CN115667585A - 采用聚马来酸盐和非硼酸盐缓冲液的闭环冷却水腐蚀抑制 - Google Patents

采用聚马来酸盐和非硼酸盐缓冲液的闭环冷却水腐蚀抑制 Download PDF

Info

Publication number
CN115667585A
CN115667585A CN202180037399.9A CN202180037399A CN115667585A CN 115667585 A CN115667585 A CN 115667585A CN 202180037399 A CN202180037399 A CN 202180037399A CN 115667585 A CN115667585 A CN 115667585A
Authority
CN
China
Prior art keywords
corrosion inhibitor
aspects
inhibitor composition
corrosion
integer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180037399.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈炳志
小迈克尔·帕特里克·韦伯斯基
尹章章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ecolab USA Inc
Original Assignee
Ecolab USA Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ecolab USA Inc filed Critical Ecolab USA Inc
Publication of CN115667585A publication Critical patent/CN115667585A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/173—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14—Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/149—Heterocyclic compounds containing nitrogen as hetero atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/12—Oxygen-containing compounds
    • C23F11/124—Carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/18—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using inorganic inhibitors
    • C23F11/181—Nitrogen containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/18—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using inorganic inhibitors
    • C23F11/182—Sulfur, boron or silicon containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/08—Corrosion inhibition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

提供了一种抑制与水性介质接触的金属表面腐蚀的方法。所述方法可以包括使所述金属表面与腐蚀抑制剂组合物接触，其中所述腐蚀抑制剂组合物可以包括式(I)化合物或其盐。所述公开的腐蚀抑制剂组合物尤其可用于抑制闭环系统中的腐蚀。

Description

采用聚马来酸盐和非硼酸盐缓冲液的闭环冷却水腐蚀抑制
背景技术
1.技术领域
本公开总体上涉及腐蚀抑制剂组合物。更具体地，本公开涉及含有聚马来酸盐的腐蚀抑制剂组合物，其用于抑制闭环水循环系统中的腐蚀。
2.相关技术描述
在闭环水循环系统中，水通常在不添加或去除水的情况下长时间循环。由于污染可能需要去除水。例如，一些化学添加剂为微生物生长和形成生物膜或防止高效传热的其它沉积物提供营养源。通常添加化学试剂以防止微生物生长或防止与循环水流接触的任何金属的腐蚀。
从使用铬酸盐到目前的重金属和磷酸盐化学物质，碳钢腐蚀抑制已经发展了数十年。几十年前，铬酸盐被禁止并且主要由钼、锌、硅酸盐和磷酸盐代替。从使用正磷酸盐到多磷酸盐以及使用有机磷酸盐、膦酸盐和次膦酸盐，磷酸盐化学物质已经取得了一些进展。目前，磷处于环境压力下并且只能以非常低水平的量使用。
黑色金属，例如碳钢，是工业系统中最常用的结构材料。由于机械强度降低，由一般腐蚀引起的表面金属损失会导致系统或结构的结构完整性恶化。局部腐蚀(例如点蚀)可能比一般腐蚀对系统的正常操作造成更大的威胁，因为此类腐蚀将强烈地发生在一个特定位置，并且可能导致输送工业水流的系统结构穿孔。这些穿孔可能导致泄漏，这需要关闭整个工业系统以便进行维修。实际上，腐蚀问题通常造成巨大的维护成本，以及由于设备故障而产生的成本。
尽管钢仍然被广泛使用，但铝或铝合金的使用正在增加，因为它们具有更理想的热特性，例如导热性和扩散性。铝和铝合金在环境条件下是稳定的，但在水性条件下易于腐蚀，尤其是在高温和存在氯离子的情况下。铝加热元件与传统的高pH腐蚀抑制程序不兼容。
工业水系统中金属的腐蚀保护通常通过添加腐蚀抑制剂来实现。许多腐蚀抑制剂，包括铬酸盐、钼酸盐、锌、亚硝酸盐、正磷酸盐和多磷酸盐，以前已经在各种化学处理制剂中单独或组合使用。然而，这些无机化学品可能是有毒的、对环境有害的和/或对局部腐蚀不是非常有效的，尤其是在经济上可行和/或环境上可接受的低剂量水平下。
发明内容
提供了一种抑制与水性介质接触的金属表面腐蚀的方法。该方法可以包括使闭环系统中的金属表面与腐蚀抑制剂组合物接触，其中该腐蚀抑制剂组合物可以包括式(I)化合物或其盐
Figure BDA0003958911000000021
其中L是单键或双键；R1是氢、-CH2-COOH、
Figure BDA0003958911000000022
n是1至100的整数；m是1至100的整数；p是2至20的整数；R3是-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基；并且R2是氢、-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基。
在一些方面，R1是
Figure BDA0003958911000000023
在一些方面，R1是
Figure BDA0003958911000000024
L是双键；并且R2是氢。
在一些方面，R1是
Figure BDA0003958911000000025
并且R2是-OH。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物进一步包含非硼酸盐缓冲液。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物进一步包含硝酸盐。
在一些方面，缓冲液是三乙醇胺(TEA)、吗啉、N-甲基咪唑、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、奎宁环、乌洛托品、咪唑、甲基咪唑、对苯酚磺酸盐、二乙基乙醇胺、甲氧基丙胺、硼酸盐、磷酸盐、N,N-二羟乙基甘氨酸、甘氨酸、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺或其任何组合。
