JP2954197B1 - 用水用鉄鋼防食剤 - Google Patents

用水用鉄鋼防食剤

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    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting 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
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Abstract

【要約】 【課題】 排出規制の対象とはならず、しかも、用水中
の硬度成分の濃度いかんにかかわらず、防食効果のある
鉄鋼防食剤を提供する。 【解決手段】 用水中に混入させる用水用鉄鋼防食剤
で、カルボキシル基/スルホン基/非イオン性基を持つ
三元共重合体もしくはその塩と、ポリマレイン酸もしく
はその塩と、ポリアクリル酸もしくはその塩とを含有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、用水中に混入させ
る用水用鉄鋼防食剤に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鉄鋼防食剤としては、クローム酸
塩やリン酸塩やホスホン酸塩、あるいは亜鉛又はモリブ
デン等の金属塩と水溶性ポリカルボン酸との2成分から
成るもの、あるいは、水溶性ポリカルボン酸の単独物が
提供されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記クローム
酸塩やリン酸塩やホスホン酸塩は、鉄鋼表面に酸化被膜
を形成して防食効果があるものの、クローム酸塩は、毒
性があって排出規制の対象となり、且つ、リン酸塩やホ
スホン酸塩は、用水が富栄養化するために、同じく排出
規制の対象となり、また、硝酸亜鉛又はモリブデン酸ソ
ーダ等の金属塩と水溶性ポリカルボン酸との組合わせで
は、鉄鋼の表面に鉄分溶出防止膜を形成して、防食効果
があるものの、前記金属塩が排出規制の対象となりやす
く、更にまた、水溶性ポリカルボン酸単独では、用水中
における炭酸カルシウム等の硬度成分と反応して鉄鋼表
面に防食効果のあるスケール皮膜を形成し得るものの、
硬度成分濃度の低い用水中ではあまり効果がないという
欠点があった。本発明の目的は、排出規制の対象とはな
らず、しかも、用水中の硬度成分の濃度いかんにかかわ
らず、防食効果のある鉄鋼防食剤を提供する点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明における用水用鉄
鋼防食剤の特長構成は、カルボキシル基/スルホン基/
非イオン性基を持つ三元共重合体もしくはその塩と、ポ
リマレイン酸もしくはその塩と、ポリアクリル酸もしく
はその塩とを含有することにあり、その作用効果は、次
の如く推定される。
【0005】[作用]カルボキシル基/スルホン基/非
イオン性基を持つ三元共重合体もしくはその塩と、ポリ
マレイン酸もしくはその塩と、ポリアクリル酸もしくは
その塩は、いずれも用水用としては炭酸カルシウム等の
スケール防止の分散剤として使用され、スケール生成抑
制環境下では防錆剤としても使用されてきた。しかしス
ケールが生成しない用水環境下では、金属をキレート腐
食する方向に作用するという欠点もあった。尚、前記三
元共重合体の中のカルボキシル基は、粒子表面と非常に
強く相互作用し、粒子表面に吸着する作用を示し、スル
ホン基は、粒子表面にはあまり強く吸着せずに、循環水
中で粒子に同符合の電荷を与え、粒子間の反発をもたら
し、この反発が、凝集による微粒子の成長を抑制する。
そして、もし、微粒子が成長すると、熱交換チューブや
低流速部で沈積し、スケール化を発生させる。また、非
イオン性基は、粒子間の立体障害による反発を促すこと
によって、分散性を高める。ところが、カルボキシル基
/スルホン基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしく
はその塩は、多種の官能基を有しており、特にその有す
るスルホン基が、ポリマレイン酸もしくはポリアクリル
酸の有するカルボキシシル基がカルシウム、マグネシウ
ム、鉄イオン等と結合したものに作用し、結合体に電荷
を与えて防食効果となる相乗効果が得られ、各々単独、
