JPH07299497A - Scale preventing material - Google Patents
Scale preventing materialInfo
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- JPH07299497A JPH07299497A JP11953894A JP11953894A JPH07299497A JP H07299497 A JPH07299497 A JP H07299497A JP 11953894 A JP11953894 A JP 11953894A JP 11953894 A JP11953894 A JP 11953894A JP H07299497 A JPH07299497 A JP H07299497A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スケール防止剤に関す
るものである。さらに詳しくは、本発明は、ボイラーや
加熱蒸発器、水冷式熱交換器などに難溶性の塩が析出す
るのを防ぐスケール防止剤に関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a scale inhibitor. More specifically, the present invention relates to a scale inhibitor that prevents the sparingly soluble salt from depositing in a boiler, a heating evaporator, a water-cooling heat exchanger, or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】ボイラーや海水淡水化装置をはじめとす
る加熱蒸発系機器や、クーリングタワー等の水冷式熱交
換器には、天然水、水道水、工業用水または海水が用い
られる。これらの水に含まれるカルシウムイオン、マグ
ネシウムイオン等の陽イオン、炭酸イオン、重炭酸イオ
ンまたは硫酸イオン等の陰イオンの他、場合によって
は、系内で使用される防蝕剤に起因する亜鉛イオンやリ
ン酸イオンが難溶性の塩として伝熱面等に析出付着し、
スケールが生成する。生成したスケールは、熱効率の低
下、管や伝熱面の局部腐食、循環系の閉鎖、破損等重大
な障害を引き起こす原因となる。従来、このようなスケ
ール障害を防ぐ目的で、リン酸系化合物(例えば特開昭
51−146341号公報)、リグニン系化合物等各種
のスケール防止剤が使用されている。しかしながら、リ
ン酸系化合物は防蝕効果を持ち併せたスケール防止剤で
はあるが、容易に加水分解を起こし防蝕効果が低下する
とともに、カルシウムイオンやマグネシウムイオン等と
反応し難溶性の塩を生成しスケール化する。さらに、系
外に排出された場合は、富栄養化の原因となり環境汚染
を生じるので好ましくない。また、リグニン系化合物は
天然物であるため、品質が一定でなく性能にばらつきが
ある。このような問題を解決する目的で、ポリ(メタ)
アクリル酸塩[以下、アクリル酸とメタクリル酸をあわ
せて(メタ)アクリル酸という](例えば特公昭49−
30914号公報)、(メタ)アクリル酸ヒドロキシア
ルキルエステル系単量体の重合体(例えば特開昭59−
196799号公報)、マレイン酸系単量体の重合体
(例えば特開昭47−11357号公報、特開昭61−
178097号公報、特開昭62−91295号公
報)、マレイン酸系単量体と(メタ)アクリル酸系単量
体の共重合体(例えば特開昭50−26764号公報、
特開昭57−149312号公報、特開昭58−216
796号公報)、マレイン酸系単量体とポリオキシアル
キレンモノアリルエーテルの共重合体(例えば特開昭5
9−176312号公報、特開昭58−6295号公
報、特開昭59−12908号公報)等がスケール防止
剤として提案されている。しかしポリ(メタ)アクリル
酸塩は、高濃縮時には分散力が低下しスケールを生成し
やすい欠点がある。(メタ)アクリル酸ヒドロキシアル
キルエステル系単量体の重合体は、エステル結合を含む
ために加水分解しその性能が低下するため、加熱蒸発系
機器等の温度の高い系での使用には適さない。マレイン
酸系単量体の重合体およびマレイン酸系単量体とアクリ
ル酸系単量体の共重合体は、スケールの原因となるカル
シウムイオンやマグネシウムイオン等の陽イオンの捕捉
には効果があるが、スケール成分の分散作用や結晶成長
を抑制する効果が不十分である。マレイン酸系単量体と
ポリオキシアルキレンモノアリルエーテルの共重合体
は、上記問題を解決すべく提案されたスケール防止剤で
あるが、スケール成分の分散作用や結晶成長を抑制する
効果はまだ十分とはいえない。2. Description of the Related Art Natural water, tap water, industrial water or sea water is used for heating and evaporating system equipment such as boilers and seawater desalination equipment, and water cooling type heat exchangers such as cooling towers. In addition to cations such as calcium ions and magnesium ions contained in these water, anions such as carbonate ions, bicarbonate ions or sulfate ions, zinc ions derived from the corrosion inhibitor used in the system or Phosphate ions are deposited as a sparingly soluble salt on the heat transfer surface, etc.,
Scale is generated. The generated scale causes serious problems such as deterioration of thermal efficiency, localized corrosion of pipes and heat transfer surfaces, closure of circulation system, and breakage. Conventionally, various scale inhibitors such as phosphoric acid compounds (for example, JP-A-51-146341) and lignin compounds have been used for the purpose of preventing such scale disorders. However, phosphoric acid compounds are scale inhibitors that also have anticorrosion effects, but easily cause hydrolysis and reduce anticorrosion effects, and react with calcium ions, magnesium ions, etc. to form sparingly soluble salts and scale. Turn into. Further, if discharged to the outside of the system, it causes eutrophication and causes environmental pollution, which is not preferable. Further, since the lignin compound is a natural product, the quality is not constant and the performance varies. In order to solve such problems, poly (meta)
Acrylate salt [hereinafter, acrylic acid and methacrylic acid are collectively referred to as (meth) acrylic acid] (for example, Japanese Patent Publication No.