在一些方面，缓冲液是碳酸盐缓冲液。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物进一步包含硅酸盐。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物进一步包含选自由甲基苯并三氮唑(TT)、苯并三唑(BZT)、巯基苯并噻唑(MBT)、丁基苯并三唑(BBT)、耐卤素唑(HRA)、苯并咪唑及其任何组合组成的组的唑。
在一些方面，唑是TT。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物进一步包含水。
在一些方面，水性介质的pH值为约6至约12。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物不包括亚硝酸盐、磷、硼酸盐或钼酸盐中的至少一种。
在一些方面，该方法可以包括将腐蚀抑制剂组合物以约10ppm至约50,000ppm的式(I)化合物的浓度添加到水性介质中。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物包含按重量计约1％至约99％的聚马来酸；按重量计约0.5％至约90％的硅酸盐；和按重量计约0.5％至约20％的缓冲液。
在一些方面，金属表面包含软钢、铜、铜合金、铁、铁合金、海军黄铜、约90％的铜和约10％的镍、约80％的铜和约20％的镍、约70％的铜和约30％的镍、铝、铝合金、铝黄铜、锰黄铜、含铅海军青铜、磷青铜、镀锌钢及其任何组合。
本发明提供了一种腐蚀抑制剂组合物，其可以包括硅酸盐；缓冲液和式(I)化合物或其盐
Figure BDA0003958911000000031
其中L是单键或双键；R1是氢、-CH2-COOH、
Figure BDA0003958911000000032
n是1至100的整数；m是1至100的整数；p是2至20的整数；R3是-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基；并且R2是氢、-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基。
提供了用于抑制与水性介质接触的金属表面腐蚀的腐蚀抑制剂组合物的用途。腐蚀抑制剂组合物可以包括式(I)化合物或其盐；硅酸盐；以及缓冲液。
上述已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下具体描述。下文中将对本公开的形成本申请的权利要求的主题的另外的特征和优点进行描述。本领域的技术人员应当理解的是，为了执行本公开的相同目的，所公开的概念和具体实施例可以容易地被利用，作为修改或设计其它实施例的基础。本领域的技术人员还应该认识到，此类等同的实施例不脱离如所附权利要求书中所阐述的本公开的精神和范围。
具体实施方式
下文描述了各个实施例。通过参考下面的具体描述，可以更好地理解实施例的各个元素的关系和功能。然而，实施例不限于下面示出的那些。在某些情况下，可以省略对于理解这里公开的实施例不必要的细节。
提供了一种抑制与水性介质接触的金属表面腐蚀的方法。该方法可以包括使闭环系统中的金属表面与腐蚀抑制剂组合物接触。
如本文所用，“闭环系统”是指保持水性介质完全封闭在管道或容器内的系统。闭环系统包括利用水基溶液传热的闭合再循环或闭合循环环路。闭环系统可由多种材料构成，例如钢、铜、铜合金、铝、铝合金和镀锌钢。
闭环系统可以包括在常压或高压下操作的稳压罐或膨胀罐。在系统中使用排气口以帮助在启动时从系统中去除氧气和其它气体。闭环系统还可以包括泵，以使水性介质在整个系统中循环。
相反，开放系统使水性介质的表面暴露于外部空气，这导致水的蒸发损失或使水面临更高的污染风险。
本公开涉及腐蚀抑制剂组合物和用于抑制腐蚀的方法。抑制剂组合物可有效地减少、抑制和/或防止表面(例如包含金属的那些表面)上的软水或硬水中的腐蚀和/或结垢。
腐蚀抑制剂组合物可以包括式(I)化合物或其盐
Figure BDA0003958911000000041
其中L是单键或双键；R1是氢、-CH2-COOH、
Figure BDA0003958911000000051
n是1至100的整数；m是1至100的整数；p是2至20的整数；R3是-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基；并且R2是氢、-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基。
在一些方面，L是单键。在一些方面，L是双键。在一些方面，L是双键并且R2是氢。
在一些方面，R1是氢。在一些方面，R1是-CH2-COOH。
在一些方面，R1是
Figure BDA0003958911000000052
在一些方面，R3是-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基。在一些方面，R3是芳基基团。芳基基团的实例包括但不限于苯和C1-2烷基取代的苯基基团，例如甲苯或二甲苯。整数m可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。在一些方面，m是1至10的整数。在一些方面，m是1至50的整数。在一些方面，m是1至100的整数。
在一些方面，R1是
Figure BDA0003958911000000053
L是双键；并且R2是氢。整数p可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。在一些方面，p是1至10的整数。
在一些方面，R1是
Figure BDA0003958911000000054
并且R2是-OH。整数n可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。在一些方面，n是1至10的整数。在一些方面，m是1至50的整数。在一些方面，m是1至100的整数。
在一些方面，R2是氢。在一些方面，R2是-OH。在一些方面，R2是-OCH3。在一些方面，R2是C1-C4烷基。在一些方面，R2是芳基基团。芳基基团的实例包括但不限于苯和C1-2烷基取代的苯基基团，例如甲苯或二甲苯。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物包括根据以下所示结构的水解的聚马来酸化合物。该组合物可以包括以下化合物中的一种或多种。
Figure BDA0003958911000000061
在一些方面，水解的聚马来酸包含化合物III。在一些方面，水解的聚马来酸包含化合物IV。在一些方面，水解的聚马来酸包含化合物V。在一些方面，水解的聚马来酸包含化合物VI。在一些方面，式(I)化合物或其盐是(3-甲基苯基)甲基丁二酸钠或(4-甲基苯基)甲基丁二酸钠。在一些方面，式(I)化合物是1,2,3,4-丁四羧酸或其盐。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物包括具有甲苯、苯或二甲苯末端基团的聚马来酸。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物包括聚环氧琥珀酸或其盐。
式(I)至(VI)化合物、水解的聚马来酸和聚马来酸的盐包括但不限于钠、钾、铵和其它铵阳离子，例如三乙醇铵、吗啉、环己基铵等。
