JP6474787B2 - アルカリ性次亜塩素酸塩水性組成物中の腐食抑制剤としての高分子量ポリアクリル酸及びその方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概して、腐食抑制剤としてポリアクリル酸を含有する高アルカリ性の酸化組成物に関する。
低分子量分散剤ポリマーは、腐食抑制剤として使用されている。例えば、米国特許第５，９７６，４１４号は、弱アルカリ性水性組成物中の腐食抑制パッケージの一部として５００〜１５，０００の範囲の分子量を有するポリアクリル酸を開示している。しかしながら、より高いアルカリ性の酸化系において腐食抑制の必要性が存在する。
本発明によって解決される問題は、高アルカリ性の酸化組成物において改善された耐腐食性を提供することである。
本発明は、少なくとも１１のｐＨを有し、（ａ）２〜１５重量％の金属次亜塩素酸塩、及び（ｂ）少なくとも４０，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する０．２〜４重量％のポリアクリル酸を含む、水性組成物を対象とする。
本発明は、少なくとも４０，０００の数平均分子量を有する０．２〜４重量％のポリアクリル酸を添加することによって、少なくとも１１のｐＨ、及び２〜１５重量％の金属次亜塩素酸塩を有する水性組成物の腐食を抑制するための方法をさらに対象とする。
全てのパーセンテージは重量パーセンテージ（重量％）であり、別途示されない限り、全ての分率は重量により、全ての温度は℃単位である。ポリマー中の重合モノマー残基のパーセンテージは、固体ポリマーの全重量に基づき、モノマーのパーセンテージは、総モノマー重量に基づく。「室温（ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）」（室温（ｒｏｏｍ ｔｅｍｐ．））で行われた測定は、２０〜２５℃で行われた。当技術分野で既知のように、重量平均分子量Ｍｗおよび数平均分子量Ｍｎは、ポリアクリル酸基準を用いるゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって計測される。ＧＰＣの技術は、Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｉｚｅ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｗ．Ｗ．Ｙａｕ，Ｊ．Ｊ．Ｋｉｒｋｌａｎｄ，Ｄ．Ｄ．Ｂｌｙ；Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ，１９７９、およびＡ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｊ．Ｐ．Ｓｉｂｉｌｉａ；ＶＣＨ，１９８８，ｐ．８１−８４において詳細に論じられる。本明細書に報告される分子量の単位は、ダルトンである。
架橋剤は、２つ以上の非共役エチレン性不飽和基を有するモノマーである。架橋剤の例は、例えば、ジオールまたはポリオールのジアリルエーテルまたはトリアリルエーテル、及びジ（メタ）アクリルイルエステルまたはトリ（メタ）アクリルイルエステル（例えば、トリメチロールプロパンジアリルエーテル（ＴＭＰＤＡＥ）及びトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ））、二酸または三酸のジアリルエステルまたはトリアリルエステル、アリル（メタ）アクリレート、ジビニルスルホン、リン酸トリアリル、ジビニル芳香族（例えば、ジビニルベンゼン）を含む。
好ましくは、ポリアクリル酸のＭｗは、少なくとも５０，０００、好ましくは少なくとも６０，０００、好ましくは少なくとも８０，０００、好ましくは少なくとも１００，０００、好ましくは少なくとも１５０，０００、好ましくは少なくとも２００，０００、好ましくは少なくとも２５０，０００、好ましくは少なくとも３００，０００、好ましくは少なくとも３５０，０００である。好ましくは、ポリアクリル酸のＭｗは、１，０００，０００以下、好ましくは８００，０００以下、好ましくは７００，０００以下、好ましくは６００，０００以下、好ましくは５００，０００以下である。本明細書において使用されるとき、「ポリアクリル酸」という用語は、ポリアクリル酸及びその塩、例えば、水酸化ナトリウムを含有する高ｐＨ水性配合物中に存在するポリアクリル酸ナトリウム塩を指す。ポリアクリル酸の分子量は、酸形態で測定されるものであり、重量パーセンテージは、酸形態に基づく。
好ましくは、組成物中のポリアクリル酸（複数可）の量は、少なくとも０．３重量％、好ましくは少なくとも０．４重量％、好ましくは少なくとも０．５重量％、好ましくは少なくとも０．６重量％、好ましくは少なくとも０．７重量％、好ましくは少なくとも０．８重量％である。好ましくは、組成物中のポリアクリル酸（複数可）の量は、３重量％以下、好ましくは２．５重量％以下、好ましくは２重量％以下、好ましくは１．７重量％以下、好ましくは１．４重量％以下である。
好ましくは、金属次亜塩素酸塩は、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属塩、またはそれらの組み合わせであり、好ましくは、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、またはカルシウム塩であり、好ましくは次亜塩素酸ナトリウムである。好ましくは、金属次亜塩素酸塩（複数可）の量は、少なくとも３重量％、好ましくは少なくとも４重量％、好ましくは少なくとも５重量％、好ましくは１３重量％以下、好ましくは１２重量％以下、好ましくは１１重量％以下、好ましくは１０重量％以下である。好適な実施形態において、組成物は、最大３重量％、好ましくは０．１〜２．５重量％、好ましくは０．５〜２重量％の過酸化水素またはその塩をさらに含む。