30914), polymers of hydroxyalkyl ester-based (meth) acrylic acid monomers (for example, JP-A-59-59).
196799), polymers of maleic acid-based monomers (for example, JP-A-47-11357 and JP-A-61-1).
178097, JP-A-62-91295), a copolymer of a maleic acid-based monomer and a (meth) acrylic acid-based monomer (for example, JP-A-50-26764,
JP-A-57-149312 and JP-A-58-216
796), a copolymer of a maleic acid-based monomer and a polyoxyalkylene monoallyl ether (see, for example, JP-A No.
9-176312, JP-A-58-6295, JP-A-59-12908) and the like have been proposed as scale inhibitors. However, the poly (meth) acrylic acid salt has a drawback in that the dispersive power is lowered at the time of high concentration and scale is easily generated. Polymers of hydroxyalkyl ester (meth) acrylic acid type monomers are not suitable for use in high temperature systems such as heating and evaporation system equipment because they hydrolyze because they contain ester bonds and their performance deteriorates. . Polymers of maleic acid-based monomers and copolymers of maleic acid-based monomers and acrylic acid-based monomers are effective in trapping cations such as calcium ions and magnesium ions that cause scale. However, the effect of suppressing the scale component dispersion action and crystal growth is insufficient. A copolymer of a maleic acid-based monomer and a polyoxyalkylene monoallyl ether is a scale inhibitor proposed to solve the above problem, but the effect of suppressing the scale component dispersing action and crystal growth is still insufficient. Not really.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れたスケ
ール防止効果を有し、高温においてもスケール防止性能
を発揮し、環境汚染の問題を生ずることがなく、系内で
使用される防蝕剤、スライム防除剤またはキレート剤と
の併用においても、その効果を十分に発揮しうるスケー
ル防止剤を提供することを目的とするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has an excellent scale-preventing effect, exhibits scale-preventing performance even at high temperatures, does not cause a problem of environmental pollution, and is used as an anticorrosive agent in a system. Even when used in combination with a slime control agent or a chelating agent, it is an object of the present invention to provide a scale inhibitor capable of sufficiently exerting its effect.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記のよ
うなスケール防止剤の抱える問題点を解決するために鋭
意検討した結果、特定構造のポリオキシアルキレン化合
物と無水マレイン酸の溶液重合または塊状重合により得
られる共重合体またはその誘導体が、優れたスケール防
止効果を有することを見いだし、その知見に基づいて本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、 (1)(a)下記の一般式[1] R1O(AO)nR2 …[1] (ただし、式中、R1は炭素数2〜5のアルケニル基で
あり、R2は炭素数1〜40の炭化水素基であり、AO
は炭素数2〜4のオキシアルキレン基でその50〜10
0モル%はオキシエチレン基であり、nはオキシアルキ
レンの平均付加モル数で1〜100である。)で示され
るポリオキシアルキレン化合物と(b)無水マレイン酸を
必須単量体として含み、酸無水物基と反応しない有機溶
剤を用いた溶液重合または溶剤を全く用いない塊状重合
により得られた共重合体、その加水分解物またはその加
水分解物の塩からなるスケール防止剤、および、 (2)(a)と(b)とのモル比が(a):(b)=3:7〜
7:3であり、かつ数平均分子量が500〜100,0
00である第(1)項記載のスケール防止剤を提供するも
のである。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies for solving the problems of the above scale inhibitors, the present inventors have found that a solution polymerization of a polyoxyalkylene compound having a specific structure and maleic anhydride is carried out. Further, it was found that a copolymer or a derivative thereof obtained by bulk polymerization has an excellent scale preventing effect, and the present invention has been completed based on the finding. That is, the present invention provides (1) (a) the following general formula [1] R 1 O (AO) n R 2 ... [1] (wherein R 1 is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms). R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and A 2
Is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and its 50 to 10
0 mol% is an oxyethylene group, and n is an average number of added moles of oxyalkylene of 1 to 100. ) And a (b) maleic anhydride as an essential monomer, obtained by solution polymerization using an organic solvent that does not react with an acid anhydride group or bulk polymerization using no solvent. A scale inhibitor comprising a polymer, a hydrolyzate thereof or a salt of the hydrolyzate, and (2) the molar ratio of (a) and (b) is (a) :( b) = 3: 7-
7: 3 and a number average molecular weight of 500 to 100,0
The scale preventive agent according to item (1) is 00.