腐蚀抑制剂组合物可以进一步包括缓冲液。缓冲液可以是非硼酸盐缓冲液，例如碳酸盐缓冲液，或者缓冲液可以是伯胺、仲胺或叔胺。缓冲液的实例包括但不限于TEA、吗啉、N-甲基咪唑、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、奎宁环、乌洛托品、咪唑、甲基咪唑、对苯酚磺酸盐、二乙基乙醇胺、甲氧基丙胺、三亚乙基四胺、二亚乙基三胺、硼酸盐、磷酸盐、N,N-二羟乙基甘氨酸、甘氨酸或其任何组合。
可用于本公开的其它缓冲液包括但不限于Good's缓冲液，例如BES、CAPS、HEPES、MES、EPPS、MOPS、PIPES、TAPS、TES和TRICINE。
本文公开的腐蚀抑制剂组合物可提供与市售腐蚀抑制剂(例如亚硝酸盐)相当的腐蚀保护。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物不包括亚硝酸盐、磷、硼酸盐或钼酸盐中的至少一种。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物不包括锡。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物不包括锌。
腐蚀抑制剂组合物可以进一步包括其它添加剂，例如硝酸盐或硅酸盐。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物包括硝酸盐。硝酸盐的实例包括但不限于硝酸钠。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物包括硅酸盐。硅酸盐的实例包括但不限于偏硅酸盐、正硅酸盐、焦硅酸盐及其盐。硅酸盐可以是偏硅酸钠。
腐蚀抑制剂组合物可以包括唑。唑的实例包括但不限于TT、BZT、MBT、BBT、HRA、苯并咪唑或其盐。苯并咪唑可以是2-取代的苯并咪唑。在一些方面，唑是TT。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以包括溶剂。溶剂的实例包括但不限于水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、甲酸、甲酰胺、丙二醇、乙二醇或其任何组合。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以包括水。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以由式(I)化合物组成。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以由式(I)化合物和缓冲液组成。在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以由水；式(I)化合物；缓冲液和硅酸盐组成。
在一些方面，含有聚马来酸或其盐、硅酸盐和缓冲液的腐蚀抑制剂组合物可以包含按重量计约1％至约99％的聚马来酸；按重量计约0.5％至约90％的硅酸盐；和按重量计约0.5％至约20％的缓冲液。
在一些方面，添加到水性介质中的式(I)化合物或其盐的量在约10ppm至约50,000ppm的范围内。在一些方面，式(I)化合物的量在约10ppm至约500ppm的范围内。在一些方面，式(I)化合物的量在约60ppm至约100ppm的范围内。
在一些方面，添加到水性介质中的缓冲液的量在约10ppm至约50,000ppm的范围内。在一些方面，添加的缓冲液的量在约10ppm至约500ppm或约25ppm至约150ppm的范围内。
在一些方面，添加到水性介质中的硅酸盐的量在约1ppm至约50,000ppm的范围内。在一些方面，添加的硅酸盐的量在约1ppm至约50ppm或约15至约100ppm的范围内。
在一些方面，唑或其盐可以以约0.1ppm至约1,000ppm的量添加到水性介质中。在一些方面，唑的浓度可以是约20ppm至约500ppm。在一些方面，唑的浓度为约100ppm、约150ppm、约200ppm、约250ppm或约300ppm。
在一些方面，该方法可以包括将腐蚀抑制剂组合物以按体积计约0.1％至约2％的剂量添加到水性介质中。在一些方面，剂量按体积计为约0.2％、约0.3％、约0.4％、约0.5％、约0.6％、约0.7％、约0.8％、约0.9％或约1.0％。
许多不同的金属表面可以与水性介质接触以添加腐蚀抑制剂。例如，不同金属表面可以包括不同的金属或金属合金，例如软钢、铝或铜。在一些方面，金属表面包含有包含铝的第一金属表面、包含软钢的第二金属表面、包含铜的第三金属表面或其任何组合。在一些方面，金属表面可以包括铁、铁合金、铜、铜合金、海军黄铜、约90％的铜和约10％的镍、约80％的铜和约20％的镍、约70％的铜和约30％的镍、铝黄铜、锰黄铜、含铅海军青铜、磷青铜或其任何组合。在一些方面，金属表面可以是铝锅炉的至少一部分。在一些方面，将腐蚀抑制剂组合物添加到铝锅炉中。在一些方面，将腐蚀抑制剂组合物添加到热交换器中。
在一些方面，金属表面可以是铝合金。铝合金的实例包括但不限于Al360、Al4032、Al6061、Al7075、AlSi10Mg、AlSi12、H9-6060、1000系列合金、2000系列合金、4000系列合金、5000系列合金、6000系列合金、7000系列合金、铸造1xx系列合金、铸造2xx系列合金、铸造3xx系列合金、铸造4xx系列合金、铸造5xx系列合金、铸造6xx系列合金、铸造7xx系列合金或铸造8xx系列合金。
腐蚀抑制剂组合物可以降低金属表面的腐蚀速率。在一些方面，金属表面的腐蚀速率可以小于约1mpy。在一些方面，金属表面的腐蚀速率可以小于约0.5mpy。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以降低铝合金的点蚀、缝隙腐蚀、剥落和晶间腐蚀。如本文所用，“点蚀”是指由于金属/合金表面上的其它保护性钝化膜的破坏而发生的金属的局部加速溶解。一般来说，点蚀涉及以下阶段：点蚀起始、亚稳态点蚀和点蚀生长。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以包括另外的添加剂。添加剂的实例包括但不限于另外的腐蚀抑制剂、处理聚合物、抗微生物剂、着色剂、填料、表面活性剂、粘度调节剂、螯合剂、分散剂、除臭剂、掩蔽剂、除氧剂或指示剂染料。
腐蚀抑制剂组合物可以包括其它添加剂。例如，组合物可以包括膦基琥珀酸类低聚物(PSO)。在一些方面中，PSO可以具有如式(II)中所描绘的结构
Figure BDA0003958911000000081
其中n是1至5的整数并且m是0至5的整数。在一些方面，n是1、2、3、4或5。在一些方面，n是2至5的整数。在一些方面，n是3至5的整数。在一些方面，n是1至4的整数。在一些方面，n是1至3的整数。在一些方面，m是0、1、2、3、4或5。在一些方面，m是0。在一些方面，m是1。在一些方面，m是2。在一些方面，m是3。在一些方面，m是4。在一些方面，m是5。在一些方面，PSO可以包括式I化合物的一种或多种。在一些方面，PSO包含约10至40重量％的式I化合物，其中n是1并且m是0；约30至60重量％的式I化合物，其中m是1并且n是1和约20至40重量％的式I化合物，其中n是1并且m是2至5。美国专利第6,572,789号描述了可用于腐蚀抑制剂组合物中的PSO聚合物，其以全文引用的方式并入。
在一些方面，PSO是式1化合物的混合物。例如，PSO可以具有混合物中n＝1、2、3、4或5的分子。
