JPH0140109B2 - - Google Patents

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JPH0140109B2
JPH0140109B2 JP14628186A JP14628186A JPH0140109B2 JP H0140109 B2 JPH0140109 B2 JP H0140109B2 JP 14628186 A JP14628186 A JP 14628186A JP 14628186 A JP14628186 A JP 14628186A JP H0140109 B2 JPH0140109 B2 JP H0140109B2
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JP
Japan
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zinc
water
polymer
acrylic acid
orthophosphate
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JP14628186A
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Rii Kyuuhowa
Jiin Bureisaa Roora
Ei Kuruushiru Gai
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ChampionX LLC
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Nalco Chemical Co
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Publication date
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Publication of JPH0140109B2 publication Critical patent/JPH0140109B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は工業用水による金属の腐食およびスケ
ール形成を防止する方法および組成物に関する。 (従来の技術) 多くの工業上の応用において、水溶液または水
を多様な目的、たとえば熱交換器、冷却塔、冷却
器など水を使用する熱伝達系で使用することが必
要である。水はこの系の金属面と接触するので、
循環系または一回通過系で使用するときに、空気
に曝露するかまたは空気で飽和した後、接触する
金属面を腐食するようになる。さらに、溶解した
塩類を濃縮する循環系において水を使用するとき
は特定の水に固有に存在するカルシウム、マグネ
シウムなどの金属の塩が金属面に沈着してスケー
ルを形成する。金属面にスケールが存在すると、
金属の熱伝達性を妨げて、系の効率を低下させ
る。またスケールの下では金属面の激しい腐食が
進行する。 スケールの沈着および熱伝達製品の金属面の腐
食を最小にすることが重要である。この目的を達
成するには水に防食剤およびスケール形成防止剤
を加える。装置に使用する金属は鋼の形の鉄、ア
ルミニウム、銅、銅合金など多様である。水に溶
解しているイオンの形の銅は鉄の腐食を促進する
ことが知られており、従つて多くの防食剤は銅キ
レート剤または銅防食剤、たとえばトリルトリア
ゾールを含み、金属の腐食をさらに最小にする。 (発明が解決しようとする問題点) このような金属防食剤の効果を向上させること
である。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、工業用水に曝露する金属の腐食およ
びスケール形成を防止する方法であつて、有効量
の水溶性亜鉛塩と、亜鉛を錯化する水溶性ポリマ
ーと、オルトりん酸イオン源とを組合せて、工業
用水に加え、 (a) 亜鉛対亜鉛錯化性ポリマーの重量比を約1:
1〜約1:25の範囲とし、 (b) 亜鉛対オルトりん酸イオンの重量比を約2:
1〜約1:10の範囲とし、 (c) 亜鉛錯化剤は、重量平均分子量を約500〜約
25000とし、ポリアクリル酸またはアクリル
酸/アクリル酸低級アルキルエステルコポリマ
ー、または、これらの混合物とし、このコポリ
マーはアクリル酸40〜99モル%を含み、かつア
クリル酸低級アルキルエステルを、アクリル酸
エチルまたはアクリル酸メチルとする金属の腐
食およびスケールの形成を防止する方法であ
る。 さらに好ましい態様として、亜鉛錯化性ポリマ
ーはまず亜鉛塩と組合せて亜鉛/ポリマー錯体を
形成し、亜鉛が0.5〜5ppm、ポリマーが0.5〜
125ppmとなるように、オルトりん酸イオンを含
む腐食性の水に加える。他の好ましい態様は、こ
れらを同時にかまたは別々にすなわち単一の調製
物または個別の調製物として工業用水に加えたと
きに、これら3つの成分すべてが上記の比とな
り、かつ亜鉛および錯化性ポリマーが上記の濃度
となるようにする。 (発明の効果) 本発明の防食剤は、腐食およびスケール形成を
防止すべき系に加えたときに、各成分、すなわち
錯化性ポリマー、亜鉛またはオルトりん酸イオン
源の1つ、またはこれら3つの成分のうちの2つ
を組合せて加えたときに得られる効果より大きい
効果を達成する。 亜鉛錯化性ポリマー これらの錯化性ポリマーは、水溶性の遊離ラジ
カル触媒を含む通常の溶液重合技術によつて調製
する。たとえば米国特許第4196272号の重合技術
を参照。ポリマーはアクリル酸ホモポリマーまた
はアクリル酸/アクリル酸低級アルキルエステル
コポリマーとすることができる。好まししいコポ
リマーはアクリル酸約50〜99モル%およびアクリ
ル酸低級アルキルエステル約1〜50モル%を含む
コポリマーである。もつとも好ましいコポリマー
はアクリル酸およびアクリル酸エチルを含み、ア
クリル酸が50〜90重量%であり、さらにコポリマ
ーはアクリル酸80±10重量%を含むことが好まし
い。 公知の重合方法を使用して、ホモポリマーまた
はコポリマーの分子量を500〜25000とする必要が
ある。本発明の好ましいコポリマーは分子量が約
1000〜10000であり、アクリル酸のホモポリマー
またはコポリマーのもつとも好ましい分子量は約