【0005】一般式[1]において、R1で示される炭
素数2〜5のアルケニル基としては、ビニル基、アリル
基、メタリル基、1,1−ジメチル−2−プロペニル
基、3−メチル−3−ブテニル基等がある。R1で示さ
れるアルケニル基の炭素数が6以上になると、スケール
成分の分散作用が低下するので好ましくない。一般式
[1]において、R2で示される炭素数1〜40の炭化
水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イ
ソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、第二ブチル
基、第三ブチル基、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、ウンデシル基、ドデシル基、イソト
リデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソセ
チル基、オクタデシル基、イソステアリル基、オクチル
ドデシル基、ドコシル基、デシルテトラデシル基等の脂
肪族飽和炭化水素基;アリル基、オレイル基等の脂肪族
不飽和炭化水素基;シクロヘキシル基、メチルシクロヘ
キシル基等の脂環式飽和炭化水素基;シクロペンテニル
基、シクロヘキセニル基等の脂環式不飽和炭化水素基;
フェニル基、ベンジル基、クレジル基、ブチルフェニル
基、ジブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニル
フェニル基、ドデシルフェニル基、ジオクチルフェニル
基、ジノニルフェニル基、スチレン化フェニル基等の芳
香族炭化水素基または置換芳香族炭化水素基があり、こ
れらは1種類または2種類以上を混合して用いてもよ
い。R2で示される炭化水素基の炭素数が40を超える
と、疎水性が強くなりすぎ、共重合体のスケール防止効
果が低下するので好ましくない。一般式[1]におい
て、AOで示される炭素数2〜4のオキシアルキレン基
としては、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オ
キシトリメチレン基、1,2−オキシブチレン基、1,3
−オキシブチレン基、2,3−オキシブチレン基、オキ
シテトラメチレン基等が挙げられる。AOで示されるオ
キシアルキレン基が炭素数1のオキシメチレン基である
と、分解により有害なホルムアルデヒドが発生するので
好ましくない。AOで示されるオキシアルキレン基の炭
素数が5以上であると、得られる共重合体の親水性が十
分でなく、スケール防止効果が劣るので好ましくない。
AOで示されるオキシアルキレン基のうち50モル%以
上がオキシエチレン基であれば、2種類以上のオキシア
ルキレン基がブロック状またはランダム状のどのように
結合していてもよい。オキシアルキレン基のうち50モ
ル%以上がオキシエチレン基と限定されるのは、オキシ
エチレン基が50モル%未満の場合は水溶性が不十分と
なり、スケール防止効果が低減するからである。 また、nはオキシアルキレンの平均付加モル数を表し、
n=1〜100である。nが100を超えると、一般式
[1]で示されるポリオキシアルキレン化合物の粘度が
高くなり、製造が困難となるため好ましくない。一般式
[1]で表されるポリオキシアルキレン化合物と無水マ
レイン酸との共重合体は、一般式[1]で表されるポリ
オキシアルキレン化合物と無水マレイン酸とを酸無水物
基と反応しない有機溶剤中、場合によっては溶剤を全く
用いない系で、重合開始剤を用いて共重合させることで
容易に得ることができる。In the general formula [1], the alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms represented by R 1 is vinyl group, allyl group, methallyl group, 1,1-dimethyl-2-propenyl group, 3-methyl- 3-butenyl group and the like. When the alkenyl group represented by R 1 has 6 or more carbon atoms, the dispersing action of the scale component decreases, which is not preferable. In the general formula [1], the hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms represented by R 2 is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a secondary butyl group, a tertiary butyl group. Group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, isocetyl group, octadecyl group, isostearyl group Saturated aliphatic hydrocarbon groups such as octyldodecyl group, docosyl group and decyltetradecyl group; aliphatic unsaturated hydrocarbon groups such as allyl group and oleyl group; alicyclic saturated hydrocarbon groups such as cyclohexyl group and methylcyclohexyl group Group; alicyclic unsaturated hydrocarbon group such as cyclopentenyl group and cyclohexenyl group;
Aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, benzyl group, cresyl group, butylphenyl group, dibutylphenyl group, octylphenyl group, nonylphenyl group, dodecylphenyl group, dioctylphenyl group, dinonylphenyl group, styrenated phenyl group or There are substituted aromatic hydrocarbon groups, and these may be used alone or in combination of two or more. If the number of carbon atoms of the hydrocarbon group represented by R 2 exceeds 40, the hydrophobicity becomes too strong, and the scale preventive effect of the copolymer decreases, which is not preferable. In the general formula [1], the oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms represented by AO includes oxyethylene group, oxypropylene group, oxytrimethylene group, 1,2-oxybutylene group, 1,3
Examples include an -oxybutylene group, a 2,3-oxybutylene group and an oxytetramethylene group. When the oxyalkylene group represented by AO is an oxymethylene group having 1 carbon atom, harmful formaldehyde is generated by decomposition, which is not preferable. When the oxyalkylene group represented by AO has 5 or more carbon atoms, the hydrophilicity of the obtained copolymer is insufficient and the scale preventing effect is deteriorated, which is not preferable.
