CN101153397A

CN101153397A - 防腐蚀剂及防腐蚀方法

Info

Publication number: CN101153397A
Application number: CNA2007101517180A
Authority: CN
Inventors: 藤田和久
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2008-04-02
Also published as: JP2008088475A

Abstract

本发明提供在非磷、非金属系中，防止腐蚀、特别是防止点腐蚀的效果优异的防腐蚀剂以及使用该防腐蚀剂的腐蚀抑制方法。防腐蚀剂含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物。在一液化情况下，可以进一步含有碱。在此，作为磺酸系聚合物可以举出的优选例为选自丙烯酸和2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸系共聚物、丙烯酸和异戊二烯磺酸和3－烯丙氧基－2－羟基丙磺酸系三元共聚物、丙烯酸和2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸和叔丁基丙烯酰胺系三元共聚物中的至少1种。另外，本发明是向对象水系添加有效量的所述腐蚀抑制剂，来防止所述对象水系的腐蚀、特别是点腐蚀。

Description

防腐蚀剂及防腐蚀方法

技术领域

本发明涉及防腐蚀剂及防腐蚀方法。进一步详细而言，本发明涉及在锅炉水系、冷却水系、温水系、集尘水系等中，用于防止与水接触的金属上发生的腐蚀、特别是点腐蚀的防腐蚀剂及防腐蚀方法。

背景技术

一直以来，已知在锅炉水系、冷却水系、温水系、集尘水系等中，在与水接触的金属上发生包括局部腐蚀点腐蚀的腐蚀。为了防止这样的腐蚀，使用聚合磷酸盐、羧酸系聚合物等。但是，聚合磷酸盐容易水解成为正磷酸盐，在pH、钙硬度以及水温高的水系中，以磷酸钙析出，有加速水垢障碍的缺点。另外，如果将含磷的排水排出到系统外，则在湖泊、沼泽或内海等的封闭系水系中，由于导致富营养化现象，所以含磷药剂的使用受到限制。

另一方面，羧酸系聚合物，如果水中的多价金属离子浓度变高，则由于形成不溶性盐，其自身析出而不能有效地发挥作用。

作为在这样的水系中具有防止局部腐蚀效果的水处理剂，在特开平3-248555号公报中公开了异戊二烯磺酸/丙烯酸/甲基丙烯酸-2-羟基乙基酯系三元共聚物、异戊二烯磺酸/丙烯酸/丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸系三元共聚物等。

的确，上述专利文献记载的水处理剂即使是聚合物单独使用，与以往的药剂相比，防止局部腐蚀、即点腐蚀的效果也高。但是，已经知道根据对象水系的条件，即使如此也有可能引起点腐蚀。

在这种情况下，虽然通过与其他的防腐蚀剂并用可以大幅度提高防腐效果，但是在上述专利文献中，作为可以那样并用的防腐蚀剂，例示有锌、镍、钼酸、钨酸等的多价金属盐、及磷酸盐类、膦酸盐类等的含磷化合物。

[专利文献1]特开平3-248555号公报

发明内容

然而，在可以这样并用的化合物当中，含磷物质由于上述的理由有使用困难的情况。另外，对于金属盐而言，如果作为排水向系统外排放，则有可能引起安全性方面的问题。

本发明的目的是提供防腐蚀剂以及使用该防腐蚀剂的防腐蚀方法，所述防腐蚀剂含有磺酸系聚合物，其包括防点腐蚀效果在内的防腐蚀效果高、并且即使向系统外排放也没有安全性或富营养化问题。

第1项发明的防腐蚀剂，其特征是含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物。

第2项发明的防腐蚀剂，其特征是在第1项发明中，进一步含有碱。

第3项发明的防腐蚀剂，其特征是在第1项或第2项发明中，磺酸系聚合物是选自丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸系共聚物、丙烯酸和异戊二烯磺酸和3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸系三元共聚物、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和叔丁基丙烯酰胺系三元共聚物中的至少1种。

第4项发明的防腐蚀方法，其特征是在对象水系中添加有效量的含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物的防腐蚀剂，防止所述水系的腐蚀。