1500〜7500である。 上記のように、コポリマーは水溶液重合技術を
使用して調製する。この重合は水溶性塩基、たと
えば水酸化ナトリウムまたはカリウムのようなア
ルカリ金属水酸化物を十分な量加えて、コポリマ
ーの調製およびその後において、コポリマーのPH
を約2.0〜9.0に保つことが必要であり、3.0〜5.0
が好ましいPHである。 コポリマーは通常のように重合させて、濃度20
〜80%のポリマー溶液とする。この溶液はコポリ
マーの亜鉛錯体を形成する前または後に、所望の
濃度に稀釈する。 またポリマーは1つを他のものと組合せて使用
することができる、すなわち、アクリル酸のホモ
ポリマーをアクリル酸アルキルエステル/アクリ
ル酸コポリマーと組合せ、亜鉛錯体を形成して、
循環する工業用水中で防食剤および/またはスケ
ール防止剤として有効に作用するのに必要な結果
を達成することができる。 亜鉛/コポリマー錯体の調製 亜鉛と錯化性ポリマーを含むアクリル酸の亜鉛
錯体は簡単に調製することができる。水溶性亜鉛
塩、たとえば塩化亜鉛、硫酸亜鉛、または酢酸亜
鉛を予め形成したポリマー溶液に加えて、ポリマ
ー対亜鉛イオンの重量比を約1:1〜25:1とす
る。好ましい重量比は2:1〜10:1である。亜
鉛/コポリマー錯体の水溶液はポリマー溶液を亜
鉛塩の水溶液に加えて合成することもできる。 前述のように、亜鉛/コポリマー錯体を調製す
るコポリマーの水溶液はPHを酸性とするが、亜鉛
塩、錯化性ポリマーおよびオルトりん酸イオン源
で調製した組成物のPHは約2.0〜約13.5とするこ
とができる。PHが高いときは、ポリマー対亜鉛の
重量比も高くして安定性を保つ必要がある。PHが
7.0より高いときは、ポリマー対亜鉛の重量比を
約3:1〜20:1とすることが好ましい。 その他 本発明の望ましい形態は、亜鉛/ポリマー錯体
を有効量の水溶性オルトりん酸イオン源と組合せ
て使用する。オルトりん酸イオンとしては本発明
の組成物に予めりん酸を加えるか、または腐食お
よびスケール形成を防止するために処理すべき工
業用水にオルトりん酸イオン源を別に加えてもよ
い。オルトりん酸イオン源は、亜鉛/コポリマー
組成物に加えるときに、錯体を不安定化しない型
および量とする必要がある。処理すべき工業用水
に別別に加えるときは、オルトりん酸イオン源は
無機のオルトりん酸イオン源たとえばりん酸また
は水溶性であるその金属またはアンモニウムの塩
を選ぶ。亜鉛/ポリマー錯体をオルトりん酸イオ
ンと組合せると、循環する冷却水または1回通過
する冷却水に、腐食またはスケール形成を生ずる
ことなしに、かつ冷却水のPHを制御するためにさ
らに他の成分を加える必要なしに、冷却効果を達
成することができる。 循環する工業用水の処理 上記のように亜鉛/ポリマー錯体とオルトりん
酸イオンとを組合せて処理すべき工業用水は、循
環でなくて1回通過の場合にも、冷却水または加
熱水として工業上に応用することができる。 特に循環する場合に有効であるが、1回通過冷
却、すなわち冷却を必要とする設備に水を取入れ
て、この系に水を一回通過させた後に環境に放出
することも通常行なわれる。ここで発明者の意図
するところは、工業用水の術語は冷却塔を通して
循環するために濃縮される水のみを意味するもの
でなく、一回通過させて使用する水も意味するも
のとする。もつとも効果を高めるには、亜鉛/ポ
リマー錯体をオルトりん酸イオンと組合せて、PH
が約7.5〜9.5の水中で使用する必要がある。この
ような工業用水は通常100〜1000ppmの炭酸カル
シウムを含むカルシウム硬度を有する。さらに、
通常このような水は炭酸マグネシウムとして測定
した100〜1000ppmのマグネシウム硬度を有し、
炭酸カルシウムとして測定したM−アルカリ度す
なわちメチルオレンジを指示薬としたときの炭酸
カルシウムが約50〜500ppmであり、導電度が約
250〜10000μmhoである。このような工業用水は
冷却を必要とする装置を通過させた後の温度が通
常約24〜約65℃(70〜150〓)、通常の動作温度は
約38〜60℃(100〜140〓)であろう。 これら3つの成分を組合せて工業用水に加え
て、この組成物は処理すべき工業用水に曝露され
る多様な金属面の腐食を防止し、スケール形成を
防止するのに有効な量とする。有効量の亜鉛/ポ
リマー/オルトりん酸イオンの組成物は全亜鉛の
量を約0.5〜5.0ppmとし、工業用水に含まれる亜
鉛対ポリマーの重量比を約1:1〜約1:25と
し、亜鉛対オルトりん酸イオンの重量比を約2:
1〜約1:10とする。効果を高めるために、工業
用水に含まれる亜鉛の濃度を約1.0〜約3.0ppmと
し、亜鉛対ポリマーの重量比を約1:1〜約1:
20とすることが好ましい。亜鉛対オルトりん酸イ
オンの重量比は約1:1〜約1:5とすることが
好ましく、約1:4がもつとも好ましい。 亜鉛/ポリマー錯体とオルトりん酸イオンとの
組成物は、循環水で通常使用される他の物質と組
合せて使用することができる。たとえば亜鉛/ポ
リマー錯体とオルトりん酸イオンとの組成物は、
さらにトリルトリアゾール、1−ヒドロキシ−エ
チリジン、1−ジホスホン酸のような成分、また
は1−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボ
ン酸のような他の錯化性オルガノホスホン酸も含
むことができる。亜鉛/ポリマー錯体とオルトり
ん酸イオンとの組成物が他の成分を含むときは、
防食性が特に改良され、スケール形成の防止は少
なくとも同等であり、循環する工業用水において
改良されることが多い。 本発明の利点を実証するために、次に実施例を
示す。 実施例 1 1975年11月4〜6日、ペンシルバニア州ピツツ
バーグで開催されたInternational Water
Conferenceの第38回年会で発表された論文に記
載されたパイロツト冷却塔を使用して錯化性ポリ
マー、亜鉛塩、オルトりん酸イオン源およびその
他の成分を含む組成物を試験した。試験した水は
PHが8.0〜9.0であり、炭酸カルシウムとしてのカ
ルシウム硬度が約300〜約400ppm、炭酸カルシウ
ムとしてのマグネシウム硬度が約150〜約
250ppm、およびM−アルカリ度が炭酸カルシウ
ムとして約100〜約300ppmであり、導電度は約
3800〜約4200μmhoであつた。さらにこの循環す
る水は硫酸イオン約1000ppm、塩化物イオン約
250ppm、およびナトリウムイオン約600ppmを含