If 50 mol% or more of the oxyalkylene group represented by AO is an oxyethylene group, two or more kinds of oxyalkylene groups may be bonded in any block or random manner. The reason why 50 mol% or more of the oxyalkylene group is limited to the oxyethylene group is that if the oxyethylene group is less than 50 mol%, the water solubility becomes insufficient and the scale preventing effect is reduced. N represents the average number of moles of oxyalkylene added,
n = 1 to 100. When n exceeds 100, the viscosity of the polyoxyalkylene compound represented by the general formula [1] becomes high and the production becomes difficult, which is not preferable. The copolymer of the polyoxyalkylene compound represented by the general formula [1] and maleic anhydride does not react the polyoxyalkylene compound represented by the general formula [1] and maleic anhydride with an acid anhydride group. It can be easily obtained by copolymerizing in an organic solvent using a polymerization initiator in a system that does not use any solvent in some cases.
【0006】本発明のスケール防止剤の製造に際して、
溶液重合を行う場合、使用する有機溶剤は酸無水物基と
反応しないものであれば特に制限はなく、例えば、アセ
トン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、ジメチルスル
ホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、シクロヘキ
サン、ジイソプロピルエーテル、ベンゼン、トルエン、
キシレン、エチルベンゼン、クメン、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン等の有機溶剤が挙げられる。その使用量は
特に限定されないが、原料の一般式[1]の化合物に対
して200重量%以下であり、好ましくは、10〜10
0重量%、より好ましくは20〜50重量%である。有
機溶剤の使用量が200重量%を超えると、後の処理工
程が煩雑になり好ましくない。また、一般式[1]の化
合物が液状の場合は、溶剤を用いない状態で塊状重合す
ることが可能である。重合開始剤としては、過酸化ベン
ゾイル、過酸化ラウロイル、第三ブチルペルオキシ−2
−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物系、あるいは
2,2'−アゾビスイソブチロニトリル、2,2'−アゾビ
ス−2,4,4−トリメチルペンタン等のアゾ系重合開始
剤が挙げられる。その使用量は特に制限されないが、好
ましくは一般式[1]の化合物に対して0.1〜20モ
ル%である。重合開始剤の量が一般式[1]の化合物に
対して0.1モル%未満であると、重合速度が遅く、重
合に長時間を要するので好ましくない。重合開始剤の量
が一般式[1]の化合物に対して20モル%を超える
と、得られる共重合体の分子量が大きくならないので好
ましくない。また、発明の効果に影響しない範囲でスチ
レン、酢酸ビニル、ビニルスルホン酸、アクリル酸等他
の共重合可能な単量体を共重合してもよい。他の共重合
可能な単量体の割合は、一般式[1]で表されるポリオ
キシアルキレン化合物に対し、20モル%以下であるこ
とが好ましい。他の共重合可能な単量体が量が20モル
%を超えると、スケール成分である難溶性塩の結晶成長
抑制作用および分散作用が低下するため好ましくない。In producing the scale inhibitor of the present invention,
When performing solution polymerization, the organic solvent used is not particularly limited as long as it does not react with the acid anhydride group, and examples thereof include acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, cyclohexane, diisopropyl ether. , Benzene, toluene,
Organic solvents such as xylene, ethylbenzene, cumene, hexane, heptane, octane and the like can be mentioned. The amount used is not particularly limited, but is 200% by weight or less, preferably 10 to 10% with respect to the compound of the general formula [1] as a raw material.
It is 0% by weight, more preferably 20 to 50% by weight. When the amount of the organic solvent used exceeds 200% by weight, the subsequent treatment process becomes complicated, which is not preferable. Further, when the compound of the general formula [1] is liquid, it is possible to carry out bulk polymerization without using a solvent. Examples of the polymerization initiator include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and tert-butylperoxy-2.
-Organic peroxides such as ethylhexanoate or azo polymerization initiators such as 2,2'-azobisisobutyronitrile and 2,2'-azobis-2,4,4-trimethylpentane To be The amount used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20 mol% with respect to the compound of the general formula [1]. When the amount of the polymerization initiator is less than 0.1 mol% with respect to the compound of the general formula [1], the polymerization rate is slow and the polymerization takes a long time, which is not preferable. When the amount of the polymerization initiator exceeds 20 mol% with respect to the compound of the general formula [1], the molecular weight of the obtained copolymer does not increase, which is not preferable. Further, other copolymerizable monomers such as styrene, vinyl acetate, vinyl sulfonic acid and acrylic acid may be copolymerized within a range that does not affect the effects of the invention. The proportion of the other copolymerizable monomer is preferably 20 mol% or less with respect to the polyoxyalkylene compound represented by the general formula [1]. When the amount of the other copolymerizable monomer exceeds 20 mol%, the crystal growth suppressing action and the dispersing action of the sparingly soluble salt as a scale component are deteriorated, which is not preferable.
