JP2009028618A - Scale inhibitor and (meth)acrylic polymer - Google Patents

Scale inhibitor and (meth)acrylic polymer Download PDF

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Masato Nakano
真人 中野
Koji Yonehara
宏司 米原
Junro Yoneda
淳郎 米田
Akiko Henmi
暁子 逸見
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Nippon Shokubai Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scale inhibitor extremely excellent in scale inhibiting ability against calcium phosphate and a (meth)acrylic polymer useful for the scale inhibitor. <P>SOLUTION: The scale inhibitor contains the (meth)acrylic polymer having a constituent unit (a) derived from a (meth)acrylic monomer (A) having a specific structure, a constituent unit (b) derived from a sulfonic monomer (B) having a specific structure, and a constituent unit (c) derived from a (meth)acrylic monomer (C) having another specific structure. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、スケール防止剤および(メタ)アクリル酸系重合体に関する。詳細には、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等のスケールの防止効果に極めて優れたスケール防止剤、および、そのようなスケール防止剤に有用な(メタ)アクリル酸系重合体に関する。   The present invention relates to a scale inhibitor and a (meth) acrylic acid polymer. Specifically, the present invention relates to a scale inhibitor such as calcium carbonate and calcium phosphate that is extremely excellent in scale prevention effects, and a (meth) acrylic acid polymer useful for such a scale inhibitor.

冷却水系やボイラー水系、海水淡水化装置、パルプ溶解釜、黒液濃縮釜等では、内壁に、炭酸カルシウム、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、水酸化亜鉛、ケイ酸マグネシウム等の析出物(スケール)が付着し、熱効率の低下や局部腐食等を生じることがある。   In cooling water systems, boiler water systems, seawater desalination equipment, pulp dissolving kettles, black liquor concentration kettles, etc., deposits (scales) such as calcium carbonate, zinc phosphate, calcium phosphate, zinc hydroxide, magnesium silicate adhere to the inner wall. However, it may cause a decrease in thermal efficiency and local corrosion.

上記のようなスケールを効果的に防止するために、(メタ)アクリル酸系重合体を用いたスケール防止剤が提案されている(特許文献1〜3)。   In order to effectively prevent the above scale, a scale inhibitor using a (meth) acrylic acid polymer has been proposed (Patent Documents 1 to 3).

しかし、これまでに提案されている(メタ)アクリル酸系重合体を用いたスケール防止剤においては、リン酸カルシウムに対するスケール防止能は十分ではなかった。
特開2001−087794号公報 特開2002−003535号公報 特開2007−038120号公報
However, the scale preventive agent using the (meth) acrylic acid-based polymer proposed so far has not been sufficient in scale preventive ability for calcium phosphate.
JP 2001-087794 A JP 2002-003535 A JP 2007-038120 A

本発明の目的は、リン酸カルシウムに対するスケール防止能が極めて優れたスケール防止剤、および、そのようなスケール防止剤に有用な(メタ)アクリル酸系重合体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a scale inhibitor having an excellent ability to prevent scale against calcium phosphate, and a (meth) acrylic acid polymer useful for such a scale inhibitor.

本発明のスケール防止剤は、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)と、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)と、式(3)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(C)由来の構成単位(c)とを有する(メタ)アクリル酸系重合体を含む。

Figure 2009028618
(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(2)中、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表し、pは0または1を表し、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表し、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(3)中、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、またはヒドロキシエチル基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Rが水素原子またはメチル基の場合にはRは水素原子ではない。) The scale inhibitor of the present invention includes a structural unit (a) derived from the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1), and a sulfonic acid based monomer represented by the formula (2). (Meth) acrylic acid-based heavy having the structural unit (b) derived from the body (B) and the structural unit (c) derived from the (meth) acrylic acid monomer (C) represented by the formula (3) Includes coalescence.
Figure 2009028618
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (2), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, p represents 0 or 1, and R 5 represents —CH 2 —, —CH 2. -CH 2 -, - CH 2 -O -CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 -, or -CO-NH-C (CH 3 ) 2 - , Y represents the -SO 3 X or represents -CHR 6 -CH 2 R 7, R 6, R 7 are the same or different and each represents -OH or -SO 3 X, at least one of R 6 and R 7 is -SO 3 X, X Represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In Formula (3), R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or a hydroxyethyl group, R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 8 represents a hydrogen atom or In the case of a methyl group, R 9 is not a hydrogen atom.)

好ましい実施形態においては、上記式(2)において、pが1であり、Rが−CH−O−CH−である。 In a preferred embodiment, in the above formula (2), p is 1 and R 5 is —CH 2 —O—CH 2 —.

好ましい実施形態においては、上記式(2)において、Yが−CH(OH)−CH−SOXである。 In a preferred embodiment, in the formula (2), Y is -CH (OH) -CH 2 -SO 3 X.

好ましい実施形態においては、上記式(3)において、Rが炭素数1〜20のアルキル基である。 In a preferred embodiment, in the above formula (3), R 9 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

本発明の別の局面によれば、(メタ)アクリル酸系重合体が提供される。本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)と、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)と、式(4)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(D)由来の構成単位(d)とを有する。

Figure 2009028618
(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(2)中、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表し、pは0または1を表し、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表し、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(4)中、mは0、1、または2であり、R10は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表す。) According to another aspect of the present invention, a (meth) acrylic acid polymer is provided. The (meth) acrylic acid polymer of the present invention is represented by the structural unit (a) derived from the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1) and the formula (2). It has the structural unit (b) derived from the sulfonic acid monomer (B) and the structural unit (d) derived from the (meth) acrylic acid monomer (D) represented by the formula (4).
Figure 2009028618
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (2), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, p represents 0 or 1, and R 5 represents —CH 2 —, —CH 2. -CH 2 -, - CH 2 -O -CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 -, or -CO-NH-C (CH 3 ) 2 - , Y represents the -SO 3 X or represents -CHR 6 -CH 2 R 7, R 6, R 7 are the same or different and each represents -OH or -SO 3 X, at least one of R 6 and R 7 is -SO 3 X, X Represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (4), m is 0, 1 or 2,, R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)

好ましい実施形態においては、上記式(2)において、pが1であり、Rが−CH−O−CH−である。 In a preferred embodiment, in the above formula (2), p is 1 and R 5 is —CH 2 —O—CH 2 —.

好ましい実施形態においては、上記式(2)において、Yが−CH(OH)−CH−SOXである。 In a preferred embodiment, in the formula (2), Y is -CH (OH) -CH 2 -SO 3 X.

好ましい実施形態においては、上記式(4)において、R10が炭素数1〜20のアルキル基である。 In a preferred embodiment, in the above formula (4), R 10 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

本発明によれば、リン酸カルシウムに対するスケール防止能が極めて優れたスケール防止剤、および、そのようなスケール防止剤に有用な(メタ)アクリル酸系重合体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the scale inhibitor which was extremely excellent in the scale prevention ability with respect to calcium phosphate, and the (meth) acrylic-acid type polymer useful for such a scale inhibitor can be provided.

〔スケール防止剤〕
本発明のスケール防止剤は、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)と、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)と、式(3)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(C)由来の構成単位(c)とを有する(メタ)アクリル酸系重合体を含む。

Figure 2009028618
(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(2)中、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表し、pは0または1を表し、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表し、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(3)中、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、またはヒドロキシエチル基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Rが水素原子またはメチル基の場合にはRは水素原子ではない。) [Scale inhibitor]
The scale inhibitor of the present invention includes a structural unit (a) derived from the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1), and a sulfonic acid based monomer represented by the formula (2). (Meth) acrylic acid-based heavy having the structural unit (b) derived from the body (B) and the structural unit (c) derived from the (meth) acrylic acid monomer (C) represented by the formula (3) Includes coalescence.
Figure 2009028618
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (2), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, p represents 0 or 1, and R 5 represents —CH 2 —, —CH 2. -CH 2 -, - CH 2 -O -CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 -, or -CO-NH-C (CH 3 ) 2 - , Y represents the -SO 3 X or represents -CHR 6 -CH 2 R 7, R 6, R 7 are the same or different and each represents -OH or -SO 3 X, at least one of R 6 and R 7 is -SO 3 X, X Represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (3), R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group,, R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 8 is a hydrogen atom or In the case of a methyl group, R 9 is not a hydrogen atom.)