または各々2種類の組み合わせで使用する場合よりも、
鉄鋼に対して、より防食効果が向上する。
【0006】[発明の効果]従って、排水規制の対象に
ならないカルボキシル基/スルホン基/非イオン性基を
持つ三元共重合体もしくはその塩と、ポリマレイン酸も
しくはその塩と、ポリアクリル酸もしくはその塩とを使
用して、排水環境を良好にできると共に、用水中の硬度
成分の濃度の大小にかかわらず、鉄鋼に対する防食作用
が向上するために、用水と接触する鉄鋼を長期にわたっ
て良好に維持でき、その結果、安全性と経済性を向上さ
せることができた。
【0007】
【実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明する。
ビルや工場等の空調設備用水や機械の冷却水又は便所の
水洗用水等の用水に混入させて、その用水と接している
鉄鋼材料の腐食を防止するためにカルボキシル基/スル
ホン基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしくはその
塩と、ポリマレイン酸もしくはその塩と、ポリアクリル
酸もしくはその塩とを含有する用水用鉄鋼防食剤を構成
してある。前記カルボキシル基/スルホン基/非イオン
性基を持つ三元共重合体は、前記カルボキシル基を含む
第1成分が、(メタ)アクリル酸であり、前記スルホン
基を含む第2成分が、アリールスルホネート、アクリル
アミドスルホネート、アクリルアミドアリールスルホネ
ート、および、2ーアクリルアミドー2ーメチルプロパ
ンスルホン酸からなる群から選ばれた少なくとも一種で
あり、前記非イオン性基を含む第3成分が、ビニルエス
テル、酢酸ビニル、および、置換アクリルアミドから成
る群から選ばれた少なくとも一種である。前記三元共重
合体は、前記第1成分を10〜84重量部、前記第2成
分を11〜40重量部、第3成分を5〜50重量部含有
する水溶性重合体である。また、三元共重合体の塩と
は、ナトリウム、カリウム、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、アンモニウ
ム等との塩が使用でき、特にナトリウム塩、カリウム塩
が有用である。前記ポリマレイン酸の分子量は、特に高
濃度硬度成分を含む用水に対して、カルシウムスケール
防止等の硬度成分の分散効果を得るためには、300〜
50000が望ましく、その中でも500〜10000
が良好な結果が得られる。前記ポリアクリル酸も同様
に、分子量は、特に高濃度硬度成分を含む用水に対し
て、カルシウムスケール防止等の硬度成分の分散効果を
得るためには、300〜50000が望ましく、その中
でも500〜10000が良好な結果が得られる。前記
ポリマレイン酸及び前記ポリアクリル酸の各々の、その
塩とはナトリウム、カリウム、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、アンモニ
ウム等との塩が使用でき、特にナトリウム塩、カリウム
塩が有用である。これらの塩は、三成分の混合を行った
時、また他の用途の薬剤を混合したときにその混合液が
最も安定するpH域に調整を行うために用いられる。前
記カルボキシル基/スルホン基/非イオン性基を持つ三
元共重合体、前記ポリマレイン酸、前記ポリアクリル酸
の用水中における各々の保持濃度は、カルボキシル基/
スルホン基/非イオン性基を持つ三元共重合体で5pp
m以上が防食効果があり、望ましくは10〜100pp
mであり、ポリマレイン酸及びポリアクリル酸にあって
はいずれも2ppm以上が防食効果があり、望ましくは
5〜50ppmである。前記カルボキシル基/スルホン
基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしくはその塩と
前記ポリマレイン酸もしくはその塩との混合割合は、
1:10〜20:1で、前記カルボキシル基/スルホン
基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしくはその塩と
前記ポリアクリル酸もしくはその塩との混合割合は、
1:10〜20:1で、望ましくは前記カルボキシル基
/スルホン基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしく
はその塩と前記ポリマレイン酸もしくはその塩との混合
割合は、1:2〜10:1で、前記カルボキシル基/ス
