CN102548917A - 抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中沉积的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法。该方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤。该聚合物包含天然油组分和环氧烷的反应产物。本发明的聚合物具有包含脂肪酸或其酯的核，和键合到该核上的多个聚合物型侧链。所述多个聚合物型侧链包含选自亚乙基氧基、亚丙基氧基、亚丁基氧基及其组合的亚烷基氧基。

Description

抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中沉积的方法
技术领域
本发明一般性地涉及抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法。本发明更具体涉及通过将包含天然油烷氧基化物的聚合物添加到含水系统中来抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法。
背景技术
水垢的形成、沉淀和沉积在含水系统，例如蒸汽发生系统、冷却水系统、膜分离系统等中是成问题的。已开发出许多方法以力求防止含水系统中的水垢沉积。
含水系统中水垢的形成源于几个原因。通常，天然存在或出于其它目的添加到含水系统中的水中的硫酸盐、二氧化硅、硅酸盐、高浓度磷酸盐以及钙和镁的碳酸盐反应形成水垢。水垢包含钙、镁、二氧化硅和/或硅酸盐化合物和其它化合物。
一种特定类型的水垢，即硅垢，包含二氧化硅和/或硅酸盐化合物。二氧化硅和/或硅酸盐天然存在于水中。当水在含水系统中循环时，二氧化硅和/或硅酸盐的浓度提高至从含水系统的水中发生硅垢沉淀的点。有时，硅垢的沉淀通过二氧化硅本身的聚合进行，导致产生硅胶(即硅酸盐化合物)。通常，为了发生硅垢沉淀，水系统的水中二氧化硅和/或硅酸盐的浓度必须大于200ppm。但是，水的pH值的变化影响硅垢的沉淀。此外，当含水系统的水中存在阳离子时，在二氧化硅和/或硅酸盐的浓度小于200ppm时可发生硅垢沉淀。促进硅垢沉淀的阳离子包括，但不限于，Al2+、Mg2+、Zn2+和Fe3+。
在硅垢形成和沉淀后，硅垢沉积在含水系统的内部部件，例如管道、膜、填充材料和类似部件的表面上。通常，在内部部件的表面上发生硅垢沉积，造成硅垢结硬壳。内部部件上的硅垢沉积限制含水系统的水的循环。在一些情况下，含水系统要求出于各种目的将水加热和/或冷却，内部部件上的硅垢沉积阻碍含水系统的传热功能。在其它情况下，内部部件上的硅垢沉积造成水品质不足。因此硅垢沉积降低含水系统的运行效率。
一旦硅垢沉积在含水系统的内部部件上，除去硅垢的方式是用酸洗。在许多情况下，硅垢的沉积使得必须更换含水系统的内部部件。
防止含水系统中的硅垢沉积的一种方法利用水的外部处理。通常，外部处理包括如在含水系统中使用之前进行水的凝结、过滤和软化之类的方法。外部处理的使用在防止含水系统中的硅垢形成、沉淀和沉积方面仅中等有效。在所有情况下，外部处理不防止硅垢的形成、沉淀和沉积，因为泥、淤渣和赋予硬度的离子逃脱该外部处理并被引入含水系统中。
防止含水系统中的硅垢沉积的另一方法利用水的内部处理。通常，该内部处理包括将硅垢抑制剂添加到含水系统的水中。硅垢抑制剂的添加使二氧化硅和/或硅酸盐保持溶解在含水系统的水中。
已将各种单体、低聚物和聚合物作为硅垢抑制剂添加到含水系统中。通常，这些单体、低聚物和聚合物由用不可再生资源，如石油制备的原料形成，这是不希望的。初始，将经常包含胺和一种或多种直链脂肪酸的单体和/或低聚物型硅垢抑制剂添加到含水系统中。最后，引入了聚合物型硅垢抑制剂，如包含环氧乙烷和环氧丙烷的反应产物的聚合物。最近，引入了复合的聚合物型硅垢抑制剂，如具有聚醚骨架并沿该聚醚骨架具有规则或无规间隔开的疏水基团的聚合物，和聚羧酸酯聚合物。该复合的聚合物型硅垢抑制剂通常包含多种化合物的反应产物并具有特定化学结构。