【0007】本発明のスケール防止剤において、ポリオ
キシアルキレン化合物と無水マレイン酸のモル比は3:
7〜7:3であることが好ましい。ポリオキシアルキレ
ン化合物が少なく、ポリオキシアルキレン化合物と無水
マレイン酸のモル比が3:7未満であっても、ポリオキ
シアルキレン化合物が多くポリオキシアルキレン化合物
と無水マレイン酸のモル比が7:3を超えても、共重合
体のスケール防止効果が低下するので好ましくない。本
発明のスケール防止剤において、共重合体の数平均分子
量は500〜100,000のであることが好ましく、
さらに1,000〜20,000であることがより好まし
い。数平均分子量が500未満の場合は、分散効果や結
晶成長を抑制する効果が不十分であるので好ましくな
い。また、数平均分子量が100,000を超える共重
合体は製造が困難であるので好ましくない。このように
して得られる共重合体は、そのままでも本発明のスケー
ル防止剤として用いることができるが、さらに得られた
共重合体を加水分解して得られる共重合体、およびその
加水分解物を中和して塩とした共重合体も本発明のスケ
ール防止剤として使用することができる。In the scale inhibitor of the present invention, the molar ratio of the polyoxyalkylene compound and maleic anhydride is 3:
It is preferably 7 to 7: 3. Even if the amount of polyoxyalkylene compound is small and the molar ratio of polyoxyalkylene compound and maleic anhydride is less than 3: 7, the amount of polyoxyalkylene compound is large and the molar ratio of polyoxyalkylene compound and maleic anhydride is 7: 3. If it exceeds the above range, the effect of preventing the scale of the copolymer decreases, which is not preferable. In the scale inhibitor of the present invention, the number average molecular weight of the copolymer is preferably 500 to 100,000,
More preferably, it is 1,000 to 20,000. When the number average molecular weight is less than 500, the dispersion effect and the effect of suppressing crystal growth are insufficient, which is not preferable. Further, a copolymer having a number average molecular weight of more than 100,000 is difficult to produce, and thus it is not preferable. The copolymer thus obtained can be used as it is as a scale inhibitor of the present invention, but a copolymer obtained by hydrolyzing the obtained copolymer, and a hydrolyzate thereof can be used. Copolymers neutralized to salts can also be used as the scale inhibitor of the present invention.
【0008】本発明のポリオキシアルキレン化合物と無
水マレイン酸の共重合体の加水分解は、共重合体を水溶
液または水分散液とし、酸性物質または塩基性物質を触
媒として行うことができるが、塩基性物質を触媒として
用いることが好ましい。さらに共重合体の加水分解物を
塩基性物質で中和して塩とすることができる。本発明に
おいて、共重合体の加水分解および中和に用いられる塩
基性物質に特に制限はないが、例えば、アンモニア、有
機アミン類、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の
水酸化物、炭酸塩または重炭酸塩等が挙げられる。有機
アミン類の例としては、メチルアミン、エチルアミン、
プロピルアミン、ヘキシルアミン、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、イソプロ
パノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソ
プロパノールアミン、アニリン等が挙げられる。本発明
のスケール防止剤は、スケールが生成しやすい比較的pH
の高い場合でも、また、循環水がカルシウムやマグネシ
ウムのように溶解性の低い塩をつくりやすいアルカリ土
類金属を含有している場合でも、さらに、循環水の温度
が高い場合でも、その効果を十分に発揮することができ
る。また、本発明のスケール防止剤は単独で用いて十分
に効果があるが、系内に使用される一般の防蝕剤、スラ
イム防除剤またはキレート剤等の他の添加剤と併用して
使用することもできる。使用の際は、ボイラーや加熱蒸
発器、水冷式熱交換器などの循環水中に連続的または間
欠的に添加するなど、従来のスケール防止剤と同様の方
法で使用できる。その際、添加量は各用途によって異な
るが、通常は水に対して1〜100ppmで十分効果があ
る。The hydrolysis of the copolymer of the polyoxyalkylene compound of the present invention and maleic anhydride can be carried out by using the copolymer as an aqueous solution or dispersion and using an acidic substance or a basic substance as a catalyst. It is preferable to use a volatile substance as a catalyst. Further, the hydrolyzate of the copolymer can be neutralized with a basic substance to form a salt. In the present invention, the basic substance used for hydrolysis and neutralization of the copolymer is not particularly limited, but examples thereof include ammonia, organic amines, alkali metal hydroxides, carbonates or heavy metals such as sodium and potassium. Carbonate etc. are mentioned. Examples of organic amines include methylamine, ethylamine,
Propylamine, hexylamine, ethanolamine,
Examples thereof include diethanolamine, triethanolamine, isopropanolamine, diisopropanolamine, triisopropanolamine, aniline and the like. The scale preventive agent of the present invention has a relatively high pH which is likely to cause scale formation.
