JP2006233287A - 腐食防止用組成物、及び、腐食防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基本的に２つの薬剤からなり、冷却水系に用いてもリンや重金属を有しないため毒性が低く、かつ、環境汚染を引き起こすおそれがなく、また、スケール生成の恐れがなく、しかも使用量が少なくても炭素鋼や鋳鉄などの鉄を主成分とする金属に対して優れた防食効果を示す腐食防止用組成物を提供することを目的とする。
【解決手段】マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを含有する腐食防止用組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は、鉄を主成分とする金属で構成された設備内を循環する水系などに添加して用いられる腐食防止用組成物、及び、腐食防止方法に関する。

空調設備用の冷却水や産業用における冷却水などは、熱交換によって温まった後に冷却塔などに送られ、空気と接触させて一部を蒸発することにより熱を放出し、冷却した後再び冷却水として循環使用されるのが普通である。このような循環水中の塩類は次第に濃縮されて高濃度となり、設備や配管内部にスケールが付着したり腐食が発生するなどの障害を引き起こすこととなる。従って、蒸発して減少した水を補給するとともに濃縮水の一部を排出して、塩類濃度の調整を行なったり、防食用の水処理薬剤を添加することが行われている。

このような冷却水系の装置には鉄を主成分とする金属で製作された機器が多く用いられており、こうした鉄系材料に対する腐食防止用組成物として、従来から亜鉛塩等の重金属塩類や、クロム酸塩、リン酸化合物などが使用されてきたが、これらは環境汚染の点からみて好ましくない。そこで近年、ある種のホスホン酸類やホスフィノカルボン酸類などが使用されるようになってきているが、これらの化合物はいずれも防食効果が充分でないため、上記の亜鉛塩やモリブデン酸塩等の重金属化合物と併用するか、或いはポリリン酸塩やケイ酸塩等のスケール生成の原因成分などと併用することにより、防食効果を補うこと（特開昭５５−１４９００号（特許文献１）、特開昭６３−２８７６００号（特許文献２））が必要とされていた。しかし、重金属化合物やリンを含むものは環境への影響が懸念され、排水の際には何らかの処理が必要となると云う問題がある。

さらに特開２０００−９６２７３公報（特許文献３）には、ポリアクリル酸またはその塩、ポリマレイン酸またはその塩、及び、カルボキシル基・スルホン基・非イオン性基を有する三元共重合体の３種の薬剤を併用する防食剤が提案されている。しかし、この場合にあっても３種の薬剤が必要である上、防食効果が低いなどの問題があった。

また、特開２００１−３２９４８６公報（特許文献４）にはアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩を単独で対象水系に添加する防食方法が提案されているが、充分な防食効果が得られないという問題があった。
特開昭５５−１４９００号公報 特開昭６３−２８７６００号公報 特開２０００−９６２７３公報 特開２００１−３２９４８６公報

本発明は、基本的に２つの薬剤からなり、冷却水系に用いてもリンや重金属を有しないため毒性が低く、かつ、環境汚染を引き起こすおそれがなく、また、スケール生成の恐れがなく、しかも使用量が少なくても炭素鋼や鋳鉄などの鉄を主成分とする金属に対して優れた防食効果を示す腐食防止用組成物を提供することを目的とする。

本発明の腐食防止用組成物は上記課題を解決するため、請求項１に記載の通り、マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを含有することを特徴とする。

本発明の腐食防止方法は、マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを処理対象水系に添加することを特徴とする。

本発明の腐食防止用組成物によれば、マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを含有し、これら成分の相乗効果によって低濃度の使用でも有効に鉄系金属材料の腐食を防止できるうえ、リン及び重金属類を含有しないので、環境汚染を引き起こす恐れがなく、装置の保守管理に関する負担が軽減される効果がある。

本発明において用いるマレイン酸重合体及び／またはその塩における重量平均分子量は高い腐食防止効果を得られるため、４００以上１００００以下であることが好ましい。

本発明で用いるマレイン酸重合体としては、腐食防止性能を損なわない範囲で、マレイン酸以外の単量体が少量、共重合されたものであっても良く、その場合も本発明に含まれる。

本発明においてはマレイン酸重合体の他に、その塩を用いても良い。塩としては特に制限はないが、通常、ナトリウム塩、カリウム塩などの金属塩、あるいは、アンモニウム塩等が用いられ、マレイン酸重合体及びその塩を単独で、または混合して用いても良い。ここで、マレイン酸重合体及び／またはその塩は水系におけるスケール防止剤であり、本発明においても高い腐食防止性能に加え、スケール防止効果が得られる。

本発明において用いるアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩における、アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては炭素数１〜８のアルキル基から選ばれるが、ここで、メチル基、エチル基、プロピル基あるいはブチル基から選ばれるアルキル基であると高い腐食防止性能が得られるので好ましい。また、本発明におけるアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体は複数種のアルキルエステルとアクリル酸との多元重合体であっても良い。