尽管市场上的硅垢抑制剂出现了改进，但仍然需要进一步改进硅垢抑制剂。考虑到上文，提供解决上述需要的用包含聚合物的硅垢抑制剂抑制含水系统中的硅垢形成和沉积的改进的方法会是有利的。
发明内容
发明概述和优点
本发明提供抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法。该方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤。该聚合物包含天然油组分和环氧烷的反应产物。
本发明的聚合物可以采用需要少数资源的基础化学工艺形成。有利地，本发明的聚合物进一步对现有二氧化硅和/或硅酸盐化合物抑制剂的性能加以改进。本发明的优异的二氧化硅和/或硅酸盐化合物抑制性能部分地由该聚合物的结构导致。该聚合物的结构可归于天然油组分。
该聚合物的天然油组分从环境角度看也是有利的。该天然油组分是来自可再生资源的原料。进而，用本发明的聚合物可以减轻与在含水系统中使用二氧化硅和/或硅酸盐化合物抑制剂和来自这种含水系统的水的随后处置相关的潜在环境担忧。
附图说明
当与附图相关地考虑时，通过参照下述详述，本发明的其它优点将容易意识到，因为其变得更好理解，其中：
图1是描绘聚合物1-5的抑制性能的图表。
发明详述
本发明的方法抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物沉积在含水系统中的表面上。在含水系统中常常发生二氧化硅和/或硅酸盐化合物在表面上的沉积。二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上的沉积物常被称作水垢或硅垢。含水系统包括含水组分和表面。该含水组分通常包含水和溶解和/或悬浮在水中的材料，如淤泥、粘土、有机废物、无机盐、二氧化硅和/或硅酸盐化合物。
抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在其上沉积的表面进一步限定为与该含水组分接触的任何表面。例如，含水系统可包括具有与该含水系统的含水组分接触的表面的任何装置。该装置可以是任何设备，包括，但不限于，冷却水装置、锅炉水装置、蒸汽发生装置、脱盐装置、气体洗涤器装置、蒸发器装置、造纸装置、采矿装置和具有膜的分离或过滤装置，例如反渗透装置、超滤装置和纳滤装置。该表面可以是二氧化硅和/或硅酸盐化合物可能沉积在其上的该装置的任何部件并可包括，但不限于，管道、收集设备、搅拌设备、过滤器、膜和填充材料。该表面可包括任何种类的材料，例如，但不限于，铁、钢、铜、陶瓷、塑料、玻璃和常规用于形成膜的材料。
抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物沉积在含水系统中的表面上的方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤。例如，该聚合物可添加到含水系统，例如冷却塔或具有闭合循环回路的热交换器中。该聚合物包含天然油组分和环氧烷的反应产物。
天然油组分限定为非石油的油。通常，该天然油组分包括至少一种天然油，和/或至少一种天然油与可与该天然油反应的化合物的反应产物。该天然油组分是由可再生资源，例如大豆油和/或可通过收获植物作物之类的方式生成的其它可再生资源形成的原料。由可再生资源形成的原料的使用通过降低对石油和其它不可再生资源的需求而降低环境影响。该天然油组分通常是羟基官能的。羟基官能度在天然油组分上提供一个或多个反应位点，聚合物型侧链可键合到其上。天然油组分影响该聚合物的结构和抑制性能。通常，该天然油组分是疏水的并且不可溶于水。
通常，该天然油组分包含天然油。一种特别合适的天然油是蓖麻油。蓖麻油包含甘油三酯。甘油三酯是其中用三个脂肪酸将甘油酯化的甘油酯，即蓖麻油包含含脂肪酸的甘油三酯。大约90％的这些脂肪酸包含蓖麻油酸，另外大约10％的这些脂肪酸包含油酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸和/或二羟基硬脂酸。如本领域中公知的，蓖麻油直接由蓖麻籽制备并且是羟基官能的。