Even when the circulating water is high, or when the circulating water contains alkaline earth metals such as calcium and magnesium that easily form low-solubility salts, and when the circulating water temperature is high, It can be fully demonstrated. Further, the scale inhibitor of the present invention is sufficiently effective when used alone, but should be used in combination with other additives such as general anticorrosive agents, slime control agents or chelating agents used in the system. You can also At the time of use, it can be used in the same manner as a conventional scale inhibitor, such as continuous or intermittent addition to circulating water such as a boiler, a heating evaporator, and a water-cooling heat exchanger. At that time, the addition amount varies depending on each application, but usually 1 to 100 ppm with respect to water is sufficiently effective.
【0009】[0009]
【実施例】以下、実施例および比較例を用いて本発明を
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。 合成例1 かきまぜ機、窒素ガス導入管、還流冷却器および温度計
を付した四つ口フラスコに、第1表のaで表されるポリ
オキシアルキレン化合物292g、無水マレイン酸98
gおよびトルエン300mlを入れ、窒素ガス雰囲気下で
混合物を50℃まで昇温し、第三ブチルペルオキシ−2
−エチルヘキサノエート2.0gを加え、さらに70℃
まで昇温し、同温度で10時間共重合反応を行った。そ
の後、減圧下、50℃でトルエンを除去し、赤褐色透明
の粘稠液体である水溶性の共重合体Aを得た。ゲルパー
ミエーションクロマトグラフィーにより得られた共重合
体の数平均分子量は3950であった。The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples. Synthesis Example 1 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, a reflux condenser and a thermometer, 292 g of the polyoxyalkylene compound represented by a in Table 1 and 98 maleic anhydride.
g and 300 ml of toluene, and the temperature of the mixture was raised to 50 ° C. under a nitrogen gas atmosphere.
-Add 2.0 g of ethyl hexanoate and add 70 ° C.
The temperature was raised to, and a copolymerization reaction was carried out at the same temperature for 10 hours. Then, toluene was removed under reduced pressure at 50 ° C. to obtain a water-soluble copolymer A which was a reddish brown transparent viscous liquid. The number average molecular weight of the copolymer obtained by gel permeation chromatography was 3950.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】合成例2〜5および7 合成例1と同様の方法で、第1表に示すポリオキシアル
キレン化合物b〜eおよびgと無水マレイン酸と他の単
量体を第2表のモル比で共重合させ、それぞれ対応する
共重合体B〜EおよびGを得た。Synthetic Examples 2 to 5 and 7 In the same manner as in Synthetic Example 1, the polyoxyalkylene compounds b to e and g shown in Table 1, maleic anhydride and the other monomer were mixed in the molar ratio shown in Table 2. To obtain the corresponding copolymers B to E and G, respectively.
【0012】[0012]
【表2】 [Table 2]
【0013】合成例6 合成例1における溶剤のトルエンを用いない以外は、合
成例1と同様の方法で第1表に示すポリオキシアルキレ
ン化合物fと無水マレイン酸と他の単量体であるスチレ
ンを第2表のモル比で共重合させ、対応する共重合体F
を得た。 合成例8 合成例1と同様の反応装置を用いて、第1表のhで表さ
れるポリオキシアルキレン化合物278gおよび水10
0gを入れ、窒素ガス雰囲気下でかき混ぜて95℃に加
熱した。つぎに、マレイン酸二ナトリウム200gおよ
び過硫酸アンモニウム14gを水220gに溶解した水
溶液を120分で滴下した。滴下終了後、さらに20%
過硫酸アンモニウム水溶液14gを20分かけて滴下し
た。滴下終了後、95℃で100分間かきまぜ、重合を
完結させ共重合体Hの水溶液を得た。 合成例9、10 合成例8と同様の方法で、第1表に示すポリオキシアル
キレン化合物i、jとマレイン酸二ナトリウムとを第2
表のモル比で共重合させ、それぞれ対応する共重合体
I、Jを得た。 合成例11〜13 合成例1と同様な方法で、第1表に示すポリオキシアル
キレン化合物h、iおよびjと無水マレイン酸とを反応
したが、いずれもゲル化を起こした。 実施例1 共栓付き200ml三角フラスコに炭酸水素ナトリウム
0.067重量%水溶液100g、塩化カルシウム0.0
83重量%水溶液100g(カルシウムイオンとして1
50ppm)、およびスケール防止剤として合成例1で得
られた共重合体Aの1.0重量%水溶液0.2g(有効分
として10ppmに相当)を加え、0.1重量%水酸化カリ
ウム水溶液でpHを8.5に調整し、炭酸カルシウムの過
飽和溶液とした。三角フラスコを密栓した後、溶液の入
った三角フラスコを60℃の恒温槽中に12時間静置さ
せた。溶液は冷却後0.45μmのメンブレンフィルタ
ーでろ過し、ろ液中のカルシウムイオンをEDTA滴定
法により定量した。 比較例1 共重合体を全く添加しない以外は実施例1と全く同じ操
作を繰り返して、ろ液中のカルシウムイオンを定量し
た。次式によりスケール抑制率を求め、結果を第3表に
示した。Synthesis Example 6 Polyoxyalkylene compound f shown in Table 1 and maleic anhydride and styrene which is another monomer are prepared in the same manner as in Synthesis Example 1 except that the solvent toluene in Synthesis Example 1 is not used. And the corresponding copolymer F
Got Synthesis Example 8 Using the same reactor as in Synthesis Example 1, 278 g of the polyoxyalkylene compound represented by h in Table 1 and 10 parts of water were used.