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。   The structural unit (a) derived from the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1) in the (meth) acrylic acid polymer may be present alone. It is good, and two or more kinds may coexist.

上記構成単位(a)は、式(5)で表されるように、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)において不飽和二重結合が重合反応によって開いて単結合となった形態である。

Figure 2009028618
In the structural unit (a), as represented by the formula (5), an unsaturated double bond is opened by a polymerization reaction in the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1). This is a single bond.
Figure 2009028618

上記式(1)、式(5)において、Rは水素原子またはメチル基を表す。 In the above formulas (1) and (5), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(1)、式(5)において、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。上記金属原子としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;アルミニウム;鉄;などが挙げられる。Xは、好ましくは、水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基であり、より好ましくは、水素原子、ナトリウム、カリウムであり、さらに好ましくは、水素原子、ナトリウムである。   In the above formulas (1) and (5), X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group. Examples of the metal atom include alkali metals such as sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium and calcium; aluminum; iron; X is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, or an ammonium group, more preferably a hydrogen atom, sodium, or potassium, and still more preferably a hydrogen atom or sodium.

上記式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)の具体例としては、例えば、アクリル酸およびその塩、メタクリル酸およびその塩などが挙げられる。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、アクリル酸およびその塩であり、より好ましくは、アクリル酸およびそのナトリウム塩である。   Specific examples of the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the above formula (1) include acrylic acid and its salt, methacrylic acid and its salt, and the like. In order to more fully exhibit the effects of the present invention, acrylic acid and its salt are preferable, and acrylic acid and its sodium salt are more preferable.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(c)の合計に対する、上記構成単位(a)の含有割合は、好ましくは60〜95モル%、より好ましくは75〜90モル%である。上記含有割合が60モル%未満であると、スケール防止剤としたときに特に炭酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。上記含有割合が95モル%を超えると、スケール防止剤としたときに特にリン酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The content ratio of the structural unit (a) to the total of the structural unit (a), the structural unit (b) and the structural unit (c) in the (meth) acrylic acid polymer is preferably 60 to 95 mol. %, More preferably 75 to 90 mol%. When the content ratio is less than 60 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium carbonate cannot be fully exhibited when the scale inhibitor is used. When the content ratio exceeds 95 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium phosphate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。   The structural unit (b) derived from the sulfonic acid monomer (B) represented by the formula (2) in the (meth) acrylic acid polymer may be present alone, Two or more types may coexist.

上記構成単位(b)は、式(6)で表されるように、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)において不飽和二重結合が重合反応によって開いて単結合となった形態である。

Figure 2009028618
The structural unit (b), as represented by the formula (6), is a single bond in which an unsaturated double bond is opened by a polymerization reaction in the sulfonic acid monomer (B) represented by the formula (2). This is the form.
Figure 2009028618

上記式(2)、式(6)において、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表す。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、R、R、Rの全てが水素原子、または、RとRが水素原子でRがメチル基であり、より好ましくは、R、R、Rの全てが水素原子である。 In the above formulas (2) and (6), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and represent a hydrogen atom or a methyl group. In order to achieve the effect of the present invention more fully, preferably, all of R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms, or R 2 and R 3 are hydrogen atoms and R 4 is a methyl group, More preferably, all of R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms.

上記式(2)、式(6)において、pは0または1を表す。pが1の場合、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表す。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、pが1であり、Rが−CH−、−CH−CH−、または−CH−O−CH−であり、より好ましくは、pが1であり、Rが−CH−O−CH−である。 In the above formulas (2) and (6), p represents 0 or 1. when p is 1, R 5 is, -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -O-CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 - or -CO-NH, -C (CH 3) 2 - represents a. In order to exhibit the effect of the present invention more fully, preferably, p is 1, and R 5 is —CH 2 —, —CH 2 —CH 2 —, or —CH 2 —O—CH 2 —. Yes, more preferably, p is 1 and R 5 is —CH 2 —O—CH 2 —.

上記式(2)、式(6)において、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。上記金属原子としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;アルミニウム;鉄;などが挙げられる。Xは、好ましくは、水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基であり、より好ましくは、水素原子、ナトリウム、カリウムであり、さらに好ましくは、水素原子、ナトリウムである。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、Yが−CH(OH)−CH−SOXである。 In the above formulas (2) and (6), Y represents —SO 3 X or —CHR 6 —CH 2 R 7 , and R 6 and R 7 are the same or different and represent —OH or —SO 3 X. And at least one of R 6 and R 7 is —SO 3 X, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group. Examples of the metal atom include alkali metals such as sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium and calcium; aluminum; iron; X is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, or an ammonium group, more preferably a hydrogen atom, sodium, or potassium, and still more preferably a hydrogen atom or sodium. Y is preferably —CH (OH) —CH 2 —SO 3 X in order to more fully exhibit the effects of the present invention.

上記式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)の具体例としては、例えば、ビニルスルホン酸およびその塩、(メタ)アリルスルホン酸およびその塩、3−(メタ)アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩、3−(メタ)アリルオキシ−1−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩、2−(メタ)アリルオキシエチレンスルホン酸およびその塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびその塩などが挙げられる。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、(メタ)アリルスルホン酸およびその塩、3−(メタ)アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩であり、より好ましくは、3−(メタ)アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩であり、さらに好ましくは、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩である。   Specific examples of the sulfonic acid monomer (B) represented by the above formula (2) include, for example, vinyl sulfonic acid and its salt, (meth) allyl sulfonic acid and its salt, 3- (meth) allyloxy- 2-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, 3- (meth) allyloxy-1-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, 2- (meth) allyloxyethylenesulfonic acid and its salt, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfone Examples include acids and salts thereof. In order to achieve the effect of the present invention more sufficiently, (meth) allylsulfonic acid and its salt, 3- (meth) allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, more preferably 3- (Meth) allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, more preferably 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its sodium salt.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(c)の合計に対する、上記構成単位(b)の含有割合は、好ましくは5〜40モル%、より好ましくは10〜25モル%である。上記含有割合が5モル%未満であると、スケール防止剤としたときに特にリン酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。上記含有割合が40モル%を超えると、スケール防止剤としたときに特に炭酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The content ratio of the structural unit (b) to the total of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (c) in the (meth) acrylic acid polymer is preferably 5 to 40 mol. %, More preferably 10 to 25 mol%. When the content ratio is less than 5 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium phosphate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used. When the content ratio exceeds 40 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium carbonate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における、式(3)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(C)由来の構成単位(c)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。   The structural unit (c) derived from the (meth) acrylic acid monomer (C) represented by the formula (3) in the (meth) acrylic acid polymer may be present alone. It is good, and two or more kinds may coexist.