在一些方面，PSO可以以约10ppm至约10,000ppm的量添加到水性介质中。在一些方面，PSO的浓度可以是约50ppm至约1,000ppm。在一些方面，PSO的浓度为约100ppm、约150ppm、约200ppm、约250ppm或约300ppm。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以包括阻垢剂。阻垢剂可以是聚合物。阻垢剂的实例包括但不限于聚丙烯酸酯(PAA)、聚马来酸酐(PMA)、烷基环氧羧酸酯(AEC)、聚丙烯酰胺共聚物(AA/AM)、丙烯酸和丙烯酸羟丙酯共聚物(AA/HPA)、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸酯共聚物(AA/AMPS)、马来酸酐和磺化苯乙烯共聚物(MA/SS)、丙烯酸/丙烯酰胺/叔丁基丙烯酰胺共聚物(AA/AM/t-BAM)、丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸酯/叔丁基丙烯酰胺(AA/AMPS/t-BAM)、丙烯酸/磺化苯乙烯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸酯(AA/SS/AMPS)、丙烯酸/丙烯酰胺/氨甲基磺酸酯共聚物(AA/AM/AMS)及其任何组合。
在一些方面，阻垢剂包含60:40摩尔比的丙烯酸和t-BAM的共聚物。
在一些方面，阻垢剂聚合物可以包括约80至约99摩尔％的丙烯酸和约1至约20摩尔％的AMPS。在一些方面，共聚物可以包含约95％的丙烯酸和约4％的AMPS或约90％的丙烯酸和约10％的AMPS。在其它方面，聚合物可以是包含任何摩尔百分比的丙烯酸、衣康酸、AMPS和叔丁基丙烯酰胺的四元共聚物。可用于抑制剂组合物中的其它聚合物包括但不限于丙烯酸和AMPS的共聚物，其包含约40至约70％的丙烯酸和约30至约60％的AMPS。在其它方面，聚合物可以是包含约60％的丙烯酸和约40％的AMPS或约50％的丙烯酸和约50％的AMPS的共聚物。
在一些实施例中，阻垢剂聚合物可以具有约5,000Da至约50,000Da的重均分子量。在一些实施例中，聚合物可以具有约20,000Da的重均分子量。
在一些方面，阻垢剂可以包括约52重量％的水；约47重量％的丙烯酸和叔丁基丙烯酰胺磺酸(ATBS)的共聚物；0.23重量％的硫酸钠；0.01重量％的亚硫酸氢钠；和痕量的芘四磺酸四钠盐。
在某些方面，组合物包含有效量的阻垢剂，其可以由本领域技术人员适当地选择。添加到水性介质中的阻垢剂的量可以在约0.1ppm至约100ppm的范围内。在一些方面，阻垢剂的量可以在约1ppm至约50ppm、约0.5ppm至约20ppm、约1ppm至约10ppm或约1ppm至约20ppm的范围内。在其它方面，阻垢剂的量可以在约5ppm至约30ppm、约10ppm至约20ppm或约5ppm至约20ppm的范围内。在一些方面，添加到水性系统中的阻垢剂的量可以为约5ppm、约6ppm、约7ppm、约8ppm、约9ppm、约10ppm、约11ppm、约12ppm、约13ppm、约14ppm或约15ppm。
在一些方面，腐蚀抑制剂组合物可以包括惰性示踪剂，使其与荧光示踪技术兼容，例如3D
Figure BDA0003958911000000101
技术(可从纳尔科，艺康集团(Nalco Water，Ecolab Company)获得)。在其它方面，惰性荧光示踪剂可以包括在组合物中以提供测定剂量水平的方法。已知比例的荧光示踪剂可以与分散剂或消泡剂同时或依次添加。有效的惰性荧光示踪剂可以包括不与系统中的其它组分发生化学反应并且不随时间显著降解的那些物质。
代表性的惰性荧光示踪剂包括荧光素或荧光素衍生物；若丹明或若丹明衍生物；萘磺酸(单-、二-、三-等)；芘磺酸(单-、二-、三-、四-等)；含有磺酸的二苯乙烯衍生物(包括荧光增白剂)；联苯基磺酸；苯丙氨酸；色氨酸；酪氨酸；维生素B2(核黄素)；维生素B6(吡哆醇)；维生素E(α-生育酚)；乙氧喹；咖啡因；香草醛；萘磺酸甲醛缩聚物；苯磺酸甲醛缩合物；木质素磺酸；多环芳烃；含有胺、酚、磺酸、羧酸官能团的任意组合的芳族(多)环烃；具有N、O或S的(多)杂环芳烃；含有以下部分中的至少一种的聚合物：萘磺酸、芘磺酸、联苯基磺酸或二苯乙烯磺酸。
在一些方面，另外的腐蚀抑制剂可以是锌、铝、锰、镍、硅酸盐、钼酸盐、锶、钛、铬酸盐、钴、铈、其任何盐、其任何氧化物或其任何组合。在一些实施例中，另外的腐蚀抑制剂可以包括锌或其任何氧化物。另外的腐蚀抑制剂可以是任何盐或任何氧化物的形式。无机盐的说明性、非限制性实例可以是氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐或硫酸盐。盐形式可以是有机的，包括但不限于乙酸盐或柠檬酸盐。
腐蚀抑制剂组合物的每种组分可以单独添加或作为混合物添加，并且添加可以是手动添加或使用化学注射泵和本文所述的自动化系统的自动添加。组合物(或其组分)可以周期性地或连续地掺入到水性系统中。
添加腐蚀抑制剂组合物的水性介质可以具有特定于特定工艺的某些特性。例如，闭环系统可以具有推荐的pH操作范围或溶质浓度。在一些方面，水性介质可以具有约6至约12的pH。在一些方面，水性介质可以具有约6、约6.5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约9.5、约10、约10.5、约11、约11.5或约12的pH。一般来说，对于具有大量铝含量的锅炉，推荐的pH值范围是约7.5至约8.5。
在一些方面，水性介质的氯化物浓度小于约150ppm。水性介质的电导率可以在约0μS/cm至数千或数万μS/cm的范围内。电导率可以高于约500μS/cm，高于约1,000μS/cm或高于约5,000μS/cm。
水性介质可以包含防冻剂，例如乙二醇或丙二醇。二醇的浓度可以在按体积计约20％至约50％的范围内。
在一些方面，水性介质包括氧化卤素化合物，例如漂白剂。氧化卤素化合物的实例包括但不限于次氯酸盐漂白剂、氯、溴、次氯酸盐、次溴酸盐、二氧化氯、碘/次碘酸、次溴酸、卤代乙内酰脲、过氧化物、过硫酸盐、高锰酸盐、过乙酸或其任何组合。
在一些方面，水性介质可以包括不含卤素的氧化杀生物剂。不含卤素的氧化杀生物剂的实例包括但不限于5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、戊二醛、二溴丙酸、季铵盐或其任何组合。
本公开的抑制剂组合物可以用于包含易受腐蚀的表面的任何水性系统中。例如，抑制剂组合物可以用于直流、开环或闭环循环冷却水系统。其它水性系统包括但不限于用于石油生产和石油采收(例如，井管输送管线等)和精炼、地热井和其它油田应用的系统；锅炉和锅炉水系统；用于发电、矿物加工用水(包括矿物洗涤、浮选和选矿)的系统；造纸蒸煮器、洗涤器、漂白设备、白水系统和工厂用水系统；纸浆工业中的黑液蒸发器；气体洗涤器和空气洗涤器；冶金工业中的连续铸造工艺；空调和制冷系统；建筑消防采暖水，例如巴氏消毒水；水回收和净化系统；膜过滤水系统；食品加工流和废物处理系统以及澄清器、液-固应用、城市污水处理系统；以及工业或市政水分配系统。
在一些方面，含水系统可以是冷却系统、锅炉系统、加热系统、膜系统、造纸系统、食品和饮料系统、油气系统或包含水的任何系统。
在本公开的具体方面，抑制剂组合物可以与器皿洗涤组合物结合使用.器皿洗涤组合物可以用于保护物品，例如玻璃器皿或银器，以防在餐具洗涤或器皿洗涤机中腐蚀。然而，应当理解，包含本公开的抑制剂组合物的器皿洗涤组合物可用于除餐具洗涤或器皿洗涤机内部之外的清洁环境。
在某些方面，所公开的抑制剂组合物可以具有以下特征中的一种或多种：
卤素稳定性高达约0.5ppm游离残余氯(FRC)；
能够处理高达约100℃的水温；
与唑、分散剂和冷却水聚合物兼容；
钙耐受性高达约500ppm(以CaCO3计)；
氯化物耐受性高达约600ppm(以Cl计)；
稳定性在约6至约9的pH下；
低毒性(例如LC50>100mg/L)；以及
在几秒至约5年的保持时间指数(HTI)内是稳定的.