没有羟基并具有碳-碳双键的其它天然油通常需要化学改性以引入含活性氢的官能团。一个实例是碳-碳双键的氧化以用含活性氢的官能团将天然油官能化以供将来烷氧基化。本领域技术人员已知的任何化学改性都可用于用含活性氢的官能团将天然油官能化。适合本发明的含活性氢的官能团包括，但不限于，氨基、羟基、羧基及其组合。含活性氢的官能团在天然油上提供一个或多个反应位点，聚合物型侧链可例如经由上述烷氧基化键合在所述位点上。适合本发明的其它天然油包括，但不限于，芥花油(canola oil)、椰子油、玉米油、棕榈油、花生油、大豆油、妥尔油及其组合。
该天然油组分可包含甘油单酸酯、甘油二酯和甘油三酯中的至少一种。该天然油组分可包括不同的甘油单酸酯、甘油二酯和甘油三酯的混合物。特别合适的天然油组分包含甘油三酯。甘油三酯的化学式是RCOO-CH2CH(-OOCR′)CH2-OOCR″，其中R、R′和R″是烷基链。这三种脂肪酸RCOOH、R′COOH和R″COOH可以都不同，都相同，或仅两种是相同的。天然存在的甘油三酯中脂肪酸的链长可以具有各种长度，但16、18和20个碳的分子是常见的。
该天然油组分可包含脂肪酸。该脂肪酸通常是具有7至100个碳原子，更通常10至25个碳原子，最通常14至22个碳原子的羧酸(一元和/或二元)。该脂肪酸可以是饱和或不饱和的、脂族或脂环族和/或未取代或被其它官能团如羟基取代的。合适的脂肪酸包括，但不限于，十六烷基酸、月桂酸、亚油酸、肉豆蔻烯酸、油酸、棕榈酸、棕榈油酸(palmotoeic acid)、蓖麻油酸和硬脂酸。在该天然油组分中可存在两种或更多种上述脂肪酸的混合物。用于本发明的特别合适的脂肪酸是蓖麻油酸。
如上文所提到，该聚合物是天然油组分和环氧烷的反应产物。由于原料由可再生资源形成，天然油组分的组成变化是常见的。不受理论束缚，据信，天然油组分的变化造成该聚合物和该聚合物的结构的变化，该聚合物和该聚合物的结构的这些变化有益于该聚合物的抑制性能。
优选，与天然油组分反应形成聚合物的环氧烷选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其组合。其它环氧烷，包括，但不限于，四氢呋喃、表卤代醇、氧化亚芳烷基(aralkylene oxide)及其组合，也可能是合适的。当然，本发明不限于任何一种上述环氧烷，可以使用环氧烷的任何组合。但是，也预期在本发明中可以使用本领域中已知的任何合适的环氧烷。
本发明的聚合物经由烷氧基化形成。烷氧基化是其中将环氧烷，如环氧乙烷和/或环氧丙烷，加成到天然油组分，如蓖麻油上的化学反应。通过预热天然油组分并使其在催化剂，如氢氧化钾(KOH)存在下与环氧烷反应来完成烷氧基化。通常，烷氧基化在经加热和用氮气加压的化学反应器中进行。但是，要意识到，本发明的聚合物的形成不限于任何特定化学反应。
通常，经由烷氧基化形成的聚合物包括包含脂肪酸或其酯的核，和包含键合到该核上的亚烷基氧基的多个聚合物型侧链。术语“亚烷基氧基”描述该聚合物型侧链的链节或单元。亚烷基氧基是由环氧烷的反应产生的单元。所述多个聚合物型侧链优选包含选自亚乙基氧基、亚丙基氧基、亚丁基氧基及其组合的亚烷基氧基。该聚合物的所述多个聚合物型侧链被氢原子封端。该水溶性聚合物包含曾经是疏水性的核，并且还包含亲水性的所述多个聚合物型侧链。
该聚合物的所述多个聚合物型侧链独立地选自具有无规基团的聚合物、具有重复基团的聚合物和具有嵌段基团的聚合物。该聚合物的所述多个聚合物型侧链可以是支化或线性的。此外，所述多个聚合物型侧链可以彼此交联。特别合适的聚合物具有多个线性侧链并包含无规分布的亚乙基氧基和亚丙基氧基。通常，用环氧丙烷和环氧乙烷将天然油组分烷氧基化允许形成具有分子量大于仅用环氧乙烷形成的所述多个聚合物型侧链的分子量的所述多个聚合物型侧链的聚合物。用环氧乙烷和环氧丙烷进行的天然油组分的所述不同烷氧基化形成比仅用环氧乙烷将天然油组分烷氧基化长的侧链。不受任何特定理论束缚，据信，所述多个聚合物型侧链使该聚合物能够包裹溶解和/或悬浮在含水系统的含水组分中且在其他情况下会易于沉淀的二氧化硅和/或二氧化硅化合物的分子和/或小粒子，其中该聚合物由此抑制二氧化硅和/或二氧化硅化合物的沉淀。
