盐)、磷羧酸、磺基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等含氮氧杂环化合物。(3)聚合物缓蚀剂聚合物缓蚀剂主要有聚乙烯、POCA、聚天冬氨酸等一些低分子聚合物。

根据控制位置

分为阳极缓蚀剂、阴极缓蚀剂和混合缓蚀剂[1]。①阳极缓蚀剂阳极缓蚀剂多为无机强氧化剂,如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐、硼酸盐等。它们的作用是与金属表面阳极区的金属离子反应,生成氧化物或氢氧化物膜覆盖阳极,形成一层保护膜。这抑制了金属溶解到水中。阳极反应得到控制,阳极被钝化。硅酸盐也可以归入这一类,它也是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的目的。阳极型缓蚀剂需要高浓度,以便钝化所有阳极。一旦用量不足,就会造成未钝化部位的点蚀。(2)阴极缓蚀剂抑制电化学阴极反应的化学试剂称为阴极缓蚀剂。碳酸锌、磷酸锌和氢氧化锌、碳酸钙和磷酸锌是阴极腐蚀抑制剂。阴极型缓蚀剂能与水和金属表面的阴极区域反应,其反应产物沉积在阴极上形成一层膜。随着薄膜的增厚,阴极释放电子的反应受阻。在实际应用中,由于钙离子、碳酸根离子和氢氧根离子天然存在于水中,所以只需向水中加入可溶性锌盐或可溶性磷酸盐即可。(3)混合缓蚀剂一些含有氮、硫或羟基,具有表面活性的有机缓蚀剂,分子中有两个性质相反的极性基团,可以吸附在清洁的金属表面形成单层,在阳极和阴极都可以形成。它阻止水和水中的溶解氧向金属表面扩散,起到缓蚀作用。巯基苯并噻唑、苯并三氮唑、十六胺等都属于这类缓蚀剂。

取决于保护膜的类型

除了具有中和性能的水处理剂外,大多数水处理用缓蚀剂的缓蚀机理都是在与水接触的金属表面形成一层金属保护膜,达到缓蚀的目的。根据缓蚀剂形成的保护膜类型,缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型。①铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐、钒酸盐、正磷酸盐、硼酸盐等氧化膜缓蚀剂均视为氧化膜缓蚀剂。铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂,它们可以在没有水中溶解氧的帮助下与金属发生反应,在金属表面的阳极区域形成一层致密的氧化膜。其他的,或者因为它们的氧化能力弱,或者因为它们不是氧化剂,都需要氧气的帮助才能在金属表面形成氧化膜。因为这些氧化膜缓蚀剂是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀作用的,所以这些阳极缓蚀剂可以在阳极与金属离子反应生成氧化物或氯氧化物。沉积覆盖阳极以形成保护膜。比如铬酸盐在阳极反应生成Cr(OH)3和Fe(OH)3,脱水后变成CrO3和Fe2O3(主要是γ-Fe2O3)的混合物,在阳极形成保护膜。因此,它们有时被称为阳极缓蚀剂或危险缓蚀剂,因为一旦其用量不足(单独使用时,处理1L水所需的用量往往高达数百甚至数千毫克),就会引起点蚀,使本来不太严重的腐蚀问题变得更加严重。氯离子、高温和高水流量会破坏氧化膜,应用时应根据工艺条件适当改变缓蚀剂的浓度。硅酸盐也可以大致归为这一类,因为它主要是通过抑制腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀作用。但它本身不与金属铁相互作用,可能是二氧化硅与铁的腐蚀产物通过吸附机理形成的。(2)锌的碳酸盐、磷酸盐和氢氧化物以及钙的碳酸盐和磷酸盐是最常见的沉淀膜缓蚀剂。