んでいた。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method and composition for preventing metal corrosion and scale formation by industrial water. BACKGROUND OF THE INVENTION Many industrial applications require the use of aqueous solutions or water for a variety of purposes, such as heat exchangers, cooling towers, coolers, and other water-based heat transfer systems. As water comes into contact with the metal surfaces of this system,
When used in circulating or single-pass systems, after exposure to or saturation with air, it becomes corrosive to metal surfaces it comes into contact with. Furthermore, when water is used in a circulation system for concentrating dissolved salts, salts of metals such as calcium and magnesium, which are unique to the particular water, deposit on metal surfaces and form scales. If scale is present on the metal surface,
Interferes with the heat transfer properties of the metal, reducing the efficiency of the system. In addition, severe corrosion of the metal surface progresses under the scale. It is important to minimize scale deposition and corrosion of the metal surfaces of heat transfer products. To achieve this purpose, anti-corrosion and anti-scaling agents are added to the water. The metals used in the device are diverse, including iron in the form of steel, aluminum, copper, and copper alloys. Copper in ionic form dissolved in water is known to accelerate the corrosion of iron, and therefore many corrosion inhibitors contain copper chelators or copper inhibitors, such as tolyltriazole, to accelerate the corrosion of metals. Minimize further. (Problems to be Solved by the Invention) It is an object of the present invention to improve the effectiveness of such metal anticorrosive agents. (Means for Solving the Problems) The present invention provides a method for preventing corrosion and scale formation of metals exposed to industrial water, comprising: an effective amount of a water-soluble zinc salt; and a water-soluble polymer complexing the zinc. and an orthophosphate ion source and added to industrial water, (a) a weight ratio of zinc to zinc complexing polymer of about 1:
(b) a weight ratio of zinc to orthophosphate ions of about 2:1 to about 1:25;
(c) the zinc complexing agent has a weight average molecular weight of about 500 to about 1:10;
25000, polyacrylic acid or acrylic acid/lower alkyl acrylic ester copolymer, or a mixture thereof, which copolymer contains 40 to 99 mol% of acrylic acid, and the lower alkyl acrylate is combined with ethyl acrylate or acrylic acid. This is a method of preventing metal corrosion and scale formation using acid methyl. In a further preferred embodiment, the zinc-complexing polymer is first combined with a zinc salt to form a zinc/polymer complex, with 0.5-5 ppm zinc and 0.5-5 ppm polymer.