ルホン基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしくはそ
の塩と前記ポリアクリル酸もしくはその塩との混合割合
は、1:1〜10:1が良い。次に実験結果を示す。
【0008】[実施例 1]某市上水道水と、この水道
水を使用した無処理の開放式循環冷却水とを、試験水と
して使用して、鉄鋼材料の防食試験を行った。尚、前記
循環冷却水は、冷却塔等で自然に濃縮されるもので、今
回は4倍に濃縮された用水を試験水として使用する。そ
して、試験水の水質分析結果を、表1に示す。
【0009】
【表1】 まず、前記試験水を、夫々保有水量380ccのコニカ
ルビーカに取り、本発明の防食剤、カルボキシル基/ス
ルホン基/非イオン性基を持つ三元共重合体、ポリマレ
イン酸、ポリアクリル酸の単独物質、さらには現在市販
されている防食剤のいずれかを選択的に添加し、マグネ
ットスターラにて撹拌しながら鉄鋼(SS.400:ペ
ーパーAA#400仕上げ)の7日間における腐食減量
[M.D.D]を測定し、その結果を表2に示す。
【0010】
【表2】 上記実験結果より、明らかに単独物質では得られない防
食効果を、本発明の防食剤を得ており、りん又は亜鉛を
含んだ市販の防食剤と、同等もしくはより以上の防食効
果が得られた。
【0011】[実施例 2]某工場工業用水を使用した
冷却塔を有する開放循環系冷却水に、本発明の防食剤と
して前記三元共重合体(ローム・アンド・ハース社製の
アキュマRー3100)有効成分16ppmと、前記ポ
リマレイン酸(FMC社製のベルクリーンR200)有
効成分10ppm と、ポリアクリル酸(重量平均分子
量4500)のナトリウム塩5ppmを保持すべく濃度
管理を行い、冷却塔及び流速2m/secの配管内に、
SS.400テストピース(ペーパーAA#400仕上
げ)を投入し、15日間連続運転における腐食減量
[M.D.D]を測定した。冷却水の水質状況を表3
に、テストピースの状態と腐食減量を表4に示す。尚、
比較例として無処理での15日間の結果も示す。
【0012】
【表3】
【0013】
【表4】 上記実験結果より、優れた防食剤であることが明確であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08F 228/02 C08F 228/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 用水中に混入させる用水用鉄鋼防食剤で
    あって、カルボキシル基/スルホン基/非イオン性基を
    持つ三元共重合体もしくはその塩と、ポリマレイン酸も
    しくはその塩と、ポリアクリル酸もしくはその塩とを含
    有する用水用鉄鋼防食剤。
  2. 【請求項2】 前記カルボキシル基/スルホン基/非イ
    オン性基を持つ三元共重合体は、前記カルボキシル基を
    含む第1成分が、(メタ)アクリル酸であり、前記スル
    ホン基を含む第2成分が、アリールスルホネート、アク
    リルアミドスルホネート、アクリルアミドアリールスル
    ホネート、および、2ーアクリルアミドー2ーメチルプ
    ロパンスルホン酸からなる群から選ばれた少なくとも一
    種であり、前記非イオン性基を含む第3成分が、ビニル
    エステル、酢酸ビニル、および、置換アクリルアミドか
    ら成る群から選ばれた少なくとも一種である請求項1記
    載の用水用鉄鋼防食剤。
  3. 【請求項3】 前記三元共重合体は、前記第1成分を1
    0〜84重量部、前記第2成分を11〜40重量部、第
    3成分を5〜50重量部含有する水溶性重合体である請
    求項2記載の用水用鉄鋼防食剤。
  4. 【請求項4】 前記カルボキシル基/スルホン基/非イ
    オン性基を持つ三元共重合体もしくはその塩と前記ポリ
    マレイン酸もしくはその塩との混合割合は、1:10〜
    20:1に設定してあり、前記カルボキシル基/スルホ
    ン基/非イオン性基を持つ三元共重合体もしくはその塩
    と前記ポリアクリル酸もしくはその塩との混合割合は、
    1:10〜20:1に設定してある請求項1〜3のいず
    れかに記載の用水用鉄鋼防食剤。
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