上記構成単位(c)は、式(7)で表されるように、式(3)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(C)において不飽和二重結合が重合反応によって開いて単結合となった形態である。

Figure 2009028618
In the structural unit (c), as represented by the formula (7), an unsaturated double bond is opened by a polymerization reaction in the (meth) acrylic acid monomer (C) represented by the formula (3). This is a single bond.
Figure 2009028618

上記式(3)、式(7)において、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、またはヒドロキシエチル基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Rが水素原子またはメチル基の場合にはRは水素原子ではない。Rは、好ましくは炭素数1〜20のアルキル基である。 In the above formulas (3) and (7), R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or a hydroxyethyl group, R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R When 8 is a hydrogen atom or a methyl group, R 9 is not a hydrogen atom. R 9 is preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

上記炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、Rは、好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数1〜5のアルキル基であり、さらに好ましくは、炭素数3のアルキル基であり、特に好ましくは、n−ブチル基である。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, and isopentyl. Group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. In order to more fully exhibit the effects of the present invention, R 9 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and still more preferably. , An alkyl group having 3 carbon atoms, particularly preferably an n-butyl group.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(c)の合計に対する、上記構成単位(c)の含有割合は、好ましくは2〜20モル%、より好ましくは4〜15モル%である。上記含有割合が2モル%未満であると、スケール防止剤としたときに特にリン酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。上記含有割合が20モル%を超えると、スケール防止剤としたときに特に炭酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The content ratio of the structural unit (c) to the total of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (c) in the (meth) acrylic acid polymer is preferably 2 to 20 mol. %, More preferably 4 to 15 mol%. When the content ratio is less than 2 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability particularly for calcium phosphate cannot be sufficiently expressed when the scale inhibitor is used. When the content ratio exceeds 20 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability with respect to calcium carbonate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体の全構成単位中における、上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(c)の合計の含有割合は、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上である。上記含有割合が80モル%未満であると、スケール防止剤としたときにスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The total content of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (c) in all the structural units of the (meth) acrylic acid polymer is preferably 80 mol% or more, more preferably. Is 90 mol% or more. When the content ratio is less than 80 mol%, there is a possibility that the scale preventive ability cannot be sufficiently expressed when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系単量体(C)の一部をスチレンに代えて用いることも可能である。しかし、その場合、スチレンを併用しない場合に比べて、リン酸カルシウムに対するスケール防止能が低下するおそれがある。従って、本発明のように(メタ)アクリル酸系単量体(C)を上記好ましい範囲で用いることが好ましい。   It is also possible to use a part of the (meth) acrylic acid monomer (C) in place of styrene. However, in that case, there is a possibility that the ability to prevent scale against calcium phosphate may be reduced as compared with the case where styrene is not used in combination. Therefore, it is preferable to use the (meth) acrylic acid monomer (C) in the preferred range as in the present invention.

上記(メタ)アクリル酸系重合体は、上記構成単位(a)、構成単位(b)、および構成単位(c)以外に、他の単量体(E)由来の構成単位(e)を有していても良い。他の単量体(E)由来の構成単位(e)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。他の単量体(E)としては、上記単量体(A)、単量体(B)、および単量体(C)と共重合可能な単量体であれば、任意の適切な単量体を採用し得る。   The (meth) acrylic acid polymer has a structural unit (e) derived from another monomer (E) in addition to the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (c). You may do it. As for the structural unit (e) derived from the other monomer (E), only one type may be present, or two or more types may be present together. The other monomer (E) may be any suitable monomer as long as it is a monomer copolymerizable with the monomer (A), monomer (B), and monomer (C). A mer may be employed.

上記(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量は、好ましくは、2000〜100000、より好ましくは、3000〜80000、さらに好ましくは4000〜60000である。上記(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量が上記範囲内にあると、本発明の効果が一層十分に発現され得る。   The weight average molecular weight of the (meth) acrylic acid polymer is preferably 2000 to 100,000, more preferably 3000 to 80000, and still more preferably 4000 to 60000. When the weight average molecular weight of the (meth) acrylic acid polymer is within the above range, the effects of the present invention can be more sufficiently exhibited.

上記(メタ)アクリル酸系重合体は、任意の適切な方法で製造し得る。例えば、上記単量体(A)、単量体(B)、および単量体(C)を含む単量体成分を重合することにより製造し得る。   The (meth) acrylic acid polymer can be produced by any appropriate method. For example, it can be produced by polymerizing monomer components including the monomer (A), the monomer (B), and the monomer (C).

上記重合方法としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、溶液重合、バルク重合、懸濁重合、乳化重合などが挙げられる。   Any appropriate method can be adopted as the polymerization method. For example, solution polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like can be mentioned.

上記重合の際に溶媒を用い得る溶媒としては、任意の適切な方法を採用し得る。例えば、水、イソプロピルアルコール等の炭素数1〜4の低級アルコールなどが挙げられる。溶媒は、1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。   Arbitrary appropriate methods can be employ | adopted as a solvent which can use a solvent in the said superposition | polymerization. For example, C1-C4 lower alcohols, such as water and isopropyl alcohol, etc. are mentioned. Only 1 type may be used for a solvent and it may use 2 or more types together.

上記重合の際には、任意の適切な重合開始剤を用い得る。重合開始剤は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。上記重合開始剤としては、例えば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2−アゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド〕等のアゾ化合物;過酸化水素;t−ブチルヒドロキシパーオキシド等の過酸化物;などが挙げられる。これらの中でも、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が好ましい。重合率が向上し、残存単量体量を低減できるからである。重合開始剤の使用量は、例えば、全単量体に対して、0.001〜10重量%である。   Any appropriate polymerization initiator can be used in the polymerization. Only one polymerization initiator may be used, or two or more polymerization initiators may be used in combination. Examples of the polymerization initiator include persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; 2,2-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 2,2-azobis [2-methyl-N -(2-hydroxyethyl) -propionamide] and the like; hydrogen peroxide; peroxides such as t-butylhydroxyperoxide; and the like. Among these, persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate are preferable. This is because the polymerization rate is improved and the amount of residual monomer can be reduced. The usage-amount of a polymerization initiator is 0.001 to 10 weight% with respect to all the monomers, for example.

上記重合の際には、亜硫酸塩を用いても良い。亜硫酸塩としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸アンモニウムなどが挙げられる。これらの中でも、亜硫酸水素ナトリウムが好ましい。亜硫酸塩は、連鎖移動剤として作用し得る。亜硫酸塩は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。   In the polymerization, sulfite may be used. Examples of the sulfite include sodium hydrogen sulfite, potassium hydrogen sulfite, ammonium hydrogen sulfite, sodium sulfite, potassium sulfite, and ammonium sulfite. Among these, sodium bisulfite is preferable. Sulfite can act as a chain transfer agent. Only one sulfite may be used, or two or more sulfites may be used in combination.

上記重合の際には、重合助剤を用いても良い。重合助剤としては、例えば、鉄、モール塩(硫酸第1鉄アンモニウム6水和物)等の遷移金属化合物;メルカプトエタノール、メルカプトプロピオン酸等のメルカプト化合物;アスコルビン酸塩;などが挙げられる。重合助剤は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。   In the polymerization, a polymerization aid may be used. Examples of the polymerization aid include transition metal compounds such as iron and moor salts (ferrous ammonium sulfate hexahydrate); mercapto compounds such as mercaptoethanol and mercaptopropionic acid; ascorbate. Only one type of polymerization aid may be used, or two or more types may be used in combination.

上記重合の際の重合反応温度は、任意の適切な温度を採用し得る。例えば、50〜150℃が好ましく、70〜120℃がより好ましく、80〜110℃がさらに好ましい。   Arbitrary appropriate temperature can be employ | adopted for the polymerization reaction temperature in the case of the said superposition | polymerization. For example, 50-150 degreeC is preferable, 70-120 degreeC is more preferable, and 80-110 degreeC is further more preferable.

上記重合の際、原料や各種添加剤(重合開始剤まど)は、それぞれ、任意の適切な方法で添加すれば良い。例えば、連続添加でも良いし、分割添加でも良い。添加時間は、任意の適切な時間を設定すれば良い。例えば、30〜480分とすることが好ましい。   In the above polymerization, the raw materials and various additives (polymerization initiators) may be added by any appropriate method. For example, continuous addition or divided addition may be used. Any appropriate time may be set as the addition time. For example, it is preferably 30 to 480 minutes.

上記重合が終了した時点において、重合反応系における固形分濃度は、好ましくは30重量%以上、より好ましくは35重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上である。   When the polymerization is completed, the solid content concentration in the polymerization reaction system is preferably 30% by weight or more, more preferably 35% by weight or more, and further preferably 40% by weight or more.

上記重合で得られる(メタ)アクリル酸系重合体は、必要に応じて、さらにアルカリ性物質で中和しても良い。上記アルカリ性物質としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、塩化物、炭酸塩;アンモニア;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン;などが挙げられる。上記アルカリ性物質は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。   The (meth) acrylic acid polymer obtained by the above polymerization may be further neutralized with an alkaline substance as necessary. Examples of the alkaline substance include hydroxides, chlorides and carbonates of alkali metals such as sodium and potassium; hydroxides, chlorides and carbonates of alkaline earth metals such as calcium and magnesium; ammonia; monoethanol And organic amines such as amine, diethanolamine, and triethanolamine. The alkaline substance may be used alone or in combination of two or more.

本発明のスケール防止剤は、上記(メタ)アクリル酸系重合体を含む。すなわち、本発明のスケール防止剤は、上記(メタ)アクリル酸系重合体単独からなるものであっても良いし、上記(メタ)アクリル酸系重合体と他の添加剤とを含むものであっても良い。上記他の添加剤としては、任意の適切な添加剤を採用し得る。例えば、リン系化合物、ポリアクリル酸および/またはその塩、ポリマレイン酸および/またはその塩、アクリル酸系共重合体、スチレン/マレイン酸系共重合体等のポリカルボン酸系重合体;他のスケール防止剤;スライム防止剤;キレート剤;脱酸素剤;などが挙げられる。上記他の添加剤は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。   The scale inhibitor of the present invention contains the (meth) acrylic acid polymer. That is, the scale inhibitor of the present invention may be composed of the (meth) acrylic acid polymer alone or contains the (meth) acrylic acid polymer and other additives. May be. Arbitrary appropriate additives can be employ | adopted as said other additive. For example, polycarboxylic acid polymers such as phosphorus compounds, polyacrylic acid and / or salts thereof, polymaleic acid and / or salts thereof, acrylic acid copolymers and styrene / maleic acid copolymers; other scales An inhibitor; a slime inhibitor; a chelating agent; an oxygen scavenger; One of the other additives may be used, or two or more may be used in combination.

本発明のスケール防止剤は、冷却水系、ボイラー水系等の水系の水に対して、任意の適切な量を添加して用いることができる。好ましくは、水に対して、0.1〜100ppmであり、より好ましくは、水に対して、1〜50ppmである。   The scale inhibitor of the present invention can be used by adding any appropriate amount to water of water such as cooling water and boiler water. Preferably, it is 0.1-100 ppm with respect to water, More preferably, it is 1-50 ppm with respect to water.

本発明のスケール防止剤は、例えば、冷却水系、ボイラー水系等の水系に、そのまま添加すれば良い。また、本発明のスケール防止剤を水系に添加する際には、リン酸系化合物および/または亜鉛塩を併せて添加しても良い。リン酸系化合物および/または亜鉛塩を併せて添加することにより、水系の流路として用い得る鉄の配管の腐食を防ぐことができる。リン酸系化合物としては、例えば、重合リン酸および/またはその塩、リン酸および/またはその塩、ホスホン酸および/またはその塩などが挙げられる。亜鉛塩としては、例えば、硝酸亜鉛、塩化亜鉛などが挙げられる。添加し得るリン酸系化合物や亜鉛塩は、1種のみを用いても良いし、2種以上を併用しても良い。   The scale inhibitor of the present invention may be added to a water system such as a cooling water system or a boiler water system as it is. Further, when adding the scale inhibitor of the present invention to an aqueous system, a phosphate compound and / or a zinc salt may be added together. By adding a phosphate compound and / or a zinc salt together, corrosion of iron piping that can be used as an aqueous flow path can be prevented. Examples of the phosphoric acid compound include polymerized phosphoric acid and / or a salt thereof, phosphoric acid and / or a salt thereof, phosphonic acid and / or a salt thereof, and the like. Examples of the zinc salt include zinc nitrate and zinc chloride. Only 1 type may be used for the phosphoric acid type compound and zinc salt which can be added, and 2 or more types may be used together.

本発明のスケール防止剤は、上記のような特定の(メタ)アクリル酸系重合体を含んでいるので、リン酸カルシウムに対するスケール防止能が極めて優れている。また、炭酸カルシウム等のその他のスケールに対するスケール防止能についても優れている。   Since the scale preventive agent of the present invention contains the specific (meth) acrylic acid polymer as described above, the scale preventive ability for calcium phosphate is extremely excellent. Moreover, it is excellent also in the scale prevention ability with respect to other scales, such as a calcium carbonate.

〔(メタ)アクリル酸系重合体〕
本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)と、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)と、式(4)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(D)由来の構成単位(d)とを有する。

Figure 2009028618
(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(2)中、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表し、pは0または1を表し、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表し、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(4)中、mは0、1、または2であり、R10は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表す。) [(Meth) acrylic acid polymer]
The (meth) acrylic acid polymer of the present invention is represented by the structural unit (a) derived from the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1) and the formula (2). It has the structural unit (b) derived from the sulfonic acid monomer (B) and the structural unit (d) derived from the (meth) acrylic acid monomer (D) represented by the formula (4).
Figure 2009028618
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (2), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, p represents 0 or 1, and R 5 represents —CH 2 —, —CH 2. -CH 2 -, - CH 2 -O -CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 -, or -CO-NH-C (CH 3 ) 2 - , Y represents the -SO 3 X or represents -CHR 6 -CH 2 R 7, R 6, R 7 are the same or different and each represents -OH or -SO 3 X, at least one of R 6 and R 7 is -SO 3 X, X Represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (4), m is 0, 1 or 2,, R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。   The structural unit (a) derived from the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1) in the (meth) acrylic acid polymer may be present alone. It is good, and two or more kinds may coexist.

上記構成単位(a)は、式(5)で表されるように、式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)において不飽和二重結合が重合反応によって開いて単結合となった形態である。

Figure 2009028618
In the structural unit (a), as represented by the formula (5), an unsaturated double bond is opened by a polymerization reaction in the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the formula (1). This is a single bond.
Figure 2009028618

上記式(1)、式(5)において、Rは水素原子またはメチル基を表す。 In the above formulas (1) and (5), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group.

上記式(1)、式(5)において、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。上記金属原子としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;アルミニウム;鉄;などが挙げられる。Xは、好ましくは、水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基であり、より好ましくは、水素原子、ナトリウム、カリウムであり、さらに好ましくは、水素原子、ナトリウムである。   In the above formulas (1) and (5), X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group. Examples of the metal atom include alkali metals such as sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium and calcium; aluminum; iron; X is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, or an ammonium group, more preferably a hydrogen atom, sodium, or potassium, and still more preferably a hydrogen atom or sodium.