Add to corrosive water containing orthophosphate ions to a concentration of 125 ppm. Another preferred embodiment is such that all three components are in the above ratio when added to the industrial water simultaneously or separately, i.e. in a single preparation or in separate preparations, and the zinc and complexing Bring the polymer to the above concentration. (Effects of the Invention) When the anticorrosive agent of the present invention is added to a system in which corrosion and scale formation are to be prevented, each component, that is, a complexing polymer, one of zinc or an orthophosphate ion source, or one of these three Achieve an effect that is greater than the effect obtained when two of the two components are added in combination. Zinc Complexing Polymers These complexing polymers are prepared by conventional solution polymerization techniques involving water-soluble free radical catalysts. See, for example, the polymerization technique of US Pat. No. 4,196,272. The polymer can be an acrylic acid homopolymer or an acrylic acid/acrylic acid lower alkyl ester copolymer. Preferred copolymers are those containing about 50 to 99 mole percent acrylic acid and about 1 to 50 mole percent acrylic acid lower alkyl ester. A most preferred copolymer comprises acrylic acid and ethyl acrylate, with 50 to 90% by weight of acrylic acid, and more preferably the copolymer comprises 80±10% by weight of acrylic acid. The molecular weight of the homopolymer or copolymer should be between 500 and 25,000 using known polymerization methods. Preferred copolymers of the invention have a molecular weight of about
1,000 to 10,000, and the most preferred molecular weight of the homopolymer or copolymer of acrylic acid is approximately
1500-7500. As mentioned above, the copolymers are prepared using aqueous polymerization techniques. This polymerization is carried out by adding sufficient amounts of a water-soluble base, e.g.
It is necessary to keep the
is the preferred pH. The copolymer was polymerized as usual, with a concentration of 20
~80% polymer solution. This solution is diluted to the desired concentration before or after forming the copolymer zinc complex. The polymers can also be used one in combination with the other, i.e. a homopolymer of acrylic acid is combined with an acrylic acid alkyl ester/acrylic acid copolymer to form a zinc complex;
The results necessary to act effectively as a corrosion inhibitor and/or scale inhibitor in circulating industrial waters can be achieved. Preparation of Zinc/Copolymer Complexes Zinc complexes of acrylic acid containing zinc and complexing polymers are easily prepared. A water-soluble zinc salt, such as zinc chloride, zinc sulfate, or zinc acetate, is added to the preformed polymer solution to provide a weight ratio of polymer to zinc ion of about 1:1 to 25:1. The preferred weight ratio is 2:1 to 10:1. An aqueous solution of zinc/copolymer complex can also be synthesized by adding a polymer solution to an aqueous solution of zinc salt. As previously mentioned, the aqueous solution of the copolymer from which the zinc/copolymer complex is prepared has an acidic PH, whereas the composition prepared with the zinc salt, complexing polymer, and orthophosphate ion source has a PH of about 2.0 to about 13.5. can do. When the pH is high, the polymer to zinc weight ratio must also be high to maintain stability. PH is
Above 7.0, a weight ratio of polymer to zinc of about 3:1 to 20:1 is preferred. Miscellaneous A preferred form of the invention uses a zinc/polymer complex in combination with an effective amount of a water-soluble orthophosphate ion source. As orthophosphate ions, phosphoric acid may be added to the composition of the present invention beforehand, or a source of orthophosphate ions may be added separately to the industrial water to be treated to prevent corrosion and scale formation. The orthophosphate ion source should be of a type and amount that does not destabilize the complex when added to the zinc/copolymer composition. When added separately to the industrial water to be treated, the source of orthophosphate ions is chosen as an inorganic source of orthophosphate ions, such as phosphoric acid or its water-soluble metal or ammonium salts. Combining the zinc/polymer complex with orthophosphate ions provides additional benefits to circulating or single-pass cooling water without corrosion or scale formation, and to control the PH of the cooling water. A cooling effect can be achieved without the need to add ingredients. Treatment of circulating industrial water As mentioned above, industrial water to be treated with a combination of zinc/polymer complex and orthophosphate ions can be used industrially as cooling water or heating water even when it is not circulated but is passed through once. It can be applied to Although particularly useful in recirculating systems, single-pass cooling is also commonly practiced, ie, introducing water into equipment requiring cooling and passing the water through the system once before discharging it to the environment. It is the inventor's intention here that the term industrial water refers not only to water that is concentrated for circulation through a cooling tower, but also to water that is passed through and used once. However, to increase the effectiveness, the zinc/polymer complex can be combined with orthophosphate ions to
Must be used in water with a temperature of approximately 7.5 to 9.5. Such industrial water usually has a calcium hardness containing 100-1000 ppm calcium carbonate. moreover,
Typically such water has a magnesium hardness of 100 to 1000 ppm, measured as magnesium carbonate;
M-alkalinity measured as calcium carbonate, that is, calcium carbonate when methyl orange is used as an indicator, is approximately 50 to 500 ppm, and the conductivity is approximately
It is 250 to 10000 μmho. The temperature of such industrial water after passing through equipment that requires cooling is usually about 24 to about 65℃ (70 to 150〓), and the normal operating temperature is about 38 to 60℃ (100 to 140〓). Will. When these three components are combined and added to industrial water, the composition is in an amount effective to inhibit corrosion and prevent scale formation on a variety of metal surfaces exposed to industrial water to be treated. The effective amount of zinc/polymer/orthophosphate ion composition has a total zinc amount of about 0.5 to 5.0 ppm and a zinc to polymer weight ratio of about 1:1 to about 1:25 in the industrial water; The weight ratio of zinc to orthophosphate ions is approximately 2:
1 to about 1:10. To increase effectiveness, the concentration of zinc in the industrial water should be from about 1.0 to about 3.0 ppm, and the weight ratio of zinc to polymer should be from about 1:1 to about 1:1.