在一些方面，水性介质的温度可以是约4℃至约100℃。在加压闭环系统中，水的温度可以超过约100℃，并且本公开的组合物可以在此类温度下使用。
本公开的任何水性系统都可以被自动监测和控制。例如，可以监测和控制系统的pH，或者可以监测和控制水性系统中抑制剂组合物的量。
本公开还描述了一种用于测量、控制和/或优化水的一个或多个系统参数或特性的在线单元和系统。优化可以包括，例如，测量与水相关的一种或多种特性，以确保一种或多种特性在可接受的预定范围内，并且如果一个或多个特性不在每个测得的特性的可接受的预定范围内，可引起水中的变化来使特性回到可接受的预定范围内。
在某些实施例中，该系统包括监测和控制单元，该监测和控制单元包括控制器和多个传感器。多个传感器中的每一个都可以与控制器通信。例如，如果该单元包括五个传感器，则五个传感器中的每一个都可以与控制器通信。在某些方面，控制器可以附接到滑道或其他类型的支撑构件，以允许移动。
如本文所用，术语“控制器”是指手动操作者或具有组件的电子装置，该组件为例如处理器、存储器装置、数字存储介质、包括通信电路的通信接口，该通信电路可操作以支持跨任意数量的通信协议的通信和/或网络、用户界面(例如，可以包括阴极射线管、液晶显示器、等离子显示器、触摸屏或其他监视器的图形用户界面)和/或其他组件。
所述控制器优选用于与一或多个专用集成电路、程序、计算机可执行指令或算法、一或多个硬连线装置、无线装置，和/或一或多个机械装置的整合。此外，控制器用于整合本发明的反馈、前馈和/或预测回路。一些或所有控制器系统功能可以位于例如网络服务器的中心位置，用于通过局域网、广域网、无线网络、互联网连接、微波链路、红外线链路、有线网络(例如，以太网)等进行通信。另外，可以包括例如信号调整器或系统监控器的其他组件，以便于信号传输和信号处理算法。
在某些方面，控制器包括分级逻辑以优先处理与系统参数相关联的任何测得的或预测的特性。例如，可以编程控制器以使系统pH优先于电导率，反之亦然。应当理解，这种分级逻辑的目的是允许改进对系统参数的控制并避免循环控制回路。
在一些实施例中，监测和控制单元以及与其相关联的方法包括自动化控制器。在一些实施例中，控制器是手动或半自动的。例如，当系统包括从系统中的各种传感器接收的一个或多个数据集时，控制器可以自动确定要进一步处理哪些数据点/数据集，或者操作者可以部分地或全部地做出这样的确定。例如，用于工业水体的数据集可以包括变量或系统参数，例如氧化/还原电势(ORP)、溶解氧(DO)、电导率、pH、浊度、某些化学品(例如灭微生物剂、阻垢剂、减阻剂、酸、碱和/或除氧剂)的浓度、离子水平(例如，凭经验、自动、荧光、电化学、比色、直接测量、计算)、温度、压力、流速、总溶解或悬浮固体等。此类系统参数通常用任何类型的合适的数据捕获设备来测量，例如专门为这些参数设计的传感器，例如pH传感器、离子分析仪、温度传感器、热电偶、压力传感器、腐蚀探针和/或任何其它合适的装置或传感器。根据一些实施例，数据采集设备与上述控制器通信并且可能具有由控制器赋予的高级功能(包含本文中所描述的控制算法的任何部分)。
监测和控制单元可以包括多个传感器，其能够分析水并将关于水的数据传输到控制器。多个传感器可以包含例如用于测量水中的电导率、pH、ORP、灭微生物剂浓度、浊度、温度、流量和DO的传感器。监测和控制单元可以包括这些传感器中的任何一个、所有这些传感器、这些传感器中的两个或更多个的组合、一个或多个这里未具体提及的额外的传感器，并且这些传感器可以与控制器通信。本公开所考虑的其他类型的传感器包括但不限于水包油传感器、总溶解固体传感器和总悬浮固体传感器。
在某些实施例中，当前公开的监测和控制系统包括一个或多个化学品注入泵。每个化学品注入泵可以与存储装置流体通信。每个存储装置可以包括一种或多种化学品并且化学品注入泵可以将那些化学品输送到水体中。在一些实施例中，化学品注入泵包括存储装置。化学品注入泵可以以任何多种方式(例如通过有线连接、无线连接、电子、蜂窝、红外线、卫星或根据任何其他类型的通信网络、拓扑、协议、标准等的任何组合)与控制器通信。因此，控制器可以向泵发送信号以控制它们的化学品进给率。
在某些实施例中，监测和控制系统被实施为使多个传感器向控制器提供连续或间歇的反馈、前馈和/或预测信息，控制器可以将该信息转发到中继装置(例如，Nalco全球网关)，其可以通过蜂窝通信将信息传输到远程装置(例如，蜂窝电话、计算机和/或任何其他可以接收蜂窝通信的装置)。这种远程装置可以解释信息并通过中继装置自动将信号(例如，电子指令)发送回控制器，以使控制器对泵的输出进行某些调整。例如，这些信息也可以由控制器在内部进行处理，并且控制器可以自动向泵发送信号以调整化学品注入的量。基于控制器从多个传感器或远程装置接收到的信息，控制器可以向各个泵发送信号，以对泵注入水中的化学品的量进行自动、实时的调整。
或者，从控制器接收蜂窝通信的远程装置的操作者可以通过远程装置手动操纵泵。操作者可以通过远程装置以蜂窝或其他方式将指令传送到控制器，并且控制器可以对化学品注入泵的化学品添加速率进行调整。例如，操作者可以通过来自控制器的蜂窝通信接收来自远程装置的信号或警报，并使用远程装置将指令或信号发送回控制器以打开一个或多个化学品注入泵，关闭一个或多个化学品注入泵，增加或减少由一个或多个注入泵或前述的任何组合添加到水中的化学品的量。控制器和/或远程装置还能够自动进行任何前述调整或修改，而无需操作者实际发送或输入任何指令。将预设参数或程序输入到控制器或远程装置中，以便控制器或远程装置可以确定测量的特性是否超出可接受的范围。基于多个传感器接收到的信息，控制器或远程装置可以对泵进行适当的调整或发出适当的警报。
实例
中试闭环测试设备包括建立在循环水浴上的试样架。取决于所使用的循环介质，水浴的操作温度在约-30℃至200℃的范围内。通常，测试温度为约10℃、约60℃或约80℃以模拟冷却和加热回路。通过金属试样检查或通过在线电化学方法(线性极化电阻)评价腐蚀抑制剂性能。
也使用搅拌和停滞广口瓶测试来评估腐蚀抑制剂性能。在这些测试中，将软钢试样浸入水中一段时间。然后从广口瓶中去除试样并检查重量损失。
大多数测试使用三种水基质。伊利诺伊州，内珀维尔(Naperville，Illinois)自来水(W1)是一种低腐蚀应力水，因为其有相对高的钙和碱度和低浓度的腐蚀性离子，例如氯化物和硫酸盐。为了增加水的腐蚀性并对腐蚀抑制剂施加应力，将另外的氯化物(氯化钠)和硫酸盐(硫酸钠)添加内珀维尔自来水中以达到约150ppm的氯化物和约200ppm的硫酸盐(W2)。通常，在约60℃下用W2进行测试以测试新开发的配方的性能以获得其性能稳健性。在美国，约150ppm的氯化物浓度和约200ppm的硫酸盐浓度将代表80％的补充水。第三水基质用于模拟通常用于闭环冷却水应用的补充水(W3)。这些实验中使用的水的总结显示在表1中。
表1.腐蚀抑制剂实验中使用的水基质
Figure BDA0003958911000000141
Figure BDA0003958911000000151
实例1
广口瓶测试结果显示在表2和3中。条目1至12显示使用软钢试样在约60℃下研究闭环腐蚀抑制剂包装在两种不同水中的剂量分布的一系列实验。在这些实验中研究的组分是聚马来酸(约82至410ppm)、甲苯基三唑钠(约10至52ppm)、分散剂(聚丙烯酸和AMPS的共聚物，约3至15ppm)、SiO2(约16至79ppm)和碳酸钠(约23至114ppm)。实验中使用的两种水是W2和W3。结果显示，在W2和W3中，主要的软钢腐蚀抑制剂聚马来酸能够在低至约82ppm的剂量下减轻软钢上的腐蚀。条目1和7是没有添加腐蚀抑制剂组分的对照实验。条目13至18显示，在不存在PMA的情况下，单个组分是不可接受的腐蚀抑制剂。
条目19至24比较了本申请中的组合物(条目19和22)相对于钼酸盐基和亚硝酸盐基的现有腐蚀抑制剂在两种不同pH值下的性能。在代表闭环应用中常见pH值的pH值为9时，条目19的性能优于钼酸盐基腐蚀抑制剂(条目20)，并且与亚硝酸盐基腐蚀抑制剂(条目21)的性能相当。在7.5的pH下，亚硝酸盐基腐蚀抑制剂产生了优异的腐蚀抑制作用(条目24)，然而条目22和钼酸盐基腐蚀抑制剂(条目23)都产生了不良腐蚀抑制作用。PMA是聚马来酸，Na TT是甲苯基三唑钠，Disp.是聚丙烯酸和AMPS的共聚物，Na PAA是聚丙烯酸钠，TEA是三乙醇胺，Na BZT是苯并三唑钠。除非另有说明，否则表中的量以ppm计。RT是指室温，其被认为是约20℃。
表2.广口瓶测试结果
Figure BDA0003958911000000152
Figure BDA0003958911000000161
表3.广口瓶测试结果继续
条目 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
水 W2 W2 W2 W2 W2 W2 W2 W2 W2 W2
pH 10 10 10 10 9 9 9 7.5 7.5 7.5