还相信，该聚合物的分子量影响该聚合物的二氧化硅和/或硅酸盐化合物抑制性能。本发明的聚合物通常具有大约300至大约15,500，更通常大约400至大约12,500，最通常大约500至大约9,500的分子量。
在一个特别优选的实施方案中，该聚合物包含蓖麻油与所述环氧烷的反应产物。此实施方案的环氧烷包括第一环氧烷-其是环氧乙烷，和第二环氧烷-其是环氧丙烷。基于100重量份环氧烷，环氧乙烷通常以大约22至大约92重量％的量，更通常以大约42至大约72重量的量，最通常以大约52至大约62重量％的量存在于该聚合物中。基于100重量份环氧烷，环氧丙烷通常以大约8至大约78重量％的量，更通常以大约28至大约58重量％的量，最通常以大约38至大约48重量％的量存在于该聚合物中。在此实施方案中，核是支化的，所述多个聚合物型侧链是线性的并包含无规分布的亚乙基氧基和亚丙基氧基。在上述实施方案中，亚乙基氧基和亚丙基氧基以大约4∶1至大约1∶4，更通常大约2.5∶1至大约1∶2，最通常大约2∶1至大约1∶1的亚乙基氧基∶亚丙基氧基摩尔比存在于该聚合物中。在此实施方案中，该聚合物通常具有大约500至大约15,000，更通常大约3,000至大约10,500，最通常大约4,000至大约9,500的分子量。一种这样的聚合物是以商标
Figure BDA0000150290390000071
出售并可购自BASF Corporation的
Figure BDA0000150290390000072
777。对本发明而言，其它蓖麻油基聚合物也可能是合适的。
在另一实施方案中，该聚合物包含由衍生自棕榈油的天然油组分与环氧乙烷形成的反应产物。此实施方案的天然油组分包含棕榈硬脂(palm stearine)的甘油单酸酯和甘油二酯。在此实施方案中，核是支化的，所述多个聚合物型侧链是线性的并包含亚乙基氧基。在此实施方案中，该聚合物也通常具有大约250至大约15,000，更通常大约500至大约10,000，最通常大约750至大约1,500的分子量。一种这样的聚合物是以商标出售并可购自BASF Corporation的
Figure BDA0000150290390000082
80MGK。
在另一实施方案中，该聚合物包含由衍生自椰子油的天然油组分和环氧乙烷形成的反应产物。此实施方案的天然油组分包含鲸蜡硬脂醇。在此实施方案中，核是线性的，聚合物型侧链是线性的并包含亚乙基氧基。在此实施方案中，该聚合物通常也具有大约500至大约15,000，更通常大约700至大约10,000，最通常大约900至大约1,250的分子量。一种这样的聚合物是以商标
Figure BDA0000150290390000083
出售并可购自BASFCorporation的
Figure BDA0000150290390000084
CSA 20。
在再一实施方案中，该聚合物包含蓖麻油和环氧乙烷的反应产物。在此实施方案中，核是支化的，所述多个聚合物型侧链是线性的并包含亚乙基氧基。此实施方案的聚合物通常具有大约500至大约15,000，更通常大约1,000至大约10,000，最通常大约1,500至大约3,000的分子量。一种这样的聚合物是以商标
Figure BDA0000150290390000085
出售并可购自BASFCorporation的
Figure BDA0000150290390000086
EL。
在再一实施方案中，该聚合物包含天然油组分和环氧乙烷的反应产物。此实施方案的天然油组分包含脱水山梨糖醇单油酸酯。在此实施方案中，核是支化的，所述多个聚合物型侧链是线性的并包含亚乙基氧基。此实施方案的聚合物通常具有大约250至大约15,000，更通常大约500至大约10,000，最通常大约750至大约1,500的分子量。一种这样的聚合物是以商标
