PBTCA（2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷）在冷卻水和鍋爐水系統中主要作為阻垢劑、緩蝕劑和分散劑使用，其作用機制和應用特點如下：

1. 在冷卻水系統中的作用

(1) 阻垢作用

抑制無機垢沉積：

碳酸鈣（CaCO?）垢：PBTCA通過螯合Ca2?，干擾晶體生長，防止結垢。

硫酸鈣（CaSO?）、磷酸鈣（Ca?(PO?)?）：通過晶格畸變和分散作用，減少硬垢形成。

分散顆粒物：與聚羧酸類阻垢劑（如PAA、HPMA）復配，增強對懸浮物（如黏土、腐蝕產物）的分散能力。

(2) 緩蝕作用

金屬保護：

與Fe2?/Fe3?、Cu2?等金屬離子形成致密保護膜（螯合膜），減緩碳鋼、銅合金的腐蝕。

常與鋅鹽（Zn2?）復配，通過陰極極化增強緩蝕效果（Zn-PBTCA協同膜）。

銅材專用保護：與BTA（苯并三氮唑）復配，防止銅管點蝕。

(3) 高溫穩定性

在冷卻水系統（≤80℃）中性能穩定，優于ATMP/HEDP等傳統膦酸。

2. 在鍋爐水系統中的作用

鍋爐水環境（高溫、高壓、高pH）對藥劑要求更嚴格，PBTCA的應用需注意以下方面：

(1) 阻垢與分散

抑制硅垢（SiO?）和鐵沉積：PBTCA可分散膠體硅和氧化鐵顆粒，防止在鍋爐受熱面結垢。

高pH適應性：在鍋爐水（pH 9~11）中仍保持活性，但需與磷酸鹽或聚合物復配以提高效果。

(2) 緩蝕保護

鈍化金屬表面：在高溫下與Fe3?形成保護膜，減少鍋爐鋼的氧腐蝕和堿腐蝕。

減少結垢誘導腐蝕：通過阻垢間接降低局部腐蝕風險。

(3) 復配建議

低壓鍋爐：PBTCA + 磷酸三鈉（Na?PO?） + 分散劑（如聚馬來酸酐）。

中高壓鍋爐：需謹慎使用（高溫可能分解），可替換為更穩定的膦酰基羧酸（POCA）或全有機配方。

3. 使用注意事項

pH范圍：冷卻水（pH 7~9.5）、鍋爐水（pH 9~11），超出范圍可能失效。

氯耐受性：耐余氯（≤1 ppm），但高濃度氧化劑會降解PBTCA。

環保限制：含磷，需符合排放標準（部分區域要求低磷/無磷替代方案）。

4. 典型應用案例

冷卻水系統：

配方：PBTCA（5~10 ppm） + HEDP（3~5 ppm） + AA/AMPS共聚物（10~20 ppm） + Zn2?（2~5 ppm）。

低壓鍋爐水：

配方：PBTCA（2~5 ppm） + 磷酸三鈉（10~30 ppm） + 聯氨（除氧劑）。

PBTCA在兩類系統中均以高效阻垢為主，緩蝕為輔，需根據水質（硬度、Cl?、溫度等）調整復配策略。