时间(天) 14 14 14 14 54 54 54 54 54 54
温度，C 60 60 60 60 RT RT RT RT RT RT
PMA 0 0 0 0 374 0 0 374 0 0
Na TT 0 0 0 0 47 0 50 47 0 50
HSP2 0 16 0 0 13 0 0 13 0 0
Na PAA 0 0 0 0 0 0 328 0 0 328
SiO<sub>2</sub> 0 0 85 0 72 45 0 72 45 0
Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
TEA 454 0 0 0 281 0 0 281 0 0
NaNO<sub>2</sub> 0 0 0 0 0 0 1230 0 0 1230
NaMoO<sub>4</sub> 0 0 0 0 0 250 0 0 250 0
Na<sub>2</sub>B<sub>4</sub>O<sub>7</sub> 0 0 0 0 0 78 0 0 78 0
Na BZT 0 0 0 0 0 13 0 0 13 0
软钢，mpy 19.5 17.5 10.7 17.6 0.1 1.9 0.1 1 2.2 <0.1
实例2
闭环测试结果在表4中示出。条目1至3显示了聚马来酸基碳酸盐缓冲的腐蚀抑制剂组合物的腐蚀抑制结果。条目1和2显示了不同碳酸钠浓度(115，204ppm)下良好腐蚀抑制剂性能。条目3显示了即使不存在SiO2，该组合物也是有效的。条目4显示了现有的亚硝酸盐基腐蚀抑制剂的腐蚀抑制性能。亚硝酸盐基腐蚀抑制剂具有良好的腐蚀抑制性能，表明测试方法有效。条目6至8证明了使用TEA代替碳酸钠作为缓冲液的有效性。条目6显示了含有TEA的组合物即使在pH为7.3、约80℃下在W2中也能够良好地抑制软钢腐蚀。条目8显示了在约80℃下PMA基、TEA缓冲组合物在W1中的良好性能。N-甲基是N-甲基咪唑。AB是海军黄铜。
表4.闭环测试结果
Figure BDA0003958911000000171
实例3
测试式(III)至(VI)化合物、水解的聚马来酸(HPMA)，用于铝合金的腐蚀控制。HPMA确实对某些铝合金例如Al1100、Al6061等提供了很大的保护。令人惊讶的是，其在约80℃下，W1水还能为软钢试样提供良好的腐蚀保护。在约80℃下的W2水中对HPMA进行了进一步的测试，证明了其对软钢的腐蚀控制良好的效果。HPMA足以有效代替钼酸盐和亚硝酸盐用于闭环应用中对软钢腐蚀的控制。
制备含有约17重量％的HPMA、约63重量％的TEA和约1.7重量％的TT的HPMA制剂。在约7.9的pH和约80℃下使用W1水。含有金属测试试样的水中HPMA的浓度为约375ppm。TEA的浓度为约1583ppm。TT的浓度为约42ppm。
结果显示，在约6天后，软钢试样的腐蚀速率为约0.4mpy，铜为0.0mpy，海军黄铜为约0.0mpy，Al1100为约4.8mpy。
制备含有约18重量％的HPMA、约56重量％的TEA和约3重量％的TT的另一HPMA制剂。在约7.45至约7.57的pH和约80℃下使用W2水。含有金属测试试样的水中HPMA的浓度为约440ppm。TEA的浓度为约1412ppm。TT的浓度为约75ppm。分散剂的浓度为约10ppm。
结果显示，在约2周后，软钢试样的腐蚀速率为约0.53mpy，铜为0.05mpy，Al6061为约0.74mpy，Al1100为约0.6mpy。
实例4
制备含有约21重量％的HPMA、约10重量％的NaOH、约3.6重量％的TT、约2.75重量％的巯基苯并噻唑和约5.4重量％的Na2SiO3.5H2O的HPMA制剂。在约9.4至约10.5的pH和约25℃下使用W1水。含有金属测试试样的水中HPMA的浓度为约520ppm。TT的浓度为约90ppm。巯基苯并噻唑的浓度为约69ppm。Na2SiO3.5H2O的浓度为约135ppm。
结果显示，在约24天后，该制剂为软钢、铜、海军黄铜、镀锌钢和Al7075提供了保护。使用相同制剂但在约9.11至约10.32的pH和约80℃下的另一测试显示对软钢铜、Al6061、Al1100和镀锌钢的良好保护。
实例5
制备含有PMA、NaOH、TEA、TT、分散剂、水和NaNO3的聚马来酸(PMA)制剂。含有金属测试试样的水中PMA的浓度为约500ppm。TEA的浓度为约600ppm。TT的浓度为约84ppm。分散剂的浓度为约13.5ppm。NaNO3的浓度为约801ppm。
结果显示，对于与黄色金属电耦合的Al7075的保护效果良好。软钢和黄色金属试样也得到良好的保护。在60℃的W2水中，制剂保护Al360。
实例6
制备含有PESA、水、TEA、TT、分散剂和Na2SiO3.5H2O的聚环氧琥珀酸(PESA)制剂。在约60℃下使用W2水。含有金属测试试样的水中PESA的浓度为约2500ppm。
结果显示，对于软钢和铜的保护效果良好。
本文公开的任何组合物可以包含本文公开的任何化合物/组分，由或基本上由本文公开的任何化合物/组分组成。根据本公开，短语“基本上由……组成(consistessentially of、consists essentially of、consisting essentially of)”等将权利要求的范围限制到指定的材料或步骤和实质上不影响所要求保护的发明的一种或更多种基本和新颖特性的那些材料或步骤。
如本文所使用的，术语“约”是指所述值在由其相应的测试测量中发现的标准偏差所引起的误差内，并且如果这些误差无法确定，则“约”是指所述值的10％内。
可以在无需过分实验的情况下根据本公开制备和执行本文所公开和要求保护的所有组合物和方法。尽管本发明可以体现在许多不同的形式中，但是本文详细描述了本发明的具体优选实施例。本公开为本发明的原理的范例并且不旨在使本发明限于所说明的特定实施例。另外，除非明确相反地陈述，否则术语“一个/种”的使用旨在包括“至少一个/至少一种”或“一个或多个/一种或多种”。举例来说，“聚合物”旨在包括“至少一种聚合物”或“一种或多种聚合物”。
按绝对术语或按近似术语给出的任何范围旨在涵盖两者，并且本文所使用的任何定义旨在为澄清的并且不为限制性的。尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含一定的误差，这些误差必然是由其各自测试测量中发现的标准偏差引起的。此外，本文所公开的所有范围应被理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围(包括所有分数值和整个值)。
此外，本发明涵盖本文所描述各种实施例中的一些或全部实施例的任何和所有可能的组合。还应当理解的是，对本文所描述的当前优选实施例做出的各种改变和修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。可以在不脱离本发明的精神和范围并且在不减少其预期的优点的情况下进行此类改变和修改。因此，所附权利要求旨在覆盖此类改变和修改。

Claims (20)

1.一种抑制与水性介质接触的金属表面腐蚀的方法，其包含：
使闭环系统中的所述金属表面与腐蚀抑制剂组合物接触，所述腐蚀抑制剂组合物包含式(I)化合物或其盐
Figure FDA0003958910990000011
其中L是单键或双键；
R1是氢、-CH2-COOH、
Figure FDA0003958910990000012
n是1至100的整数；m是1至100的整数；p是2至20的整数；
R3是-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基；以及
R2是氢、-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基。
2.根据权利要求1所述的方法，其中R1是
Figure FDA0003958910990000013
3.根据权利要求1所述的方法，其中R1是
Figure FDA0003958910990000014
L是双键；并且R2是氢。
4.根据权利要求1所述的方法，其中R1是
Figure FDA0003958910990000015
并且R2是-OH。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物进一步包含非硼酸盐缓冲液。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物进一步包含硝酸盐。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述缓冲液是三乙醇胺(TEA)、吗啉、N-甲基咪唑、1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷、奎宁环、乌洛托品、咪唑、甲基咪唑、对苯酚磺酸盐、二乙基乙醇胺、甲氧基丙胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、硼酸盐、磷酸盐、N,N-二羟乙基甘氨酸、甘氨酸或其任何组合。