Figure BDA0000150290390000087
出售并可购自BASF Corporation的
Figure BDA0000150290390000088
80。
已经给出上述本发明的实施方案以用于举例说明和描述。这些实施方案不意于是穷举的或限制本发明。选择和描述这些实施方案以最好地解释本发明的原理及其实际应用以便使得本领域其它技术人员在其各种实施方案中和采用适合特定预期用途的各种修改下最好地利用本发明。
当然，本发明的聚合物可包括一种或多种聚合物的组合。例如，该聚合物可以单独或与其它水处理剂组合使用。该聚合物可以与磷酸及其盐、金属螯合剂、腐蚀抑制剂、聚合物水垢控制分散剂、抗微生物剂、絮凝剂、凝结剂、除氧剂、中和胺、阻垢剂、丙烯酸聚合物和共聚物、马来酸和马来酸酐聚合物和共聚物和其它水处理剂组合使用。
如上所述，该方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤。该聚合物以含水组分的大约0.5至大约500的量，更通常大约0.8至大约350的量，最通常大约1至大约100ppm的量添加到含水组分中。该聚合物可以如上所述直接添加到含水组分中。或者，该聚合物可以首先与流体载体混合形成溶液并可将该溶液添加到含水组分中。
不受任何特定理论限制，据信，当含水组分中与溶解的二氧化硅和/或硅酸盐一起存在有限或设定量的该聚合物时，该聚合物束缚住溶解的二氧化硅和/或硅酸盐。当含水组分中存在过量的溶解的二氧化硅和/或硅酸盐时，该聚合物可能被控制至该聚合物完全或基本与二氧化硅和/或硅酸盐结合，即“用尽”的点。此时，任何残留的溶解的二氧化硅和/或硅酸盐自由地与阳离子或类似的溶解的二氧化硅和/或硅酸盐反应，由此最终造成二氧化硅和/或硅酸盐化合物的沉淀和沉积。
下列实施例意在例证本发明而无论如何不应被视为限制本发明的范围。
具体实施方式
实施例
形成各种聚合物。实施例1-5是本发明的聚合物。本发明的聚合物包含天然油组分和环氧烷的反应产物。在下表1中提供实施例1-5的天然油组分和环氧烷的一般描述。
表1
Figure BDA0000150290390000091
对比例1-10是不根据本发明的市售聚合物并由不可再生(即石油基)资源形成。包括对比例1-10以便为实施例1-5的聚合物的预料不到和有利的效果提供比较的基础。
实施例1是蓖麻油与环氧乙烷和环氧丙烷的混杂(heteric)烷氧基化物。
实施例2是棕榈硬脂甘油单酸酯和棕榈硬脂甘油二酯的20摩尔乙氧基化物。
实施例3是鲸蜡硬脂醇的20摩尔乙氧基化物。
实施例4是蓖麻油的33摩尔乙氧基化物。
实施例5是脱水山梨糖醇单油酸酯的20摩尔乙氧基化物。
对比例1是
Figure BDA0000150290390000101
Si，以商标
Figure BDA0000150290390000102
出售并可购自AkzoNobel的硅垢抑制剂。
对比例2是
Figure BDA0000150290390000103
5000，以商标
Figure BDA0000150290390000104
出售并可购自DowChemical Company的硅垢抑制剂。
对比例3是KXP-212，以商标
Figure BDA0000150290390000106
出售并可购自Lubrizol Corporation的硅垢抑制剂。
对比例4是丙烯酸、甲基丙烯酸和牛磺酸-丙烯酸类单体的三元共聚物。
对比例5是数均分子量为大约50,000克/摩尔的钠盐形式的丙烯酸/马来酸共聚物。
对比例6是数均分子量为大约4,000克/摩尔的聚丙烯酸。
对比例7是数均分子量为大约3,000克/摩尔的改性聚丙烯酸。
对比例8是数均分子量为大约20,000克/摩尔的改性聚丙烯酸。
对比例9是数均分子量为大约13,000克/摩尔的丙烯酸、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸的甲基聚乙二醇酯的三元共聚物。