It is preferable to set it to 20. Preferably, the weight ratio of zinc to orthophosphate ions is from about 1:1 to about 1:5, more preferably about 1:4. Compositions of zinc/polymer complexes and orthophosphate ions can be used in combination with other materials commonly used in circulating water. For example, the composition of zinc/polymer complex and orthophosphate ion is
Additionally, components such as tolyltriazole, 1-hydroxy-ethyridine, 1-diphosphonic acid, or other complexing organophosphonic acids such as 1-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid may also be included. When the composition of zinc/polymer complex and orthophosphate ion contains other components,
Corrosion protection is particularly improved, and the prevention of scale formation is at least as good and often improved in circulating industrial water. Examples are presented below to demonstrate the advantages of the invention. Example 1 International Water Conference held in Pittsburgh, Pennsylvania, November 4-6, 1975
Compositions containing a complexing polymer, a zinc salt, an orthophosphate ion source, and other ingredients were tested using a pilot cooling tower as described in a paper presented at the 38th Annual Meeting of the Conference. The water tested was
PH is 8.0 to 9.0, calcium hardness as calcium carbonate is approximately 300 to approximately 400 ppm, and magnesium hardness as calcium carbonate is approximately 150 to approximately
250ppm, and M-alkalinity is about 100 to about 300ppm as calcium carbonate, and the conductivity is about
It was 3800 to about 4200 μmho. Furthermore, this circulating water contains approximately 1000 ppm of sulfate ions and approximately 1000 ppm of chloride ions.
250 ppm, and about 600 ppm sodium ions.

【表】【table】

【表】 この水に第1表に示す成分の活性量を加えた。
第1表は、錯化性ポリマー、水溶性亜鉛塩を加え
て生じた亜鉛イオンから計算した亜鉛、オルトり
ん酸陰イオン源を加えて生じたオルトりん酸陰イ
オンから計算したオルトりん酸イオンを示す。こ
れらの各成分は第1表にppmで示す活性濃度で存
在した。第1表の下段に、熱交換係数が約1580〜
約4730W/m2(約500〜約1500BUT/ft2/h)
の軟鋼熱交換管について、腐食結果は、この条件
で1年間に損失した軟鋼の厚みmil(0.0254mm)
(以下mpyという)で示し、形成されたスケール
は、金属面186cm2(0.2ft2)につき1日間に沈着し
たmgで計算して示す。 第1欄は、組成物を示し、好ましい分子量のア
クリル酸/アクリル酸エチルコポリマー6ppmと、
同様に好ましい分子量のアクリル酸ホモポリマー
2ppmを、亜鉛3ppmと組合せて含む、この組成物
を前記パイロツト冷却塔の循環水に使用して、再
現性のある結果が得られる時間試験した。腐食結
果は、軟鋼伝熱管は1年間に約0.99mm(約39mil)
の割合であつた。これは高すぎて許容できる程度
でない。 同時に、この伝熱管に形成された沈着物の試験
結果によれば、上記組成物を使用して、金属面約
186cm2(約0.2ft2)に1日間で615mg付着し、これ
も許容できる程度でない。 第1表の第2欄は、錯化性ポリマーおよび亜鉛
に、腐食およびスケール形成の防止剤として使用
される通常のオルガノりん酸イオンの組合せを使
用した。上記と同一の水および同一の条件におい
て、腐食結果は1年間に1.48mm(59mil)、スケー
ル形成は、金属面186cm2(0.2ft2)につき1日間に
沈着した量が735mgであつた。 第3欄は、錯化性ポリマーおよび亜鉛に他の通
常のホスホン酸型防食剤1−ホスホノブタン−
1,2,4−トリカルボン酸(PBTC)3ppmを
組合せた結果を示し、これも腐食率が62mpy、ス
ケール形成率が金属面186cm2(0.2ft2)につき1日
間で851mgであつた。 第1表の他の欄は、錯化性ポリマーに、亜鉛お
よび/またはオルトりん酸イオンを加えた多様な
組合せを示す。さらにこの表には、錯化性ポリマ
ー、亜鉛およびオルトりん酸イオンに、付加的に
オルガノりん酸イオン、りん酸イオンおよび/ま
たはトリルトリアゾール成分も含む組合せの結果
も示す。表より明かなように、錯化性ポリマー、
亜鉛およびオルトりん酸イオンの組合せは、すべ
て優れた結果を示し、腐食率は1.4〜11.8mpyで
あり、スケール形成率は金属面186cm2(0.2ft2)に
つき1日間に約23mg〜145mgであつた。 第1表のいくつかの欄は、ポリマーとオルトり
ん酸イオンとの組合せのみ、またはオルトりん酸
イオンと亜鉛との組合せのみを示し、これらの結
果は亜鉛とホスホン酸イオンとの組合せよりも改
良された結果を示すが、とにかく本発明の三重組
合せの組成物を使用した時には驚くべき良好な結
果が得られる。 第1表に示す結果に加えて、亜鉛/ポリマー錯
体の製法、および循環する水系におけるこの型の
組成物の評価を示す実施例を記載する。 実施例 2 この例は亜鉛/コポリマー錯体の製法を示す。
使用したコポリマーはアクリル酸として示される
アクリル酸ナトリウム約80重量%と、アクリル酸
エチル約20重量%とを含み、20%の水溶液であつ
た。なおコポリマーの分子量は約1500であつた。 この組成物はコポリマー溶液に次表に示す量の
成分を加えた。 組成物A 成 分 重量% コポリマー 55.0 脱イオン水 19.5 水酸化カリウム(45%活性) 7.5 塩化亜鉛(67%活性) 18.0 塩化亜鉛以外の成分を混合して均質な溶液と
し、これを十分に撹拌しながら塩化亜鉛を加え
て、本発明の亜鉛/コポリマー錯体を形成した。
溶液のPHは3.7であつた。以下、この組成物を組
成物Aと呼ぶ。 実施例 3 実施例1の製法と同様にして、次の成分から組
成物Bを調製した。 組成物B 成 分 重量% コポリマー 45.8 商品名Mobay OC−2003 4.0 脱イオン水 34.3 りん酸(85%活性) 9.7 塩化亜鉛(67%活性) 6.2 溶液のPHは約2.0であり、最終製品は加温して、
市販のアゾール銅防食剤Mobay OC−2003すな
わち水溶性銅防食剤トリルトリアゾールの溶解を
促進した。 実施例2および3において、亜鉛塩以外の他の
すべての成分を含む溶液に、亜鉛塩を溶解するこ
とが重要である。もしそうでないときは、錯体が
不溶性水酸化物を生成する傾向がある。 循環水素における、本発明の組成物の防食効果の
評価 試験方法は実験室規模の冷却系を使用した。こ
の装置の詳細はInternational Water
Conference(1975年11月4〜6日、ペンシルバニ
ア州ピツツバーグ)において発表されたNalco
Chemical CompanyのD.T.Reed、R.Nassの
“Small−Scale Short−Term Methods of