8.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述缓冲液是碳酸盐缓冲液。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物进一步包含硅酸盐。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物进一步包含选自由甲基苯并三氮唑(TT)、苯并三唑(BZT)、巯基苯并噻唑(MBT)、丁基苯并三唑(BBT)、耐卤素唑(HRA)、苯并咪唑及其任何组合组成的组的唑。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述唑是TT。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物进一步包含水。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述水性介质的pH为约6至约12。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物不包括亚硝酸盐、磷、硼酸盐或钼酸盐中的至少一种。
15.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其进一步包含将所述腐蚀抑制剂组合物以约10ppm至约50,000ppm的所述式I化合物的浓度添加到所述水性介质中。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的方法，其中所述腐蚀抑制剂组合物包含按重量计约1％至约99％的所述式(I)化合物或其盐；按重量计约0.5％至约90％的所述硅酸盐；和按重量计约0.5％至约20％的所述缓冲液。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述金属表面包含软钢、铜、铜合金、铁、铁合金、海军黄铜、约90％的铜和约10％的镍、约80％的铜和约20％的镍、约70％的铜和约30％的镍、铝、铝合金、铝黄铜、锰黄铜、含铅海军青铜、磷青铜、镀锌钢及其任何组合。
18.一种腐蚀抑制剂组合物，其包含：硅酸盐；缓冲液和式(I)化合物或其盐
Figure FDA0003958910990000031
其中L是单键或双键；
R1是氢、-CH2-COOH、
Figure FDA0003958910990000032
n是1至100的整数；m是1至100的整数；p是2至20的整数；
R3是-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基；以及
R2是氢、-OH、-OCH3、芳基基团或C1-C4烷基。
19.根据权利要求18所述的腐蚀抑制剂组合物，其进一步包含选自由TT、BZT、MBT、BBT、HRA、苯并咪唑及其任何组合组成的组的唑。
20.一种用于抑制与水性介质接触的金属表面腐蚀的腐蚀抑制剂组合物的用途，所述腐蚀抑制剂组合物包含式(I)化合物或其盐；硅酸盐；和缓冲液。
CN202180037399.9A 2020-05-28 2021-05-05 采用聚马来酸盐和非硼酸盐缓冲液的闭环冷却水腐蚀抑制 Pending CN115667585A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062704771P 2020-05-28 2020-05-28
US62/704,771 2020-05-28
PCT/US2021/030916 WO2021242492A1 (en) 2020-05-28 2021-05-05 Closed loop cooling water corrosion inhibition employing polymaleates and non-borate buffers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115667585A true CN115667585A (zh) 2023-01-31

Family

ID=76422034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180037399.9A Pending CN115667585A (zh) 2020-05-28 2021-05-05 采用聚马来酸盐和非硼酸盐缓冲液的闭环冷却水腐蚀抑制

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210371988A1 (zh)
EP (1) EP4158080A1 (zh)
JP (1) JP2023527312A (zh)
CN (1) CN115667585A (zh)
AU (1) AU2021278099A1 (zh)
BR (1) BR112022022821A2 (zh)
WO (1) WO2021242492A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116730516B (zh) * 2023-08-03 2023-11-03 淄博万诺工贸有限公司 低磷阻垢缓蚀剂及其制备方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089796A (en) * 1971-12-10 1978-05-16 Ciba-Geigy Corporation Treatment of water or aqueous systems
GB2181735A (en) * 1985-10-16 1987-04-29 Kao Corp Maleic acid polymer for use as scale inhibitor
US5382367A (en) * 1987-08-07 1995-01-17 Zinkan Enterprises Co. Method of treating cooling water systems
CA1340659C (en) * 1987-12-18 1999-07-20 Edward Samuel Beardwood Anti-scale and corrosion inhibitor
US5062962A (en) * 1990-05-04 1991-11-05 Betz Laboratories, Inc. Methods of controlling scale formation in aqueous systems
CA2042341C (en) * 1990-05-23 2001-06-12 Judy H. Bardsley Silica scale inhibition
US5378372A (en) * 1993-06-09 1995-01-03 Betz Laboratories, Inc. Control of scale formation in aqueous systems
US5518629A (en) * 1993-07-29 1996-05-21 Betz Laboratories, Inc. Methods for controlling scale formation in acqueous systems
DE19625692A1 (de) * 1996-06-27 1998-01-02 Basf Ag Silikat-, borat- und nitratfreie Gefrierschutzmittelkonzentrate und diese umfassende Kühlmittelzusammensetzungen
US6203719B1 (en) * 1997-01-10 2001-03-20 Ashland Inc. Extended engine coolant lifetime through polymeric polycarboxylate secondary silicate stabilization
EP0892040B1 (en) * 1997-07-16 2003-03-05 Nippon Shokubai Co., Ltd. Use of Chelating compositions for cleaning
US6146538A (en) * 1998-02-23 2000-11-14 United States Filter Corporation Method of inhibiting scale formation
US6228283B1 (en) * 1998-05-22 2001-05-08 Ashland Inc. Aqueous corrosion inhibitor