对比例10是数均分子量为大约4,000克/摩尔的马来酸和异丁烯共聚物。
评价实施例1-5的聚合物和对比例1-10的聚合物以测定工艺性能，包括抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物从在pH值7.0和40℃下的包括水、溶解的二氧化硅(硅酸钠)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)和氯离子(Cl-)的含水组分中沉淀。为了进行该试验，制备三种含水原料溶液：0.2M Na2SiO3溶液、0.2M CaCl2和0.2M MgCl2溶液和在水中包含约1,000ppm该聚合物的聚合物溶液。
制备含有5.0毫升该聚合物溶液、8.6毫升0.2M Na2SiO3溶液和5.0毫升0.2M CaCl2/0.2M MgCl2溶液的200.0毫升受试含水组分，其体积用蒸馏水调节至200.0毫升。将受试含水组分调节至pH值7.0，该pH值在整个试验过程中被保持。该受试含水组分含有下列浓度：450-640ppm作为SiO2存在的溶解的二氧化硅、200ppm Ca2+、120ppmMg2+和25ppm该聚合物。将受试含水组分置于含有两孔橡皮塞的烧杯中。一个开孔供pH值探针使用，第二个开孔供取样用。在循环浴中在40℃下加热的同时搅拌受试含水组分。定期取出3.0至5.0毫升样品并使其经过0.22μm过滤器。取出2.0毫升滤液样品并用蒸馏水稀释至25.0毫升。将用于高范围二氧化硅的一种钼酸盐试剂粉枕(可获自Hach Co.，Loveland，Colorado)的内容物添加到10毫升样品中，并摇振该样品以溶解该钼酸盐试剂粉枕的内容物。将一种酸试剂粉枕(也可获自Hach Co.，Loveland，Colorado)的内容物添加到该样品中并摇振该样品以溶解该酸试剂粉枕的内容物。在使该样品静置10分钟后，将一种柠檬酸粉枕(也可获自Hach Co.，Loveland，Colorado)的内容物添加到该样品中并轻轻摇振该样品以避免气泡形成并溶解该柠檬酸粉枕的内容物。随后使该样品静置2分钟。钼酸盐试剂与任何硅酸/硅酸盐反应并定量形成黄色化合物。该黄色化合物的颜色强度与受试含水组分中存在的溶解的二氧化硅和/或硅酸盐的量成比例。通过用分光光度计在450纳米下测量该黄色化合物的吸光度，测定颜色强度。
在其制备后立即和在制备后22小时获得受试含水组分的吸光度。在制备后22小时存在的溶解的二氧化硅和/或硅酸盐的量代表稳定化的二氧化硅浓度。通常，较高的稳定化的二氧化硅浓度指示该聚合物作为二氧化硅和/或硅酸盐化合物沉积抑制剂的较高效力。
由于整个抑制试验中利用的聚合物的浓度保持恒定，无论溶解的二氧化硅和/或硅酸盐的浓度如何，在制备后22小时存在的溶解的二氧化硅和/或硅酸盐的量精确地指示该聚合物作为二氧化硅和/或硅酸盐化合物沉积抑制剂的效力。
采用上述试验评价实施例1-5和对比例1-10以测定22小时后的抑制性能。评价结果显示在下表2中并图示在图1中。
表2
Figure BDA0000150290390000121
从表2中给出的数据可以看出，实施例1-5的聚合物与对比例1-10的聚合物相比提供优异的抑制性能。作为蓖麻油、环氧乙烷和环氧丙烷的反应产物的实施例1的聚合物优于受试的所有其它实施例和对比例的聚合物，具有400ppm的稳定化的二氧化硅浓度。实施例1的聚合物具有多个聚合物型侧链，它们是线性的并包含亚乙基氧基和亚丙基氧基的无规分布。实施例1的聚合物的优异抑制性能归因于该聚合物的结构。
实施例2的聚合物也表现出优异的抑制性能，具有275的稳定化的二氧化硅浓度。实施例1和2的聚合物除具有优异的抑制性能外，它们都具有线性的聚合物型侧链。
实施例3的聚合物表现出与实施例2的聚合物相同的抑制性能。实施例3的聚合物由鲸蜡硬脂醇形成并具有多个线性的并包含亚乙基氧基的聚合物型侧链。