Evaluating Cooling Water Treatments…Are
They Worthwhile?”に記載されている。 この試験装置を使用して、試験水に個別に加え
た各成分に対して組成物Aを試験した。試験装置
内の水の特性値は次のとおりであつた。 PH 8.4〜 8.8 アルカリ度 90 〜216 カルシウム 330 〜410 マグネシウム 80 〜270 単一の組成物としてか、または種々の成分を個
別に循環水に加えて本発明の3つの主要成分、す
なわち亜鉛、ポリマーおよびオルトりん酸イオン
を組合せるかして、8回の試験を行なつた。 第2表に示すように、亜鉛の全濃度が0.5ppm
より多く、亜鉛対ポリマーの比が1:2〜1:
10、好ましくは1:4〜1:5で、かつ亜鉛対オ
ルトりん酸イオンの比が約1:2〜約1:4のと
きに好ましい結果が得られた。
[Table] Active amounts of the ingredients shown in Table 1 were added to this water.
Table 1 shows zinc calculated from zinc ions generated by adding a complexing polymer and water-soluble zinc salt, and orthophosphate ions calculated from orthophosphate anions generated by adding an orthophosphate anion source. show. Each of these components was present at the active concentrations shown in ppm in Table 1. At the bottom of Table 1, the heat exchange coefficient is approximately 1580~
Approximately 4730W/m 2 (approximately 500 to 1500BUT/ft 2 /h)
For a mild steel heat exchange tube, the corrosion results are as follows: Mild steel thickness mil (0.0254 mm) lost in one year under these conditions
(hereinafter referred to as mpy), and the scale formed is calculated in mg deposited per day per 186 cm 2 (0.2 ft 2 ) of metal surface. Column 1 shows the composition, with a preferred molecular weight acrylic acid/ethyl acrylate copolymer of 6 ppm;
Similarly preferred molecular weight acrylic acid homopolymers
This composition, containing 2 ppm of zinc in combination with 3 ppm of zinc, was used in the pilot cooling tower circulating water and tested for a period of time with reproducible results. The corrosion result for mild steel heat exchanger tubes is approximately 0.99mm (approximately 39mil) per year.
It was at a ratio of This is too high to be acceptable. At the same time, according to test results of deposits formed on this heat transfer tube, using the above composition, metal surfaces of approximately
615 mg was deposited on 186 cm 2 (approximately 0.2 ft 2 ) in one day, which is also not acceptable. Column 2 of Table 1 used a combination of complexing polymer and zinc with a common organophosphate ion used as a corrosion and scaling inhibitor. In the same water and under the same conditions as above, corrosion results were 1.48 mm (59 mils) per year and scale formation was 735 mg deposited per 186 cm 2 (0.2 ft 2 ) of metal surface per day. Column 3 lists complexing polymers and zinc as well as other common phosphonic acid type corrosion inhibitors, 1-phosphonobutane-
Results are shown for a combination of 3 ppm of 1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC), which also had a corrosion rate of 62 mpy and a scale formation rate of 851 mg per 186 cm 2 (0.2 ft 2 ) of metal surface per day. Other columns in Table 1 show various combinations of complexing polymers with zinc and/or orthophosphate ions. The table also shows the results for combinations which, in addition to the complexing polymer, zinc and orthophosphate ions, also contain organophosphate ions, phosphate ions and/or tolyltriazole components. As is clear from the table, complexing polymer,
Combinations of zinc and orthophosphate ions all showed excellent results, with corrosion rates ranging from 1.4 to 11.8 mpy and scaling rates ranging from approximately 23 mg to 145 mg per 186 cm 2 (0.2 ft 2 ) of metal surface per day. Ta. Some columns in Table 1 show only the combination of polymer and orthophosphate ions, or only the combination of orthophosphate ions and zinc, and these results show improvements over the combination of zinc and phosphonate ions. However, surprisingly good results are obtained when using the triple combination composition of the invention. In addition to the results shown in Table 1, examples are provided that demonstrate the preparation of zinc/polymer complexes and the evaluation of this type of composition in a circulating aqueous system. Example 2 This example demonstrates the preparation of a zinc/copolymer complex.