US6585933B1 (en) * 1999-05-03 2003-07-01 Betzdearborn, Inc. Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous systems
CA2252060A1 (en) * 1998-11-23 2000-05-23 Bruce K. Fillipo Method and composition for corrosion and deposition inhibition in aqueous systems
JP2003253478A (ja) * 2002-03-01 2003-09-10 Japan Organo Co Ltd 水系用の有機系防食剤及び水系の防食方法
US6572789B1 (en) 2001-04-02 2003-06-03 Ondeo Nalco Company Corrosion inhibitors for aqueous systems
JP2004107248A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Shuichi Matsumura α，β−不飽和ジカルボキシ化合物重合体およびその製造方法、キレート化剤、ビルダーおよび洗浄剤。
CN100434376C (zh) * 2006-10-12 2008-11-19 同济大学 一种用于处理循环冷却水的低磷环保型复合缓蚀阻垢剂及使用方法
US8021493B2 (en) * 2007-05-04 2011-09-20 Ecolab Usa Inc. Method of reducing corrosion using a warewashing composition
US20130055508A1 (en) * 2011-09-01 2013-03-07 Ecolab Usa Inc. Detergent composition containing an amps copolymer and a maleic acid polymer
US8025840B2 (en) * 2008-10-31 2011-09-27 General Electric Company Compositions and methods for inhibiting corrosion in aqueous media
US8729006B2 (en) * 2011-06-28 2014-05-20 Ecolab Usa Inc. Methods and compositions using sodium carboxymethyl cellulose as scale control agent
US9290850B2 (en) * 2013-10-31 2016-03-22 U.S. Water Services Inc. Corrosion inhibiting methods
CN104743688B (zh) * 2015-03-31 2016-09-07 上海多佳水处理科技有限公司 聚环氧丁二酸类水处理剂
CN106319528A (zh) * 2015-06-26 2017-01-11 埃科莱布美国股份有限公司 一种缓蚀剂组合物及其用途
CN106145391A (zh) * 2016-08-16 2016-11-23 深圳市爱康泉水处理服务有限公司 阻垢缓蚀剂用组合物和阻垢缓蚀剂及其应用
EP3631047A1 (en) * 2017-05-24 2020-04-08 BL Technologies, Inc. Polyacrylate polymers for low carbon steel corrosion control

Also Published As

Publication number Publication date
US20210371988A1 (en) 2021-12-02
BR112022022821A2 (pt) 2022-12-13
EP4158080A1 (en) 2023-04-05
WO2021242492A1 (en) 2021-12-02
JP2023527312A (ja) 2023-06-28
AU2021278099A1 (en) 2022-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6585933B1 (en) Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous systems
US6083403A (en) Stabilized substituted aminomethane-1, 1-diphosphonic acid n-oxides and use thereof in preventing scale and corrosion
AU4972700A (en) Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous systems
US8771593B2 (en) Method and device for preventing corrosion in hot water systems
KR20060123885A (ko) 금속의 부식 및 스케일 형성을 억제하는 수처리 방법
WO2019139715A1 (en) Hydrophosphorylated polycarboxylic acids and their synergistic combinations as corrosion and scale inhibitors
WO2015187581A1 (en) Specific 3-alkylamino-2-hydroxysuccinic acids and their salts as corrosion inhibitors for ferrous metals
JP5807697B1 (ja) 密閉冷却水系における腐食抑制方法及び密閉冷却水系用腐食抑制剤並びに腐食抑制システム
CN115667585A (zh) 采用聚马来酸盐和非硼酸盐缓冲液的闭环冷却水腐蚀抑制
JP2008249285A (ja) 開放循環式冷却水系の水処理方法及び開放循環式冷却水系用水処理剤
Bhatia Cooling water problems and solutions
US9534300B2 (en) Water soluble substituted imidazolines as corrosion inhibitors for ferrous metals
US20210040622A1 (en) Corrosion inhibitor for systems with mixed metallurgy
WO2013155036A1 (en) Method and device for preventing corrosion in hot water systems
ZA200109942B (en) Method and composition for inhibiting corrosion in aqueous systems.
US3794603A (en) Zn++-benzotriazole-h2so4 corrosioninhibitor
JP5891630B2 (ja) ボイラ水系のスケール除去方法
JP5823075B1 (ja) 孔食抑制剤組成物及び孔食抑制方法
Yang Corrosion monitoring in cooling water systems using differential flow cell technique
JP2013166092A (ja) スケール付着防止方法及びスケール付着防止剤
US20220205112A1 (en) Corrosion control of stainless steels in water systems using tin corrosion inhibitor with a hydroxycarboxylic acid
CA3112428C (en) Cleaning agent for removal of fouling deposits from metal surfaces
JP2022060087A (ja) シリカ系スケール付着防止剤及びシリカ系スケール付着防止方法
Malinović et al. Corrosion coupon testing of commercial inhibitor in simulated cooling water
JP2013166093A (ja) スケール付着防止方法及びスケール付着防止剤

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination