JP2018130702A - リン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
尚、前記(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸にはこれらの塩も含まれる。また、上記塩の種類としては、ナトリウム、カリウム等によるアルカリ金属塩、カルシウム、マグネシウム等によるアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩等が挙げられる。
上記ラジカル重合開始剤は1種類のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。上記の重合開始剤の中でも、重合反応の制御が行い易い点から過硫酸塩類やアゾ化合物が好ましく、特に好ましくは過硫酸塩類である。
AA:アクリル酸
ATBS:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸
ATBSNa:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム
tBuAA:tert−ブチルアクリルアミド
PBTC:2−ホスホノブタン−1,3,4−トリカルボン酸
HEDP:1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸
<共重合体1の製造>
攪拌機及びコンデンサを備えたフラスコへ、水480g、15重量%次亜リン酸ナトリウム27gを仕込み、80℃に保持した。このフラスコへ、80重量%AA水溶液630g、50重量%ATBSNa水溶液460g、及び、tBuAA88gを混合した液(AA/ATBS/tBuAAの重量比は63/26/11となる。ATBSはATBSNaを未中和に換算した値を示した。)、15重量%次亜リン酸ナトリウム水溶液160g、15重量%過硫酸ナトリウム水溶液53gを、各々4時間かけて連続的に供給し、重合反応を行った。供給終了後、反応液をさらに80℃で1時間保持して反応させた。さらに、水酸化ナトリウム水溶液及び水を供給し、共重合体1を得た。共重合体1の重量平均分子量は8000であった。
表1に示す単量体組成及び重量平均分子量の共重合体が得られるように、AA、ATBSNa、tBuAAの使用量、その他の製造条件を変更したこと以外は、共重合体1の製造と同様に行って、表1に示す組成比及び重量平均分子量の共重合体2〜5を製造した。
連鎖移動剤として15重量%次亜リン酸ナトリウム水溶液の代わりに15重量%亜硫酸水素ナトリウムを使用し、表1に示す単量体組成及び重量平均分子量の共重合体が得られるように、AA、ATBSNa、tBuAAの使用量、その他の製造条件を変更したこと以外は、共重合体1の製造と同様に行って、表1に示す組成比及び重量平均分子量の共重合体6を得た。
連鎖移動剤として15重量%次亜リン酸ナトリウム水溶液の代わりに15重量%亜硫酸水素ナトリウムを使用し、表1に示す単量体組成及び重量平均分子量の共重合体が得られるように、AA、ATBSNaの使用量、その他の製造条件を変更したこと以外は、共重合体1の製造と同様に行って、表1に示す組成比及び重量平均分子量の共重合体7を得た。
500mLの三角フラスコに純水を500mLから各試薬溶液の添加量を差し引いた量だけ入れ、表1に示す濃度となるように塩化カルシウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、PBTC溶液、リン酸水溶液、評価サンプル溶液を添加後、少量の塩酸水溶液と水酸化ナトリウム水溶液でpHを調整して、下記表2に示す水質の試験水500mLを作成した。
<評価基準>
○:リン酸カルシウム系スケールの析出抑制率90%以上
×:リン酸カルシウム系スケールの析出抑制率90%未満
表3より以下のことが分かる。
アクリル酸と、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体の共重合体のうち、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体1〜5は良好なリン酸カルシウム系スケール析出抑制効果を示した(実施例1〜5)。
アクリル酸と、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体の共重合体のうち、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含まない共重合体6は、リン酸カルシウム系スケール析出抑制効果が劣った(比較例1)。
炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体及び次亜リン酸化合物由来の骨格を含まない共重合体7でも、リン酸カルシウム系スケール析出抑制効果が劣る結果となった(比較例2)。
伝熱面積が約0.01m2の熱交換器を有し、保有水量が0.1m3である高熱負荷試験装置を用いて行った。熱交換器は、材質がSUS304で、外径が19mmのチューブを備えている。このモデル冷却水系に、表4に示す水質に調整した試験水を通水し、2日間運転した。
表5より以下のことが分かる。
アクリル酸と、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体からなる共重合体1,6は、次亜リン酸化合物由来の骨格の有無にかかわらず、良好なシリカ系スケール防止効果を示した(実施例6、比較例3)。
炭素数1〜8のアルキル基を有するアクリルアミド誘導体を含まない共重合体7は、シリカ系スケール防止効果が不十分であった(比較例4)。
Claims (2)
- (メタ)アクリル酸と、(メタ)アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸と、炭素数1〜8のアルキル基を有する(メタ)アクリルアミド誘導体との共重合体であって、全単量体由来の構造単位100重量%中、(メタ)アクリル酸由来の構造単位を40〜70重量%、(メタ)アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸由来の構造単位を15〜40重量%、炭素数1〜8のアルキル基を有する(メタ)アクリルアミド誘導体由来の構造単位を5〜25重量%有し、かつ、ポリマー鎖に次亜リン酸化合物由来の骨格を含む共重合体を有効成分とすることを特徴とするリン酸カルシウム系スケール及びシリカ系スケール防止剤。
- 請求項1に記載のスケール防止剤を用いるスケール防止方法。
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