上記式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)の具体例としては、例えば、アクリル酸およびその塩、メタクリル酸およびその塩などが挙げられる。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、アクリル酸およびその塩であり、より好ましくは、アクリル酸およびそのナトリウム塩である。   Specific examples of the (meth) acrylic acid monomer (A) represented by the above formula (1) include acrylic acid and its salt, methacrylic acid and its salt, and the like. In order to more fully exhibit the effects of the present invention, acrylic acid and its salt are preferable, and acrylic acid and its sodium salt are more preferable.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(d)の合計に対する、上記構成単位(a)の含有割合は、好ましくは60〜95モル%、より好ましくは75〜90モル%である。上記含有割合が60モル%未満であると、スケール防止剤としたときに特に炭酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。上記含有割合が95モル%を超えると、スケール防止剤としたときに特にリン酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The content ratio of the structural unit (a) to the total of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (d) in the (meth) acrylic acid polymer is preferably 60 to 95 mol. %, More preferably 75 to 90 mol%. When the content ratio is less than 60 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium carbonate cannot be fully exhibited when the scale inhibitor is used. When the content ratio exceeds 95 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium phosphate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。   The structural unit (b) derived from the sulfonic acid monomer (B) represented by the formula (2) in the (meth) acrylic acid polymer may be present alone, Two or more types may coexist.

上記構成単位(b)は、式(6)で表されるように、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)において不飽和二重結合が重合反応によって開いて単結合となった形態である。

Figure 2009028618
The structural unit (b), as represented by the formula (6), is a single bond in which an unsaturated double bond is opened by a polymerization reaction in the sulfonic acid monomer (B) represented by the formula (2). This is the form.
Figure 2009028618

上記式(2)、式(6)において、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表す。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、R、R、Rの全てが水素原子、または、RとRが水素原子でRがメチル基であり、より好ましくは、R、R、Rの全てが水素原子である。 In the above formulas (2) and (6), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and represent a hydrogen atom or a methyl group. In order to achieve the effect of the present invention more fully, preferably, all of R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms, or R 2 and R 3 are hydrogen atoms and R 4 is a methyl group, More preferably, all of R 2 , R 3 and R 4 are hydrogen atoms.

上記式(2)、式(6)において、pは0または1を表す。pが1の場合、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表す。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、pが1であり、Rが−CH−、−CH−CH−、または−CH−O−CH−であり、より好ましくは、pが1であり、Rが−CH−O−CH−である。 In the above formulas (2) and (6), p represents 0 or 1. when p is 1, R 5 is, -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -O-CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 - or -CO-NH, -C (CH 3) 2 - represents a. In order to exhibit the effect of the present invention more fully, preferably, p is 1, and R 5 is —CH 2 —, —CH 2 —CH 2 —, or —CH 2 —O—CH 2 —. Yes, more preferably, p is 1 and R 5 is —CH 2 —O—CH 2 —.

上記式(2)、式(6)において、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。上記金属原子としては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;アルミニウム;鉄;などが挙げられる。Xは、好ましくは、水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム基であり、より好ましくは、水素原子、ナトリウム、カリウムであり、さらに好ましくは、水素原子、ナトリウムである。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、Yが−CH(OH)−CH−SOXである。 In the above formulas (2) and (6), Y represents —SO 3 X or —CHR 6 —CH 2 R 7 , and R 6 and R 7 are the same or different and represent —OH or —SO 3 X. And at least one of R 6 and R 7 is —SO 3 X, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group. Examples of the metal atom include alkali metals such as sodium and potassium; alkaline earth metals such as magnesium and calcium; aluminum; iron; X is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, or an ammonium group, more preferably a hydrogen atom, sodium, or potassium, and still more preferably a hydrogen atom or sodium. Y is preferably —CH (OH) —CH 2 —SO 3 X in order to more fully exhibit the effects of the present invention.

上記式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)の具体例としては、例えば、ビニルスルホン酸およびその塩、(メタ)アリルスルホン酸およびその塩、3−(メタ)アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩、3−(メタ)アリルオキシ−1−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩、2−(メタ)アリルオキシエチレンスルホン酸およびその塩、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸およびその塩などが挙げられる。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、好ましくは、(メタ)アリルスルホン酸およびその塩、3−(メタ)アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩であり、より好ましくは、3−(メタ)アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびその塩であり、さらに好ましくは、3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸およびそのナトリウム塩である。   Specific examples of the sulfonic acid monomer (B) represented by the above formula (2) include, for example, vinyl sulfonic acid and its salt, (meth) allyl sulfonic acid and its salt, 3- (meth) allyloxy- 2-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, 3- (meth) allyloxy-1-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, 2- (meth) allyloxyethylenesulfonic acid and its salt, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfone Examples include acids and salts thereof. In order to achieve the effect of the present invention more sufficiently, (meth) allylsulfonic acid and its salt, 3- (meth) allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, more preferably 3- (Meth) allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its salt, more preferably 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and its sodium salt.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(d)の合計に対する、上記構成単位(b)の含有割合は、好ましくは5〜40モル%、より好ましくは10〜25モル%である。上記含有割合が5モル%未満であると、スケール防止剤としたときに特にリン酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。上記含有割合が40モル%を超えると、スケール防止剤としたときに特に炭酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The content ratio of the structural unit (b) to the total of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (d) in the (meth) acrylic acid polymer is preferably 5 to 40 mol. %, More preferably 10 to 25 mol%. When the content ratio is less than 5 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium phosphate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used. When the content ratio exceeds 40 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability for calcium carbonate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における、式(4)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(D)由来の構成単位(d)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。   The structural unit (d) derived from the (meth) acrylic acid monomer (D) represented by the formula (4) in the (meth) acrylic acid polymer may be present alone. It is good, and two or more kinds may coexist.

上記構成単位(d)は、式(8)で表されるように、式(4)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(D)において不飽和二重結合が重合反応によって開いて単結合となった形態である。

Figure 2009028618
In the structural unit (d), as represented by the formula (8), an unsaturated double bond is opened by a polymerization reaction in the (meth) acrylic acid monomer (D) represented by the formula (4). This is a single bond.
Figure 2009028618

上記式(4)、式(8)において、mは0、1、または2である。   In the above formulas (4) and (8), m is 0, 1, or 2.

上記式(4)、式(8)において、R10は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表す。好ましくは、R10は炭素数1〜20のアルキル基である。 The formula (4), in equation (8), R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Preferably, R 10 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

上記炭素数1〜20のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、2−エチルヘキシル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。本発明の効果をより一層十分に発現させるために、Rは、好ましくは、炭素数1〜10のアルキル基であり、より好ましくは、炭素数1〜5のアルキル基であり、さらに好ましくは、炭素数4のアルキル基であり、特に好ましくは、n−ブチル基である。 Examples of the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, and isopentyl. Group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, 2-ethylhexyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. In order to exhibit the effects of the present invention more sufficiently, R 9 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and still more preferably. , An alkyl group having 4 carbon atoms, particularly preferably an n-butyl group.

上記(メタ)アクリル酸系重合体中における上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(d)の合計に対する、上記構成単位(d)の含有割合は、好ましくは2〜20モル%、より好ましくは4〜15モル%である。上記含有割合が2モル%未満であると、スケール防止剤としたときに特にリン酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。上記含有割合が20モル%を超えると、スケール防止剤としたときに特に炭酸カルシウムに対するスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The content ratio of the structural unit (d) with respect to the total of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (d) in the (meth) acrylic acid polymer is preferably 2 to 20 mol. %, More preferably 4 to 15 mol%. When the content ratio is less than 2 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability particularly for calcium phosphate cannot be sufficiently expressed when the scale inhibitor is used. When the content ratio exceeds 20 mol%, there is a possibility that the scale preventing ability with respect to calcium carbonate cannot be sufficiently exhibited when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体の全構成単位中における、上記構成単位(a)、構成単位(b)、構成単位(d)の合計の含有割合は、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上である。上記含有割合が80モル%未満であると、スケール防止剤としたときにスケール防止能を十分に発現できないおそれがある。   The total content of the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (d) in all the structural units of the (meth) acrylic acid polymer is preferably 80 mol% or more, more preferably. Is 90 mol% or more. When the content ratio is less than 80 mol%, there is a possibility that the scale preventive ability cannot be sufficiently expressed when the scale inhibitor is used.