The copolymer used contained about 80% by weight of sodium acrylate, designated as acrylic acid, and about 20% by weight of ethyl acrylate, and was a 20% aqueous solution. The molecular weight of the copolymer was approximately 1,500. The composition was prepared by adding the components to the copolymer solution in the amounts shown in the table below. Composition A Ingredients Weight % Copolymer 55.0 Deionized water 19.5 Potassium hydroxide (45% active) 7.5 Zinc chloride (67% active) 18.0 Mix the ingredients other than zinc chloride to form a homogeneous solution and stir thoroughly. while adding zinc chloride to form the zinc/copolymer complex of the present invention.
The pH of the solution was 3.7. This composition will be referred to as composition A hereinafter. Example 3 Composition B was prepared from the following ingredients in the same manner as in Example 1. Composition B Components Weight % Copolymer 45.8 Trade Name Mobay OC-2003 4.0 Deionized Water 34.3 Phosphoric Acid (85% active) 9.7 Zinc Chloride (67% active) 6.2 The pH of the solution is approximately 2.0 and the final product is heated do,
It promoted the dissolution of the commercially available azole copper corrosion inhibitor Mobay OC-2003, a water-soluble copper corrosion inhibitor tolyltriazole. In Examples 2 and 3, it is important that the zinc salt is dissolved in a solution containing all other ingredients except the zinc salt. If this is not the case, the complex will tend to form insoluble hydroxides. Evaluation of the anticorrosive effect of the compositions of the invention in circulating hydrogen The test method used a laboratory scale cooling system. For more information on this device please visit International Water
Nalco Conference (November 4-6, 1975, Pittsburgh, Pennsylvania)
DTReed of Chemical Company, “Small−Scale Short−Term Methods of R.Nass”
Evaluating Cooling Water Treatments…Are
Are they worth while? This test apparatus was used to test Composition A against each component added individually to the test water. The characteristics of the water in the test apparatus were as follows: PH 8.4-8.8 Alkalinity 90-216 Calcium 330-410 Magnesium 80-270 The three main components of the invention, namely zinc, polymer and Eight tests were conducted using combinations of orthophosphate ions.As shown in Table 2, the total concentration of zinc was 0.5 ppm.
more, the ratio of zinc to polymer is 1:2 to 1:
10, preferably from 1:4 to 1:5, and favorable results have been obtained when the ratio of zinc to orthophosphate ions is from about 1:2 to about 1:4.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水系において腐食およびスケール形成を防止
する組成物であつて、 亜鉛対ポリマーの重量比が1:1〜1:25であ
る水溶性亜鉛/ポリマー錯体の水溶液が、水溶性
オルトりん酸イオン源を溶解して含み、 亜鉛対オルトりん酸イオンの重量比が約2:1
〜約1:10であり、 前記ポリマーは分子量が約500〜約25000であつ
て、アクリル酸のホモポリマー、またはアクリル
酸/アクリル酸低級アルキルエステルコポリマ
ー、またはこれらの混合物であり、このコポリマ
ーはアクリル酸含量が約40〜約99モル%であり、 かつこの水溶液はPHが約2.0〜約14.0である組
成物。 2 PH約7.5〜約9.5の工業用水に曝露した金属に
ついて、腐食およびスケール形成を防止する方法
であつて、 この水に水溶性亜鉛塩、亜鉛錯化性ポリマーお
よびオルトりん酸イオン源の有効量の組合せを加
え、 (a) 亜鉛対亜鉛錯化性ポリマーの重量比を約1:
1〜約1:25とし、 (b) 亜鉛対オルトりん酸イオンの重量比を約2:
1〜約1:10とし、かつ (c) 錯化性ポリマーは、重量平均分子量を約500
〜約25000とするポリアクリル酸、またはアク
リル酸/アクリル酸低級アルキルエステルコポ
リマー、またはこれらの混合物とし、このコポ
リマーはアクリル酸を40〜99モル%含み、かつ
アクリル酸低級アルキルエステルをアクリル酸
エチルまたはアクリル酸メチルとする、 腐食およびスケール形成の防止方法。 3 (a) 亜鉛対錯化性ポリマーの重量比を約1:
1〜約1:8とし、 (b) 亜鉛対オルトりん酸イオンの重量比を約1:
1〜約1:5とし、 (c) 錯化性ポリマーの重量平均分子量を約1000〜
約10000とし、かつ (d) 水溶性亜鉛塩、亜鉛錯化性ポリマーおよびオ
ルトりん酸イオン源の有効量の組合せを工業用
水に加えて、亜鉛の全濃度を約1〜約3ppmと
する、特許請求の範囲第2項記載の方法。 4 水溶性亜鉛塩、亜鉛錯化性ポリマーおよびオ
ルトりん酸イオン源の有効量の組合せを、亜鉛
塩、錯化性ポリマーおよびオルトりん酸イオン源
を含む単一の調製物として、工業用水に加える、
特許請求の範囲第3項記載の方法。 5 水溶性亜鉛塩、亜鉛錯化性ポリマー、および
オルトりん酸イオン源を、個別の調製物中の成分
としてそれぞれ工業用水に加えて、工業用水に曝
露しながらこれらの成分を組合せる、特許請求の
範囲第3項記載の方法。 6 工業用水は、オルトりん酸イオン源以外の任
意の酸源を加えないで、自然のPHとする、特許請
求の範囲第2項記載の方法。 7 水溶性亜鉛/ポリマー錯体は、亜鉛対ポリマ