0 g was added, and the mixture was stirred under a nitrogen gas atmosphere and heated to 95 ° C. Next, an aqueous solution obtained by dissolving 200 g of disodium maleate and 14 g of ammonium persulfate in 220 g of water was added dropwise over 120 minutes. 20% more after dropping
14 g of ammonium persulfate aqueous solution was added dropwise over 20 minutes. After completion of the dropping, the mixture was stirred at 95 ° C. for 100 minutes to complete the polymerization, and an aqueous solution of copolymer H was obtained. Synthetic Examples 9 and 10 In the same manner as in Synthetic Example 8, polyoxyalkylene compounds i and j shown in Table 1 and disodium maleate were secondarily mixed.
Copolymerization was carried out at the molar ratios shown in the table, and corresponding copolymers I and J were obtained. Synthetic Examples 11 to 13 Polyoxyalkylene compounds h, i and j shown in Table 1 were reacted with maleic anhydride in the same manner as in Synthetic Example 1, but all caused gelation. Example 1 In a 200 ml Erlenmeyer flask equipped with a ground-in stopper, 100 g of 0.067% by weight sodium hydrogen carbonate aqueous solution and 0.05 of calcium chloride.
100 g of 83% by weight aqueous solution (1 as calcium ion)
50 ppm) and 0.2 g of a 1.0 wt% aqueous solution of the copolymer A obtained in Synthesis Example 1 as a scale inhibitor (corresponding to 10 ppm as an effective component) were added, and a 0.1 wt% potassium hydroxide aqueous solution was added. The pH was adjusted to 8.5 to give a supersaturated solution of calcium carbonate. After sealing the Erlenmeyer flask tightly, the Erlenmeyer flask containing the solution was allowed to stand in a constant temperature bath at 60 ° C. for 12 hours. The solution was cooled and then filtered through a 0.45 μm membrane filter to quantify calcium ions in the filtrate by the EDTA titration method. Comparative Example 1 The procedure of Example 1 was repeated except that no copolymer was added, and the calcium ion in the filtrate was quantified. The scale inhibition rate was determined by the following formula, and the results are shown in Table 3.
【数1】 ただし、 [Co]:加熱処理前の溶液中に存在するCa2+の量(=
150ppm) [Cn]:共重合体無添加で加熱処理後のろ液中に存在す
るCa2+の量(ppm) [Cf]:加熱処理後のろ液中に存在するCa2+の量(pp
m) を示す。[Equation 1] However, [C o ]: the amount of Ca 2+ present in the solution before the heat treatment (=
150 ppm) [C n ]: amount of Ca 2+ present in the filtrate after the heat treatment without addition of the copolymer (ppm) [C f ]: of Ca 2+ present in the filtrate after the heat treatment Amount (pp
m) is shown.