上記(メタ)アクリル酸系重合体は、上記構成単位(a)、構成単位(b)、および構成単位(d)以外に、他の単量体(E)由来の構成単位(e)を有していても良い。他の単量体(E)由来の構成単位(e)は、1種のみが存在していても良いし、2種以上が併存していても良い。他の単量体(E)については、前述の説明が援用される。   The (meth) acrylic acid polymer has a structural unit (e) derived from another monomer (E) in addition to the structural unit (a), the structural unit (b), and the structural unit (d). You may do it. As for the structural unit (e) derived from the other monomer (E), only one type may be present, or two or more types may be present together. For the other monomer (E), the above description is incorporated.

上記(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量は、好ましくは、2000〜100000、より好ましくは、3000〜80000、さらに好ましくは4000〜60000である。上記(メタ)アクリル酸系重合体の重量平均分子量が上記範囲内にあると、本発明の効果が一層十分に発現され得る。   The weight average molecular weight of the (meth) acrylic acid polymer is preferably 2000 to 100,000, more preferably 3000 to 80000, and still more preferably 4000 to 60000. When the weight average molecular weight of the (meth) acrylic acid polymer is within the above range, the effects of the present invention can be more sufficiently exhibited.

上記(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法は、前述の本発明のスケール防止剤に用いる(メタ)アクリル酸系重合体の製造方法の説明が援用される。   Description of the manufacturing method of the (meth) acrylic-acid polymer used for the scale inhibitor of the above-mentioned this invention is used for the manufacturing method of the said (meth) acrylic-acid-type polymer.

上記(メタ)アクリル酸系重合体は、スケール防止剤として有用であるが、その他にも、例えば、水処理剤、分散剤、洗剤ビルダーなどの各種用途に用い得る。   Although the said (meth) acrylic-acid type polymer is useful as a scale inhibitor, besides it, it can be used for various uses, such as a water treatment agent, a dispersing agent, detergent builder, for example.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。なお、特に明記しない限り、実施例における部および%は重量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, parts and% in the examples are based on weight.

<重量平均分子量>
重合体の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(昭和電工製、商品名「Shodex SYSTEM−21」を用い、下記の条件で測定した。
カラム:昭和電工製「Asahipak GF−710 HQ」および「Asahipak GF−310 HQ」をこの順に接続したもの。
溶離液:0.1N酢酸ナトリウム/アセトニトリル=7/3(vol比)
流速:0.5ml/min
温度:40℃
検量線:ポリアクリル酸標準サンプル(創和科学製)を用いて作成。
検出器:RI、UV(検出波長:220nm)
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight of the polymer was measured under the following conditions using, for example, gel permeation chromatography (manufactured by Showa Denko, trade name “Shodex SYSTEM-21”).
Column: “Asahipak GF-710 HQ” and “Asahipak GF-310 HQ” manufactured by Showa Denko are connected in this order.
Eluent: 0.1N sodium acetate / acetonitrile = 7/3 (vol ratio)
Flow rate: 0.5 ml / min
Temperature: 40 ° C
Calibration curve: Created using polyacrylic acid standard sample (manufactured by Soka Kagaku)
Detector: RI, UV (detection wavelength: 220 nm)

<リン酸カルシウムスケール抑制率>
225mlのネジ口瓶に、脱イオン水、ホウ酸−ホウ酸ナトリウムpH緩衝液、塩化カルシウム水溶液、実施例・比較例で得られる重合体水溶液、リン酸ナトリウム水溶液をこの順に添加し、pH=8.6、重合体濃度が固形分換算で6mg/L、カルシウム硬度=100mgCaCO/L、リン酸イオン=10mgPO43−/Lの試験液100mlを調製した。密封した後、60℃の熱風乾燥機に入れた。40時間後に、試験液を孔径0.1μmの濾紙で濾過し、濾液中の残留リン酸イオン濃度を分析した。ブランクとして、上記の試験液から重合体を除いたブランク試験液を用意し、同様の操作を行って、残留リン酸イオン濃度を分析した。下記式によって、リン酸カルシウムスケール抑制率を求めた。
リン酸カルシウムスケール抑制率=100×(R−Q)/(P−Q)
P:仕込みリン酸イオン濃度(mg/L)
Q:ブランクの残留リン酸イオン濃度(mg/L)
R:残留リン酸イオン濃度(mg/L)
<Calcium phosphate scale inhibition rate>
Deionized water, boric acid-sodium borate pH buffer solution, aqueous calcium chloride solution, aqueous polymer solution obtained in Examples and Comparative Examples, and aqueous sodium phosphate solution were added in this order to a 225 ml screw cap bottle, pH = 8 .6, 100 ml of a test solution having a polymer concentration of 6 mg / L in terms of solid content, calcium hardness = 100 mgCaCO 3 / L, and phosphate ion = 10 mgPO4 3− / L was prepared. After sealing, it was put in a 60 ° C. hot air dryer. After 40 hours, the test solution was filtered through a filter paper having a pore size of 0.1 μm, and the residual phosphate ion concentration in the filtrate was analyzed. A blank test solution obtained by removing the polymer from the above test solution was prepared as a blank, and the same operation was performed to analyze the residual phosphate ion concentration. The calcium phosphate scale inhibition rate was determined by the following formula.
Calcium phosphate scale inhibition rate = 100 × (R−Q) / (P−Q)
P: Charged phosphate ion concentration (mg / L)
Q: Blank residual phosphate ion concentration (mg / L)
R: Residual phosphate ion concentration (mg / L)

〔実施例1〕
還流冷却器、撹拌機を備えた容量2.5LのSUS製セパラブルフラスコに、脱イオン水84.0gおよびモール塩0.022gを仕込み、撹拌しながら90℃まで昇温して重合反応系とした。次いで、撹拌下、約90℃に保たれた上記重合反応系中に、80%アクリル酸水溶液(以下、80%AAと略す)315.0g、40%3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム(以下、40%HAPSと略す)225.0g、100%n−ブチルアクリレート(以下、100%BAと略す)18.0g、35%亜硫酸水素ナトリウム水溶液(以下、35%SBSと略す)69.5g(単量体組成物中の単量体1モルに対して6.0gに相当)、15%過硫酸ナトリウム(以下、15%NaPSと略す)81.1g(単量体組成物中の単量体1モルに対して3.0gに相当)を、それぞれ別個の滴下ノズルから滴下して、反応溶液とした。なお、各成分の滴下開始は同時であり、滴下時間は、80%AAは180分間、40%HAPSは150分間、100%BAは120分間、35%SBSは175分間、15%NaPSは190分間とした。また、各成分の滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。
上記15%NaPSの滴下終了後、さらに30分間、上記反応溶液を90℃に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合体混合物を含む水溶液である重合反応液における固形分濃度は50重量%であった。得られた重合体の重量平均分子量は9000であった。
評価結果を表1に示す。
[Example 1]
A 2.5 L SUS separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer was charged with 84.0 g of deionized water and 0.022 g of molle salt, and the temperature was raised to 90 ° C. while stirring. did. Next, 315.0 g of 80% aqueous acrylic acid solution (hereinafter abbreviated as 80% AA), 40% sodium 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonate in the polymerization reaction system maintained at about 90 ° C. with stirring. (Hereinafter abbreviated as 40% HAPS) 225.0 g, 100% n-butyl acrylate (hereinafter abbreviated as 100% BA) 18.0 g, 35% sodium hydrogen sulfite aqueous solution (hereinafter abbreviated as 35% SBS) 69.5 g (Corresponding to 6.0 g with respect to 1 mol of the monomer in the monomer composition), 81.1 g of 15% sodium persulfate (hereinafter abbreviated as 15% NaPS) (single amount in the monomer composition) (Corresponding to 3.0 g per 1 mol of the body) was dropped from separate dropping nozzles to prepare a reaction solution. The start of dropping of each component is the same. The dropping time is 180 minutes for 80% AA, 150 minutes for 40% HAPS, 120 minutes for 100% BA, 175 minutes for 35% SBS, and 190 minutes for 15% NaPS. It was. In addition, each component was continuously dropped at a constant dropping rate.
After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 90 ° C. (ripening) for an additional 30 minutes to complete the polymerization. The solid content concentration in the polymerization reaction solution, which is an aqueous solution containing the polymer mixture, was 50% by weight. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 9000.
The evaluation results are shown in Table 1.