第5项发明的防腐蚀方法，其特征是在第4项发明中，所述防腐蚀剂进一步含有碱剂。

第6项发明的防腐蚀方法，其特征是在第4项或第5项发明中，磺酸系聚合物是选自丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸系共聚物、丙烯酸和异戊二烯磺酸和3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸系三元共聚物、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和叔丁基丙烯酰胺系三元共聚物中的至少1种。

本发明的防腐蚀剂因为含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物，所以即使在二氧化硅成分少的水系中，也可以效率很好地防止腐蚀、特别是点腐蚀的发生。另外，在含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物的基础上含有碱剂的一液化的防腐蚀剂中，操作性大幅度提高。进一步，本发明的防腐蚀剂由于完全不含有磷酸盐或金属盐，所以即使在封闭的水系中，也可以无限制地使用。

附图说明

[图1]表示在实施例中使用的评价试验装置的总体图。

[图2]表示实施例1、比较例1的结果的图。

[图3]表示实施例2、比较例2的结果的图。

具体实施方式

本发明的防腐蚀剂含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物。

作为可以使用的硅酸盐，可以举出硅酸钠、硅酸钾、硅酸铵等。在硅酸盐中也包括原硅酸盐、多硅酸盐。可以含有硅酸和硅酸盐，也可以进一步含有2种以上硅酸盐。

另一方面，作为磺酸系聚合物，在聚合物中只要含有磺酸基即可，作为含有这样的磺酸基的单体，例示有2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、异戊二烯磺酸、3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸以及它们的盐等。

在本发明中，可以是这些磺酸系单体的均聚物，也可以是与其他单体的共聚物。在共聚物的情况下，可以优选含有磺酸基5摩尔％以上。

作为共聚物的对象的单体，例示有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸等的羧酸、及丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、苯乙烯、异丁烯等的非离子系单体。

在共聚物中，可以是含有1种以上前述单体的共聚物，也可以是3元共聚物。

在本发明中作为优选使用的具体的共聚物，例示有丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸系共聚物、丙烯酸和异戊二烯磺酸和3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸系三元共聚物、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和叔丁基丙烯酰胺系三元共聚物等。

作为磺酸系聚合物的分子量，优选500～300000左右，更优选5000～50000左右。

在本发明中，硅酸盐与磺酸系聚合物的配合比例设定为40～90∶10～60重量％左右。该比例可以根据具体的对象水系的水质、特别是二氧化硅的含有率来确定。

在本发明中，硅酸盐与磺酸系聚合物可以按上述的配合比例方式，在对象水系中分别以不同顺序添加，也可以同时添加。进一步，也可以预先一液化，一液化后操作性变好，可以效率很好地向对象水系添加。需要说明的是，在进行一液化的情况下，在混合硅酸盐与磺酸系聚合物时，可以进一步添加规定量的碱剂。

通过一液化，在药剂储藏中经常见到的结晶析出被抑制，稳定性增强。

作为一液化时使用的碱剂，可以使用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等通常的碱剂。相对于组合物，碱剂的添加量以纯成分计为1～10重量％左右。

本发明的防腐蚀方法，是向对象水系按规定的量添加上述的防腐蚀剂的方法。

本发明的防腐蚀方法所适用的水系没有特别的限定，可例示锅炉水系、冷却水系、温水系、集尘水系等，特别是优选二氧化硅成分含量低的水系，例如二氧化硅浓度为50mg/l以下的水系。在这样的水系中，添加适量的防腐蚀剂使得二氧化硅浓度为50～100mg/l。需要说明的是，如果水中的二氧化硅浓度过剩，则由于有可能发生硅酸镁系水垢，所以优选不要太过量添加。

防腐蚀剂的添加方法，可以向对象水系连续添加，也可以间歇地添加。

本发明的防腐蚀剂可以与非磷、非金属的其他的公知的水处理剂并用。作为这样公知的水处理剂，可以例示防水垢剂、防污剂、杀菌剂等。

作为这样的防水垢剂，可以例示聚丙烯酸盐，聚丙烯酰胺和其水解物、马来酸系聚合物、衣康酸系聚合物等，或者，作为杀菌剂，可以例示氯气、次氯酸钠、氯代异氰脲酸钠、溴化合物、季铵盐等。