本発明で用いるアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体におけるアクリル酸ユニットとアクリル酸アルキルエステルユニットとのモノマー存在ユニット比率としてはアクリル酸ユニット及び／またはアクリル酸塩ユニットが５０重量％以上９０重量％以下、アクリル酸アルキルユニットが１０重量％以上５０重量％以下の範囲であることが高い腐食防止効果が得られる点で好ましい。

このようなアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体のアクリル酸由来のカルボキシル基はそのままであっても良く、また全量が塩となっていても良く、あるいは、一部のカルボキシル基が塩となっていても良い。塩としては特に制限はないが、通常、ナトリウム塩、カリウム塩などの金属塩、あるいは、アンモニウム塩等が用いられ、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及びその塩を単独で、または混合して用いても良い。

本発明において用いるアクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩における重量平均分子量は高い腐食防止効果が得られるため、１０００以上２００００以下であることが好ましい。

上記のようなマレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とは、重量比で１：１０〜１０：１となるように対象水系に添加することにより高い効果が得られるため好ましい。さらに好ましい範囲は１：４〜４：１である。

水と接触する機器の材質にもよるが、マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とは対象水系での濃度が合計で１ｍｇ／Ｌ以上、また１０００ｍｇ／Ｌ以下となるように添加することが好ましく、より好ましい添加量は、１０ｍｇ／Ｌ以上、また１００ｍｇ／Ｌ以下である。

これらはそのまま適切な濃度となるように対象水系に添加しても良く、場合により予め水などの溶剤に溶解した液剤として、必要時にその溶液を対象水系に添加しても良い。

本発明の腐食防止用組成物は、前記の有効成分の他、例えば亜硝酸、リン酸、珪酸、モリブデン酸、タングステン酸、アルミン酸、硼酸、オキシ酸、アミノ酸、脂肪族有機酸、芳香族カルボン酸、リグニンスルホン酸、或いはこれらの塩などや、タンニン、リグニン、亜鉛塩、トリルトリアゾール、ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール等のアゾール類などの金属防食剤が含有されていてもよい。

さらに、本発明の腐食防止用組成物を使用するに当たっては、例えば本発明に含まれないアクリル酸系重合体、リン酸系重合体、イタコン酸系重合体、イソブチレン系重合体、あるいはこれらの水溶性塩などのスケール防止剤、例えば５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン等のイソチアゾロン系化合物、例えばグルタルアルデヒド、フタルアルデヒド等のアルデヒド類、例えば過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、ハロゲン化イソシアヌル酸、ハロゲン化ヒダントイン等の酸化性物質、更にジチオール系化合物、メチレンビスチオシアネート等のチオシアネート系化合物、ジブロモニトリロプロピオンアミド、２−ブロモ−２−ニトロプロパン−１，３−ジオール等の有機臭素系化合物、ヨーネンポリマー、四級アンモニウム塩系化合物、ピリジニウム塩系化合物などのスライム防止剤、例えばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン系化合物、例えばニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸等のアミノカルボン酸系化合物、例えばグルコン酸、クエン酸、シュウ酸、ギ酸、酒石酸、フィチン酸、琥珀酸、乳酸等の有機カルボン酸など、各種の水処理剤を併用することができ、場合によっては予め本発明の腐食防止用組成物にこれらの水処理剤を配合したものを用いてもよい。

以下に本発明の腐食防止用組成物の実施例について具体的に説明する。
表１に示す水質を有する試験用水（つくば市水）と、表２に示す薬剤Ａ〜Ｃとを用意した。

開放容器に入れた試験用水１０００ｍＬに、これらの薬剤をそれぞれ表３に示す濃度（ｍｇ／Ｌ）となるよう添加し、その中に２０ｍｍ×６０ｍｍ×２ｍｍの大きさの研磨鋼板（ＳＰＣＣ−ＳＢ）を浸漬して、３００ｒｐｍで攪拌しながら３５℃で３日間の腐食試験を行った。３日後に鋼板の腐食減量を測定して腐食度（ｍｇ／ｄｍ^２／日（ｍｄｄ））を算出し、その結果を表３に併せて示した。

表３の結果から、マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを含有する本発明に係る腐食防止用組成物が、その他の単独添加あるいは組み合わせ添加と比べて、遙かに高い、鉄を主成分とする金属に対する防食性を有することがわかる。

本発明は鉄を主成分とする金属で構成された設備内を循環する水系などに添加して用いられる腐食防止用組成物、及び、腐食防止方法であり、基本的に２成分系であり、リンや重金属を有しないため毒性が低いので冷却水系にも好適に用いることができ、かつ、環境汚染を引き起こすおそれがなく、また、スケール生成の恐れがなく、しかも使用量が少なくても炭素鋼や鋳鉄などの鉄を主成分とする金属に対して優れた防食効果を示す腐食防止用組成物で、かつ、低濃度での添加であっても高い腐食防止性能が得られる。

Claims (2)

1. マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを含有することを特徴とする腐食防止用組成物。
2. マレイン酸重合体及び／またはその塩と、アクリル酸とアクリル酸アルキルエステルとの共重合体及び／またはその塩とを処理対象水系に添加することを特徴とする腐食防止方法。