蚀刻剂。它们也被称为阴极腐蚀抑制剂,因为它们是由锌和钙阳离子与水中和金属表面阴极区域中的碳酸根、磷酸根和氢氧根阴离子反应形成的。阴极缓蚀剂能与水中相关离子反应,反应产物沉积在阴极上形成薄膜;以锌盐为例,它在阴极产生Zn(OH)2沉淀,起到保护膜的作用。锌盐与其他缓蚀剂复配时,可以起到协同作用。正磷酸盐存在时,Zn3(PO4)2或(Zn,Fe)3(PO4)2沉淀并紧密附着在金属表面,具有较好的缓蚀效果。在实际应用中,由于钙离子、碳酸盐和氢氧化物天然存在于水中,一般只需向水中加入可溶性锌盐(如硝酸锌、硫酸锌或氯化锌提供锌离子)或可溶性磷酸盐(如正磷酸钠或多磷酸钠,可水解成正磷酸钠提供磷酸根离子),所以这些可溶性锌盐和可溶性磷酸盐通常称为沉积膜缓蚀剂或阴极缓蚀剂。这样,可溶性磷酸盐(包括聚合磷酸盐)不仅是氧化膜缓蚀剂,也是沉积膜缓蚀剂。此外,一些含磷的有机化合物,如有机磷酸酯(盐)、有机磷酸酯、有机磷羧酸等也可归为这类缓蚀剂,这与其最终水解为正磷酸盐有关。由于沉淀缓蚀膜不直接与金属表面结合,而且是多孔的,所以经常出现与金属表面附着力差的现象,缓蚀效果不如氧化膜。(3)吸附膜缓蚀剂吸附膜缓蚀剂多为有机缓蚀剂,具有极性基因,可被金属表面电荷吸附,在整个阳极和阴极区域形成单分子层,从而阻止或减缓相应的电化学反应。例如,一些含有氮、硫或羟基的表面活性有机化合物在其分子中有两个性质相反的基团;亲水基团和亲油基团。这些化合物的分子以亲水基团(如氨基)吸附在金属表面,形成致密的疏水膜,保护金属表面免受水腐蚀。称为“膜胺”的胺如牛油胺、十六胺和十八胺是水处理中常见的吸附膜缓蚀剂。巯基苯并噻唑、苯并三唑和甲基苯并三唑是有色金属,尤其是铜的理想缓蚀剂。虽然它们与铜金属本身反应成膜,但与上述典型的氧化膜缓蚀剂不同,它们不是通过氧化而是通过化学吸附成膜,而是通过与金属表面的铜离子形成络合物成膜。当金属表面清洁或有活性时,这类缓蚀剂能形成一层吸附膜,具有令人满意的缓蚀效果。但如果金属表面有腐蚀产物或水垢沉积,就很难形成良好的缓蚀膜。这时可以适当加入少量表面活性剂,帮助这类缓蚀剂成膜。因为缓蚀剂的缓蚀机理在于成膜,所以在金属表面快速形成致密、牢固的膜是获得成功缓蚀的关键。为了快速,缓蚀剂在水中的浓度要足够高,成膜后再降低到只能修复膜层损伤的浓度;为了紧凑,金属表面应该非常干净。因此,在成膜之前,对金属表面进行化学清洗以去除油、污垢和水垢是必不可少的步骤。除了中和胺和膜胺主要用于锅炉冷凝水处理,硅酸盐用于饮用水处理外,其他种类的缓蚀剂常用于冷却水处理。就单独对碳钢的缓蚀效果而言,铬酸盐,尤其是铬酸盐与聚磷酸盐、锌盐混合使用,仍是循环冷却水处理最理想的缓蚀剂。美国仍在相当程度上使用它。在应用中,水的pH值一般控制在微酸性,以抑制结垢盐的结垢。然而,铬酸盐(六价)是有毒的。虽然能杀灭循环冷却水中的细菌、藻类等有害微生物,但对环境造成污染。因此在国际上逐渐被(聚)磷酸盐取代。这标志着循环冷却水碱处理时代的开始。这个概念就是水的pH值不再刻意控制,而是任其自生自灭。水中成垢盐的结垢问题依赖于高效的阻垢剂和分散剂,如有机磷酸(盐)、聚丙烯酸(盐)。然而,磷酸盐是水中微生物的营养源,它的排放会导致水体富营养化,结果,另一方面会污染环境。因此,在不允许使用铬酸盐和(多)磷酸盐的地方,使用了几种其他类型的缓蚀剂。但钼酸盐的应用成本高;亚硝酸盐不应作为开式循环冷却水系统的缓蚀剂,除非有专门的杀生剂有效控制能使其分解失效的微生物;硅酸盐缓蚀效果差(有时由于成膜时间长,需要2 ~ 3周才能在金属表面形成完整的膜),水垢一旦产生,很难清除;锌盐中的锌和铬一样,也是重金属,对水中的生物也有威胁。因此,人们对含磷量较少的有机缓蚀剂的开发和应用表现出极大的兴趣,“全有机配方”水处理剂应运而生。但是到目前为止,缓蚀剂的开发和应用还没有突破,比如从聚磷酸盐变成铬酸盐,或者从铬酸盐变成聚磷酸盐。用“全有机配方”缓蚀剂,水的腐蚀条件不能太苛刻,否则必须用无机缓蚀剂来补救。