【0014】[0014]
【表3】 [Table 3]
【0015】実施例2〜7 実施例1の共重合体Aの代わりに、合成例2〜7で得た
共重合体B〜Gをそれぞれ用いた以外は、実施例1と同
様にしてスケール抑制率を求め、第3表に示した。 比較例2〜4 実施例1の共重合体Aの代わりに、合成例8〜10で得
た共重合体H〜Jをそれぞれ用いた以外は、実施例1と
同様にしてスケール抑制率を求め、第3表に示した。 比較例5 実施例1の共重合体Aの代わりに、市販のポリアクリル
酸ナトリウム(数平均分子量4,000)を用い、実施
例1と同様にしてスケール抑制率を求め、第3表に示し
た。第3表に示した結果から明らかなように、本発明の
スケール防止剤は、ポリオキシアルキレン化合物の一方
の末端が水酸基である共重合体H、IおよびJを用いた
比較例2、3および4に比べて、優れたスケール防止能
を示している。また、一般的に使用されるポリアクリル
酸ナトリウムを用いた比較例5に比べても、本発明のス
ケール防止剤が優れていることがわかる。またさらに、
合成例11〜13から明らかなように、ポリオキシアル
キレン化合物の一方の末端が水酸基であるh、iおよび
jは、溶液重合ができなかったが、本発明に用いたポリ
オキシアルキレン化合物は問題なく溶液重合することが
できた。Examples 2 to 7 Scale suppression was performed in the same manner as in Example 1 except that the copolymers A to B obtained in Synthesis Examples 2 to 7 were used instead of the copolymer A of Example 1. The rate was determined and shown in Table 3. Comparative Examples 2 to 4 The scale inhibition rate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymers H to J obtained in Synthesis Examples 8 to 10 were used instead of the copolymer A of Example 1. , Shown in Table 3. Comparative Example 5 Instead of the copolymer A of Example 1, a commercially available sodium polyacrylate (number average molecular weight 4,000) was used, and the scale inhibition rate was determined in the same manner as in Example 1 and shown in Table 3. It was As is clear from the results shown in Table 3, in the scale inhibitor of the present invention, Comparative Examples 2 and 3 using Copolymers H, I and J in which one end of the polyoxyalkylene compound is a hydroxyl group and Compared with No. 4, it shows an excellent scale prevention ability. Further, it can be seen that the scale inhibitor of the present invention is superior to Comparative Example 5 which uses sodium polyacrylate which is generally used. Furthermore,
As is clear from Synthesis Examples 11 to 13, h, i, and j in which one end of the polyoxyalkylene compound was a hydroxyl group could not undergo solution polymerization, but the polyoxyalkylene compound used in the present invention had no problem. The solution could be polymerized.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明のスケール防止剤は、分枝末端に
炭化水素基をもつポリオキシアルキレン化合物と無水マ
レイン酸との共重合体からなるので、加熱時の耐加水分
解性に優れ、難溶性塩の結晶成長抑制および分散作用に
優れるものである。EFFECT OF THE INVENTION Since the scale inhibitor of the present invention comprises a copolymer of a polyoxyalkylene compound having a hydrocarbon group at a branched end and maleic anhydride, it is excellent in hydrolysis resistance when heated and It is excellent in suppressing the crystal growth of the soluble salt and dispersing the salt.
Claims (2)
あり、R2は炭素数1〜40の炭化水素基であり、AO
は炭素数2〜4のオキシアルキレン基でその50〜10
0モル%はオキシエチレン基であり、nはオキシアルキ
レンの平均付加モル数で1〜100である。)で示され
るポリオキシアルキレン化合物と(b)無水マレイン酸
を必須単量体として含み、酸無水物基と反応しない有機
溶剤を用いた溶液重合または溶剤を全く用いない塊状重
合により得られた共重合体、その加水分解物またはその
加水分解物の塩からなるスケール防止剤。(A) The following general formula [1] R 1 O (AO) n R 2 ... [1] (wherein R 1 is an alkenyl group having 2 to 5 carbon atoms, and R 2 Is a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms, and AO
Is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and its 50 to 10
0 mol% is an oxyethylene group, and n is an average number of added moles of oxyalkylene of 1 to 100. (B) a copolymer obtained by solution polymerization using an organic solvent that does not react with an acid anhydride group, or bulk polymerization that does not use any solvent, containing a polyoxyalkylene compound represented by the formula (4) and (b) maleic anhydride as essential monomers. A scale inhibitor comprising a polymer, a hydrolyzate thereof or a salt of the hydrolyzate.
(b)=3:7〜7:3であり、かつ数平均分子量が5
00〜100,000である請求項1記載のスケール防
止剤。2. The molar ratio of (a) and (b) is (a):
(B) = 3: 7 to 7: 3 and the number average molecular weight is 5
The scale preventive agent according to claim 1, which is from 0 to 100,000.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11953894A JPH07299497A (en) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Scale preventing material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11953894A JPH07299497A (en) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Scale preventing material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07299497A true JPH07299497A (en) | 1995-11-14 |
Family
ID=14763773
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11953894A Pending JPH07299497A (en) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Scale preventing material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07299497A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013503741A (en) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Method for inhibiting the deposition of silica and / or silicate compounds in aqueous systems |
JP2018039885A (en) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | 株式会社日本触媒 | Method for producing polycarboxylic acid-based copolymer |
-
1994
- 1994-05-09 JP JP11953894A patent/JPH07299497A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013503741A (en) * | 2009-09-02 | 2013-02-04 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | Method for inhibiting the deposition of silica and / or silicate compounds in aqueous systems |
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Effective date: 20041214 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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