好ましくは、水性組成物のｐＨは、少なくとも１１．５、好ましくは少なくとも１２、好ましくは少なくとも１２．３、好ましくは少なくとも１２．６である。好ましくは、水性組成物のｐＨは、１４以下、好ましくは１３．５以下である。好ましくは、水性組成物は、０．２〜５重量％の１つ以上のアルカリ金属水酸化物、好ましくは水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム、好ましくは水酸化ナトリウムを含有する。好ましくは、アルカリ金属水酸化物の量は、少なくとも０．３重量％、好ましくは少なくとも０．４重量％、好ましくは少なくとも０．５重量％、好ましくは少なくとも０．６重量％、好ましくは３重量％以下、好ましくは２．５重量％以下、好ましくは２重量％以下である。
好ましくは、水性組成物は、少なくとも７５重量％の水、好ましくは少なくとも７８重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、好ましくは少なくとも８２重量％、好ましくは少なくとも８３重量％、好ましくは少なくとも８４重量％、好ましくは少なくとも８５重量％、好ましくは少なくとも８６重量％の水を含む。好ましくは、水性組成物は、９５重量％以下の水、好ましくは９３重量％以下、好ましくは９１重量％以下、及び好ましくは９０重量％以下の水を含む。好ましくは、水性組成物は、水、ポリアクリル酸、次亜塩素酸金属、及びアルカリ金属水酸化物以外の１０重量％未満の成分、好ましくは７重量％未満、好ましくは５重量％未満、好ましくは４重量％未満、好ましくは３重量％未満の成分を含有する。
好ましくは、ポリアクリル酸は、０．３重量％以下、好ましくは０．２重量％以下、好ましくは０．１重量％以下、好ましくは０．０５重量％以下、好ましくは０．０３重量％以下、好ましくは０．０２重量％以下、好ましくは０．０１重量％以下、好ましくは０．００５重量％以下、好ましくは０．００１重量％以下の架橋剤の重合残基を含む。好ましくは、ポリアクリル酸は、５重量％以下、好ましくは３重量％以下、好ましくは２重量％以下、好ましくは１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、好ましくは０．２重量％以下のアクリル酸以外のモノマーの重合残基を含む。ポリアクリル酸鎖の末端基は重要ではない。
本発明の水性組成物の例は、液体排水管洗浄剤及び液体塩素系漂白剤、好ましくは液体排水管洗浄剤である。液体排水管洗浄剤中に存在し得る他の成分には、表面活性剤、増粘剤、ケイ酸塩、及びリン酸塩が含まれる。好ましくは、アミンオキシド界面活性剤は、好ましくは１〜３重量％の量で存在する。本明細書に記載される高分子量ポリアクリル酸を含有しない液体排水管洗浄剤は、金属パイプ、特に亜鉛メッキ鋼で作製されたものの過剰な腐食を引き起こし得る。
ＬＩＱＵＩＤ ＰＬＵＭＲ排水管洗浄剤の商品試料を購入し、本明細書に記載される試験に使用した。ＬＩＱＵＩＤ ＰＬＵＭＲ排水管洗浄剤は、ｐＨ１３を有する。７．６２ｃｍ×１．２７ｃｍ×０．１７ｃｍの寸法の亜鉛メッキ鋼の切り取り試片を試験に使用した。様々なポリアクリル酸を、１重量％（固体として）のレベルで排水管洗浄剤に添加し、切り取り試片を静止条件下で、室温で６日間排水管洗浄剤に浸漬した。実験室浸漬腐食試験により、腐食を決定した。市販の金属標本を調製し、所定の期間及び温度で試験溶液に浸漬した。試験の最後に、標本を洗浄し、秤量し、実体ズーム顕微鏡を使用して視覚的に試験した。均一腐食率を計算し、ｍｐｙ（ｍｐｙ：１年当たりのミリインチ）単位の浸透率として報告した。ｍｍ／ｙ（ｍｍ／ｙ：１年当たりのミリメートル）のＳＩ単位で腐食率を報告することも一般的であり、１ｍｐｙは、０．０２５４ｍｍ／ｙに等しい。ＡＳＴＭ Ｇ１−０３「腐食試験標本を調製、洗浄、及び評価するための標準的技法」ならびにＡＳＴＭ Ｇ３１−７２「金属の実験室浸漬腐食試験のための標準的技法」に従って試験を行った。以下の表は、試験された排水管洗浄剤試料と結果を記載する。
ポリアクリル酸Ａは、ホスフィノ末端基を有し、Ｂ及びＤは、スルホン酸塩末端基を有し、Ｃは、ホスホノ末端基を有する。
上記の試験はまた、炭素鋼切り取り試片を使用して行った。試料間で腐食率の差は観察されなかった。
Claims (8)
- 少なくとも１１のｐＨを有し、（ａ）２〜１５重量％の金属次亜塩素酸塩、及び（ｂ）少なくとも３５０，０００の重量平均分子量を有する０．２〜４重量％のポリアクリル酸を含む、水性組成物であって、前記ポリアクリル酸が０．３重量％以下の架橋剤の重合残基を含み、前記水性組成物が液体排水管洗浄剤である、水性組成物。
- 前記水性組成物が、少なくとも１２のｐＨを有する、請求項１に記載の組成物。
- ０．５〜２重量％の前記ポリアクリル酸を含む、請求項１または２に記載の組成物。
- 前記金属次亜塩素酸塩が、次亜塩素酸ナトリウムである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物。
- ４〜１１重量％の次亜塩素酸ナトリウムを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
- 少なくとも３５０，０００の重量平均分子量を有する０．２〜４重量％のポリアクリル酸を添加することによって、少なくとも１１のｐＨ及び２〜１５重量％の金属次亜塩素酸塩を有する水性組成物における金属パイプの腐食を抑制するための方法であって、前記ポリアクリル酸が０．３重量％以下の架橋剤の重合残基を含み、前記水性組成物が液体排水管洗浄剤である、方法。
- 前記排水管洗浄剤が、少なくとも１２のｐＨを有する、請求項６に記載の方法。
- 前記水性組成物が、０．５〜２重量％の前記ポリアクリル酸を含み、前記水性組成物が、４〜１１重量％の次亜塩素酸ナトリウムを含む、請求項７に記載の方法。
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