[实施例1和比较例1]

以下，说明本发明的实施例和比较例。

图1表示评价用的试验装置。

在图1中，设置了在底部具有槽1a的冷却塔1，试验水人槽向设置了评价管的罩侧通水热交换器2和设置了评价管的管内通水热交换器3分流通水。通过各热交换器的试验水返回到冷却塔1，冷却后循环使用。蒸发的部分追加补给水。在各热交换器中，供给蒸汽作为热源。另外，从水处理药剂罐4向槽1a供给实施例和比较例用的水处理药剂。

在该试验装置中，管侧通水的流速设定为0.3m/s，实施蒸汽加热，将入口水温和出口水温的温差设定为20℃。另外，罩侧通水的流速设定为0.1m/s，在非导热条件下进行。补给水使用大阪地区的工业用水，以5倍的浓缩倍数实施。试验结束后，用深度计测定供于试验的管的点腐蚀深度，进行药剂间的比较。

试验的药品为以下3种：1)磷锌系药品(磷酸钠和氯化锌水溶液)，2)非磷非金属系药品(马来酸50摩尔％-异丁烯50摩尔％的共聚物20％和丙烯酸80摩尔％-异戊二烯磺酸20摩尔％的共聚物80％的水溶液)，3)本发明的防腐蚀剂(含有丙烯酸80摩尔％-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸20摩尔％的共聚物10％、硅酸钠60％、48％的氢氧化钠溶液10％、以及其余为水的水溶液)。

各药品的添加量，分别定为：在1)中，磷酸6mg/l、锌3mg/l，在2)中，固体成分23mg/l，在3)中，试验水的二氧化硅的浓度为80mg/l。

1个月连续运转，然后停止运转，取出罩侧的热交换器和管内通水热交换器中设置的供于试验的管，在热交换器入口、中央、以及出口部分以截面为圆形的方式各横切出20cm。然后，纵切分成两半，如上所述用深度计分别测定其点腐蚀深度。

结果示于图2。

由图2可知，本发明的防点腐蚀剂与非磷、非金属处理药品处理相比，防点腐蚀效果大幅度改善，发挥了与以往的磷锌系药剂几乎相同程度的效果。

[实施例2和比较例2]

实施了在1L烧杯中进行的旋转圆盘腐蚀试验。试验水以栎木地区市水为基础来实施，水温50℃、搅拌速度：150rpm，试验进行了1周。预先测定用于试验的SPCC的前重量，通过与试验后的重量差计算腐蚀速度。用于试验的药品与上述的实施例相同1)磷锌系药品、2)非磷非金属处理药品、3)本发明防点腐蚀剂，各药品的添加量也与上述实施例相同。

结果示于图3。

由图3可知，即使在旋转圆盘腐蚀试验中，与非磷非金属处理药品处理相比，本发明的防点腐蚀剂的防腐蚀、特别是防腐蚀效果也被大幅度改善，发挥了与以往的磷锌系药剂相匹敌的效果。

本发明作为用于防止锅炉水系、冷却水系、温水系、集尘水系等，与水接触的金属上发生的腐蚀、特别是点腐蚀的防腐蚀剂以及防腐蚀的方法而被利用。

Claims

1.一种防腐蚀剂，其特征是，含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物。

2.根据权利要求1所述的防腐蚀剂，其特征是，进一步含有碱剂。

3.根据权利要求1或2所述的防腐蚀剂，其特征是，所述磺酸系聚合物是选自丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸系共聚物、丙烯酸和异戊二烯磺酸和3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸系三元共聚物、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和叔丁基丙烯酰胺系三元共聚物中的至少1种。

4.一种防腐蚀方法，其特征是，在对象水系中添加有效量的含有硅酸或者其盐和磺酸系聚合物的防腐蚀剂，防止所述水系的腐蚀。

5.根据权利要求4所述的防腐蚀方法，其特征是，所述防腐蚀剂进一步含有碱剂。

6.根据权利要求4或5所述的防腐蚀方法，其特征是，所述磺酸系聚合物是选自丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸系共聚物、丙烯酸和异戊二烯磺酸和3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸系三元共聚物、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和叔丁基丙烯酰胺系三元共聚物中的至少1种。