ーの重量比が1:1〜1:8であり、亜鉛錯化性
ポリマーは、重量平均分子量が約1000〜約10000
であり、かつ水溶液は、PHが約3.0〜約8.0である
特許請求の範囲第1項記載の組成物。 8 他の防食剤として、トリルトリアゾール、オ
ルガノりん酸イオン源、ホスホン酸イオン源、ポ
リりん酸イオン源、またはこれらの混合物を付加
的に含む、特許請求の範囲第1項記載の組成物。 9 水系が循環する水系である、特許請求の範囲
第1項記載の組成物。
[Scope of Claims] 1. A composition for preventing corrosion and scale formation in an aqueous system, wherein an aqueous solution of a water-soluble zinc/polymer complex having a weight ratio of zinc to polymer of 1:1 to 1:25 is a water-soluble Contains a dissolved source of orthophosphate ions, with a weight ratio of zinc to orthophosphate ions of approximately 2:1.
to about 1:10, and the polymer has a molecular weight of about 500 to about 25,000 and is an acrylic acid homopolymer, or an acrylic acid/acrylic acid lower alkyl ester copolymer, or a mixture thereof; A composition having an acid content of about 40 to about 99 mol%, and the aqueous solution having a pH of about 2.0 to about 14.0. 2. A method for preventing corrosion and scale formation on metals exposed to industrial water having a pH of about 7.5 to about 9.5, the method comprising: adding to the water an effective amount of a water-soluble zinc salt, a zinc-complexing polymer, and a source of orthophosphate ions; (a) a weight ratio of zinc to zinc complexing polymer of about 1:
(b) a weight ratio of zinc to orthophosphate ions of about 2:1 to about 1:25;
1 to about 1:10, and (c) the complexing polymer has a weight average molecular weight of about 500.
~25,000 polyacrylic acid, or an acrylic acid/acrylic acid lower alkyl ester copolymer, or a mixture thereof, containing 40 to 99 mole percent acrylic acid, and containing acrylic acid lower alkyl ester to ethyl acrylate or acrylic acid lower alkyl ester. Method for preventing corrosion and scale formation using methyl acrylate. 3 (a) The weight ratio of zinc to complexing polymer is approximately 1:
(b) the weight ratio of zinc to orthophosphate ions is about 1:1 to about 1:8;
1 to about 1:5, and (c) the weight average molecular weight of the complexing polymer is about 1000 to about 1:5.
and (d) adding to the industrial water a combination of an effective amount of a water-soluble zinc salt, a zinc-complexing polymer, and an orthophosphate ion source to provide a total zinc concentration of about 1 to about 3 ppm. The method according to claim 2. 4. Adding an effective amount of a combination of a water-soluble zinc salt, a zinc complexing polymer, and an orthophosphate ion source to industrial water as a single preparation comprising the zinc salt, complexing polymer, and orthophosphate ion source. ,
The method according to claim 3. 5. A claim in which a water-soluble zinc salt, a zinc-complexing polymer, and a source of orthophosphate ions are each added to industrial water as components in separate preparations, and the components are combined during exposure to industrial water. The method described in item 3 within the scope of 6. The method according to claim 2, wherein the industrial water has a natural pH without adding any acid source other than an orthophosphate ion source. 7 The water-soluble zinc/polymer complex has a zinc to polymer weight ratio of 1:1 to 1:8, and the zinc complexing polymer has a weight average molecular weight of about 1000 to about 10000.
The composition according to claim 1, wherein the aqueous solution has a pH of about 3.0 to about 8.0. 8. The composition according to claim 1, which additionally contains tolyltriazole, an organophosphate ion source, a phosphonate ion source, a polyphosphate ion source, or a mixture thereof as another anticorrosive agent. 9. The composition according to claim 1, wherein the aqueous system is a circulating aqueous system.
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