〔実施例2〕
還流冷却器、撹拌機を備えた容量2.5LのSUS製セパラブルフラスコに、脱イオン水89.2g、40%HAPS28.2g、およびモール塩0.010gを仕込み、撹拌しながら90℃まで昇温して重合反応系とした。次いで、撹拌下、約90℃に保たれた上記重合反応系中に、80%AA145.2g、40%HAPS141.2g、100%BA9.7g、35%SBS17.1g(単量体組成物中の単量体1モルに対して3.0gに相当)、15%NaPS53.3g(単量体組成物中の単量体1モルに対して4.0gに相当)を、それぞれ別個の滴下ノズルから滴下して、反応溶液とした。なお、各成分の滴下開始は同時であり、滴下時間は、80%AAは180分間、40%HAPSは130分間、100%BAは120分間、35%SBSは170分間、15%NaPSは200分間とした。また、15%NaPSの滴下速度は滴下開始から130分間は一定とし、滴下開始から130分目以降はそれまでの2倍の滴下速度で連続的に滴下を行った。15%NaPS以外の各成分の滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。
上記15%NaPSの滴下終了後、さらに30分間、上記反応溶液を90℃に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合体混合物を含む水溶液である重合反応液における固形分濃度は44重量%であった。得られた重合体の重量平均分子量は19000であった。
評価結果を表1に示す。
[Example 2]
A 2.5 L SUS separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer was charged with 89.2 g of deionized water, 28.2 g of 40% HAPS, and 0.010 g of Mole salt, and the temperature was raised to 90 ° C. with stirring. The polymerization reaction system was heated. Next, in the above polymerization reaction system maintained at about 90 ° C. under stirring, 80% AA 145.2 g, 40% HAPS 141.2 g, 100% BA 9.7 g, 35% SBS 17.1 g (in the monomer composition) 15 mol NaPS (corresponding to 4.0 g with respect to 1 mol of monomer in the monomer composition) and 15% NaPS from each separate dropping nozzle. The reaction solution was dropped. The start of dropping of each component is simultaneous, and the dropping time is 180 minutes for 80% AA, 130 minutes for 40% HAPS, 120 minutes for 100% BA, 170 minutes for 35% SBS, and 200 minutes for 15% NaPS. It was. Further, the dropping rate of 15% NaPS was constant for 130 minutes from the start of dropping, and the dropping was continuously carried out at a dropping rate twice that of the previous 130 minutes after the start of dropping. The addition of each component other than 15% NaPS was continuously performed at a constant dropping rate.
After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 90 ° C. (ripening) for an additional 30 minutes to complete the polymerization. The solid concentration in the polymerization reaction solution, which is an aqueous solution containing a polymer mixture, was 44% by weight. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 19000.
The evaluation results are shown in Table 1.

〔実施例3〕
還流冷却器、撹拌機を備えた容量2.5LのSUS製セパラブルフラスコに、脱イオン水89.2g、40%HAPS28.2g、およびモール塩0.010gを仕込み、撹拌しながら90℃まで昇温して重合反応系とした。次いで、撹拌下、約90℃に保たれた上記重合反応系中に、80%AA145.2g、40%HAPS141.2g、100%α−ヒドロキシメチルアクリル酸n−ブチルエステル(以下、100%RHMAと略す)9.7g、35%SBS17.1g(単量体組成物中の単量体1モルに対して3.0gに相当)、15%NaPS53.3g(単量体組成物中の単量体1モルに対して4.0gに相当)を、それぞれ別個の滴下ノズルから滴下して、反応溶液とした。なお、各成分の滴下開始は同時であり、滴下時間は、80%AAは180分間、40%HAPSは130分間、100%RHMAは120分間、35%SBSは170分間、15%NaPSは200分間とした。また、15%NaPSの滴下速度は滴下開始から130分間は一定とし、滴下開始から130分目以降はそれまでの2倍の滴下速度で連続的に滴下を行った。15%NaPS以外の各成分の滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。
上記15%NaPSの滴下終了後、さらに30分間、上記反応溶液を90℃に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合体混合物を含む水溶液である重合反応液における固形分濃度は44重量%であった。得られた重合体の重量平均分子量は20000であった。
評価結果を表1に示す。
Example 3
A 2.5 L SUS separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer was charged with 89.2 g of deionized water, 28.2 g of 40% HAPS, and 0.010 g of Mole salt, and the temperature was raised to 90 ° C. with stirring. The polymerization reaction system was heated. Next, in the above polymerization reaction system maintained at about 90 ° C. with stirring, 805.2 AA 145.2 g, 40% HAPS 141.2 g, 100% α-hydroxymethylacrylic acid n-butyl ester (hereinafter referred to as 100% RHMA and (Abbreviated) 9.7 g, 35% SBS 17.1 g (corresponding to 3.0 g per 1 mol of monomer in the monomer composition), 15% NaPS 53.3 g (monomer in the monomer composition) (Corresponding to 4.0 g per 1 mol) was dropped from separate dropping nozzles to prepare a reaction solution. The start of dropping of each component is simultaneous, and the dropping time is 180 minutes for 80% AA, 130 minutes for 40% HAPS, 120 minutes for 100% RHMA, 170 minutes for 35% SBS, and 200 minutes for 15% NaPS. It was. Further, the dropping rate of 15% NaPS was constant for 130 minutes from the start of dropping, and the dropping was continuously carried out at a dropping rate twice that of the previous 130 minutes after the start of dropping. The addition of each component other than 15% NaPS was continuously performed at a constant dropping rate.
After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 90 ° C. (ripening) for an additional 30 minutes to complete the polymerization. The solid concentration in the polymerization reaction solution, which is an aqueous solution containing a polymer mixture, was 44% by weight. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 20000.
The evaluation results are shown in Table 1.