编辑此段落的常见类型

(1)铜银缓蚀剂BTA,1,2,0,2,3bezotriazol。铜银缓蚀剂BTA能吸附在金属表面形成薄膜,保护铜等金属免受大气和有害介质的腐蚀;BTA是一种铜缓蚀剂,可与多种阻垢剂和杀菌剂一起用于循环冷却水系统,对循环冷却水系统有很好的缓蚀作用,用量为2-4 mg/L,BTA还可用作铜和银的防变色剂、汽车冷却液和润滑油添加剂。铜缓蚀剂巯基苯并噻唑MBT2cas no.149-30-30别名:水溶性巯基苯并噻唑铜缓蚀剂MBT可用作循环冷却水系统中的铜缓蚀剂。铜缓蚀剂MBT的缓蚀作用主要依靠金属铜表面与活性铜原子或铜离子的化学吸附;或发生螯合作用,形成致密牢固的保护膜,使铜设备得到很好的保护,用量一般为4 mg/L,MBT还可用作增塑剂、酸性镀铜光度计等。铜缓蚀剂MBT用塑料桶包装,每桶25公斤或根据用户要求确定。在阴凉干燥的地方储存六个月。③铜缓蚀剂TTA甲基苯并三氮唑(TTA) CAS号29385-43-1分子式:C7H7N3相对分子量:133.16铜缓蚀剂TTA可作为有色金属铜及铜合金的缓蚀剂,对黑色金属也有缓蚀作用。铜缓蚀剂TTA吸附在金属表面形成一层薄膜,保护铜等金属免受大气和水中有害介质的腐蚀。铜缓蚀剂TTA成膜更均匀,与巯基苯并噻唑(MBT)联合使用更有效。将铜缓蚀剂TTA溶于醇或碱中,然后加入循环水中。本品在水中的浓度为2-10 mg/L,如果水系统中的有色金属已被严重腐蚀,可按正常浓度的5-10倍加入本品,快速钝化系统。④盐酸清洗缓蚀剂是一个系列产品,属于咪唑啉类。用盐酸清洗金属时,加入盐酸酸洗缓蚀剂可以抑制盐酸对钢材的腐蚀。盐酸酸洗缓蚀剂应用的前提是清洗介质为盐酸、硫酸、氨基磺酸,被清洗的基体为黑色金属。盐酸酸洗缓蚀剂适用于各种类型高、中、低压锅炉的酸洗,也适用于大型设备和管道的酸洗。在酸性溶液中的腐蚀性能(用量为1-3‰)腐蚀速率≤1g/m2?h .将酸洗缓蚀剂按比例加入到稀酸溶液中,启动循环泵进行循环清洗,清洗过程中加入酸液时按比例加入酸洗缓蚀剂。

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