作为蓖麻油和环氧乙烷的反应产物的实施例4的聚合物具有237.5ppm的稳定化的二氧化硅浓度。类似于实施例1的聚合物，实施例4的聚合物由蓖麻油形成。但是，实施例4的聚合物具有多个线性的并具有亚乙基氧基的聚合物型侧链。实施例4的聚合物还具有比实施例1的聚合物低的平均分子量。实施例4的聚合物和实施例1的聚合物之间的抑制性能差异被认为可归于所述多个聚合物型侧链中的差异。
实施例5的聚合物表现得与所有对比例的聚合物一样好或比其更好。实施例5的聚合物包含由天然油组分形成的聚合物，其由妥尔油形成并具有支化的核和多个线性的并包含亚乙基氧基的聚合物型侧链。
根据本发明的实施例1-5的聚合物表现出与聚合物对比例1-10的抑制性能相等或比其更好的抑制性能。作为二氧化硅和/或硅酸盐化合物抑制剂，实施例1的聚合物优于所有其它实施例和对比例的聚合物。实施例1-5的抑制性能被认为部分地由实施例1-5的聚合物和结构造成。所述实施例证实了所述聚合物的应用，所述聚合物(a)是天然油组分和环氧烷的反应产物和(b)表现出优异的抑制性能。
已经以示例性方式描述了本发明，并且应理解的是，已用的术语意为说明作用而非限制作用的措辞的性质。明显地，鉴于上述教导，本发明的许多修改和变动是可能的。因此应理解的是，在所附权利要求书的范围内，可以以非具体描述的方式实践本发明。

Claims (31)

1.抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法，所述方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤，该聚合物包含天然油组分与环氧烷的反应产物。
2.抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法，所述方法包括以下步骤：
在含水系统中提供水；
使该含水系统中的水循环；和
将聚合物引入该水中，该聚合物包含天然油组分和环氧烷的反应产物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中该含水系统包括反渗透装置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中该天然油组分进一步限定为非石油的油。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中该天然油组分包含脂肪酸或其酯。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中该天然油组分包含甘油单酸酯、甘油二酯和甘油三酯中的至少一种。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中该天然油组分包含蓖麻油。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中该天然油组分包含天然油。
9.根据权利要求8所述的方法，其中该天然油选自芥花油、蓖麻油、椰子油、玉米油、棕榈油、花生油、大豆油、妥尔油及其组合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中该天然油组分包含天然油和能与天然油反应的化合物的反应产物，其中该反应产物具有一个或多个含活性氢的官能团。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中该环氧烷选自环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷及其组合。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中该环氧烷是环氧乙烷。
13.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中该环氧烷是环氧丙烷。
14.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中该环氧烷包括第一环氧烷，其是环氧乙烷，和第二环氧烷，其是环氧丙烷。