〔比較例1〕
還流冷却器、撹拌機を備えた容量2.5LのSUS製セパラブルフラスコに、脱イオン水267.5g、40%HAPS100.0g、およびモール塩0.033gを仕込み、撹拌しながら沸点還流状態まで昇温して重合反応系とした。次いで、撹拌下、沸点還流状態に保たれた上記重合反応系中に、80%AA464.9g、40%HAPS518.3g、35%SBS56.2g(単量体組成物中の単量体1モルに対して3.1gに相当)、15%NaPS165.5g(単量体組成物中の単量体1モルに対して3.9gに相当)を、それぞれ別個の滴下ノズルから滴下して、反応溶液とした。なお、各成分の滴下開始は同時であり、滴下時間は、80%AAは180分間、40%HAPSは130分間、35%SBSは180分間、15%NaPSは200分間とした。また、15%NaPSの滴下速度は滴下開始から130分間は一定とし、滴下開始から130分目以降はそれまでの2倍の滴下速度で連続的に滴下を行った。15%NaPS以外の各成分の滴下は一定の滴下速度で連続的に行った。
上記15%NaPSの滴下終了後、さらに30分間、上記反応溶液を90℃に保持(熟成)し、重合を完結させた。重合体混合物を含む水溶液である重合反応液における固形分濃度は43重量%であった。得られた重合体の重量平均分子量は20000であった。
評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A 2.5 L SUS separable flask equipped with a reflux condenser and a stirrer was charged with 267.5 g of deionized water, 100.0 g of 40% HAPS, and 0.033 g of molle salt until the boiling point was refluxed while stirring. The temperature was raised to obtain a polymerization reaction system. Next, in the above polymerization reaction system maintained at the boiling point reflux state with stirring, 464.9 g of 80% AA, 518.3 g of 40% HAPS, 56.2 g of 35% SBS (in 1 mol of the monomer in the monomer composition). 15g NaPS (corresponding to 3.1g), 155.5% NaPS (corresponding to 3.9g with respect to 1 mol of the monomer in the monomer composition) was dropped from separate dropping nozzles, respectively, and the reaction solution It was. The dropping of each component was started at the same time, and the dropping time was 180 minutes for 80% AA, 130 minutes for 40% HAPS, 180 minutes for 35% SBS, and 200 minutes for 15% NaPS. Further, the dropping rate of 15% NaPS was constant for 130 minutes from the start of dropping, and the dropping was continuously carried out at a dropping rate twice that of the previous 130 minutes after the start of dropping. The addition of each component other than 15% NaPS was continuously performed at a constant dropping rate.
After completion of the dropwise addition of 15% NaPS, the reaction solution was kept at 90 ° C. (ripening) for an additional 30 minutes to complete the polymerization. The solid concentration in the polymerization reaction solution, which is an aqueous solution containing a polymer mixture, was 43% by weight. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 20000.
The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2009028618
Figure 2009028618

表1より、本発明のスケール防止剤、あるいは、本発明の(メタ)アクリル酸系重合体を用いたスケール防止剤は、リン酸カルシウムに対するスケール防止能が極めて優れていることが判る。   From Table 1, it can be seen that the scale inhibitor of the present invention or the scale inhibitor using the (meth) acrylic acid polymer of the present invention has an extremely excellent ability to prevent scale against calcium phosphate.

本発明のスケール防止剤は、冷却水系やボイラー水系、海水淡水化装置、パルプ溶解釜、黒液濃縮釜等におけるスケール析出防止に有用である。本発明の(メタ)アクリル酸系重合体は、スケール防止剤として有用であるが、その他にも、例えば、水処理剤、分散剤、洗剤ビルダーなどの各種用途に用い得る。   The scale inhibitor of the present invention is useful for preventing scale deposition in a cooling water system, a boiler water system, a seawater desalination apparatus, a pulp dissolving tank, a black liquor concentration tank, and the like. The (meth) acrylic acid polymer of the present invention is useful as a scale inhibitor, but can also be used in various other applications such as a water treatment agent, a dispersant, and a detergent builder.

Claims (8)

式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)と、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)と、式(3)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(C)由来の構成単位(c)とを有する(メタ)アクリル酸系重合体を含む、スケール防止剤。
Figure 2009028618
(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(2)中、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表し、pは0または1を表し、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表し、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(3)中、Rは水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、またはヒドロキシエチル基を表し、Rは水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表し、Rが水素原子またはメチル基の場合にはRは水素原子ではない。)
Structural unit (a) derived from (meth) acrylic acid monomer (A) represented by formula (1) and structural unit derived from sulfonic acid monomer (B) represented by formula (2) The scale inhibitor containing the (meth) acrylic-acid polymer which has (b) and the structural unit (c) derived from the (meth) acrylic-acid type monomer (C) represented by Formula (3).
Figure 2009028618
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (2), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, p represents 0 or 1, and R 5 represents —CH 2 —, —CH 2. -CH 2 -, - CH 2 -O -CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 -, or -CO-NH-C (CH 3 ) 2 - , Y represents the -SO 3 X or represents -CHR 6 -CH 2 R 7, R 6, R 7 are the same or different and each represents -OH or -SO 3 X, at least one of R 6 and R 7 is -SO 3 X, X Represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In Formula (3), R 8 represents a hydrogen atom, a methyl group, a hydroxymethyl group, or a hydroxyethyl group, R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 8 represents a hydrogen atom or In the case of a methyl group, R 9 is not a hydrogen atom.)
前記式(2)において、pが1であり、Rが−CH−O−CH−である、請求項1に記載のスケール防止剤。 The scale inhibitor according to claim 1, wherein in the formula (2), p is 1 and R 5 is —CH 2 —O—CH 2 —. 前記式(2)において、Yが−CH(OH)−CH−SOXである、請求項1または2に記載のスケール防止剤。 In the formula (2), Y is -CH (OH) -CH 2 -SO 3 X, scale inhibitor of claim 1 or 2. 前記式(3)において、Rが炭素数1〜20のアルキル基である、請求項1から3までのいずれかに記載のスケール防止剤。 The scale inhibitor according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the formula (3), R 9 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. 式(1)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(A)由来の構成単位(a)と、式(2)で表されるスルホン酸系単量体(B)由来の構成単位(b)と、式(4)で表される(メタ)アクリル酸系単量体(D)由来の構成単位(d)とを有する(メタ)アクリル酸系重合体。
Figure 2009028618
(式(1)中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(2)中、R、R、Rは、同一または異なって、水素原子またはメチル基を表し、pは0または1を表し、Rは、−CH−、−CH−CH−、−CH−O−CH−、−CO−O−CH−CH−、または−CO−NH−C(CH−を表し、Yは−SOXまたは−CHR−CHを表し、R、Rは、同一または異なって、−OHまたは−SOXを表し、RとRの少なくとも一方は−SOXであり、Xは水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アンモニウム基、または有機アミノ基を表す。)
Figure 2009028618
(式(4)中、mは0、1、または2であり、R10は水素原子、炭素数1〜20のアルキル基を表す。)
Structural unit (a) derived from (meth) acrylic acid monomer (A) represented by formula (1) and structural unit derived from sulfonic acid monomer (B) represented by formula (2) A (meth) acrylic acid polymer having (b) and a structural unit (d) derived from the (meth) acrylic acid monomer (D) represented by the formula (4).
Figure 2009028618
(In formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (2), R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and each represents a hydrogen atom or a methyl group, p represents 0 or 1, and R 5 represents —CH 2 —, —CH 2. -CH 2 -, - CH 2 -O -CH 2 -, - CO-O-CH 2 -CH 2 -, or -CO-NH-C (CH 3 ) 2 - , Y represents the -SO 3 X or represents -CHR 6 -CH 2 R 7, R 6, R 7 are the same or different and each represents -OH or -SO 3 X, at least one of R 6 and R 7 is -SO 3 X, X Represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic ammonium group, or an organic amino group.)
Figure 2009028618
(In the formula (4), m is 0, 1 or 2,, R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
前記式(2)において、pが1であり、Rが−CH−O−CH−である、請求項5に記載の(メタ)アクリル酸系重合体。 The (meth) acrylic acid polymer according to claim 5, wherein in the formula (2), p is 1 and R 5 is —CH 2 —O—CH 2 —. 前記式(2)において、Yが−CH(OH)−CH−SOXである、請求項5または6に記載の(メタ)アクリル酸系重合体。 In the formula (2), Y is -CH (OH) -CH 2 -SO 3 X, ( meth) acrylic acid-based polymer according to claim 5 or 6. 前記式(4)において、R10が炭素数1〜20のアルキル基である、請求項5から7までのいずれかに記載の(メタ)アクリル酸系重合体。
The (meth) acrylic acid polymer according to any one of claims 5 to 7, wherein in the formula (4), R 10 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
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