15.根据权利要求14所述的方法，其中基于100重量份环氧烷，环氧乙烷以大约42至大约72重量％的量存在于该环氧烷中，且环氧丙烷以大约28至大约58重量％的量存在于该环氧烷中。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中该聚合物具有大约500至大约10,000的分子量。
17.根据权利要求16所述的方法，其中该聚合物具有大约4,000至大约9,500的分子量。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中将该聚合物添加到含水系统中的步骤包括将该聚合物以含水组分的大约0.8ppm至大约350ppm的量添加到该含水系统的含水组分中。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中初始用二氧化硅和/或硅酸盐化合物饱和的该含水系统的含水组分在将大约20至大约30ppm的该聚合物添加到该含水组分中后22小时保留有至少210ppm的二氧化硅和/或硅酸盐化合物溶解在该含水组分中。
20.根据权利要求19所述的方法，其中初始用二氧化硅和/或硅酸盐化合物饱和的该含水系统的含水组分在将大约20至大约30ppm该聚合物添加到该含水组分中后22小时保留有至少230ppm的二氧化硅和/或硅酸盐化合物溶解在该含水组分中。
21.抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法，所述方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤，该聚合物包含：
A.包含脂肪酸或其酯的核；
B.键合到该聚合物型核上的多个聚合物型侧链，所述多个聚合物型侧链包含选自亚乙基氧基、亚丙基氧基、亚丁基氧基及其组合的亚烷基氧基，该侧链被氢原子封端。
22.根据权利要求21所述的方法，其中该亚烷基氧基是亚乙基氧基和亚丙基氧基。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中亚乙基氧基和亚丙基氧基以大约2.5∶1至大约1∶2的摩尔比存在于该聚合物中。
24.根据权利要求21-23中任一项所述的方法，其中所述多个聚合物型侧链的亚烷基氧基无规分布。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的方法，其中所述多个聚合物型侧链是线性的。
26.根据权利要求21-25中任一项所述的方法，其中该聚合物具有大约500至大约10,000的分子量。
27.根据权利要求26所述的方法，其中该聚合物具有大约4,000至大约9,500的分子量。
28.根据权利要求21-27中任一项所述的方法，其中将该聚合物添加到含水系统中的步骤包括将该聚合物以含水组分的大约0.8ppm至大约350ppm的量添加到该含水系统的含水组分中。
29.根据权利要求21-28中任一项所述的方法，其中初始用二氧化硅和/或硅酸盐化合物饱和的含水组分在将大约20至大约30ppm的量的该聚合物添加到该含水组分中后22小时保留有至少210ppm的二氧化硅和/或硅酸盐化合物溶解在该含水组分中。
30.根据权利要求29所述的方法，其中初始用二氧化硅和/或硅酸盐化合物饱和的含水组分在将大约20至大约30ppm的量的该聚合物添加到该含水组分中后22小时保留有至少230ppm的二氧化硅和/或硅酸盐化合物溶解在该含水组分中。
31.抑制二氧化硅和/或硅酸盐化合物在含水系统中的表面上沉积的方法，所述方法包括将聚合物添加到该含水系统中的步骤，该聚合物具有下式：
Ax[(By)H]z
其中
A是脂肪酸或其酯，且
x是至少1；
B是选自亚乙基氧基、亚丙基氧基、亚丁基氧基及其组合的亚烷基氧基，
且y是至少1，且
z是至少1；且
H是氢原子。
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