JPH11269675A - 水系における環境調和型腐食抑制剤およびその製造方法 - Google Patents

水系における環境調和型腐食抑制剤およびその製造方法

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JPH11269675A
JPH11269675A JP10075372A JP7537298A JPH11269675A JP H11269675 A JPH11269675 A JP H11269675A JP 10075372 A JP10075372 A JP 10075372A JP 7537298 A JP7537298 A JP 7537298A JP H11269675 A JPH11269675 A JP H11269675A
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賢一 伊藤
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淳一 中嶋
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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

(57)【要約】 【課題】 自然界に存在する微生物等の作用による
分解を受け易く、生物体内への蓄積等による環境汚染の
問題がなく、非リン系の化合物を添加して開放式循環水
系等の水系における水と接触する金属の腐食を有効に防
止でき、かつ製造が容易で貯蔵安定性の優れた環境調和
型の腐食抑制剤を提供する。 【解決手段】 ヒドロキシカルボン酸及びアミノ酸のう
ちの1種以上とエポキシコハク酸とを、1:2〜1:3
0のモル比で反応させて得られるポリエポキシコハク酸
誘導体を有効成分として含有する水系における環境調和
型の腐食抑制剤、及びアルカリ性水溶液中、カルシウム
イオン供与化合物の存在下にヒドロキシカルボン酸及び
アミノ酸のうちの1種以上とエポキシコハク酸とを反応
させてなる水系における環境調和型腐食抑制剤の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石油精製工場・化
学工場・製鉄所等の各種工場、原子力ならびに火力発電
所、空調設備等の各種プロセスや各種機器類の冷却ない
し加熱に使用される水系において、水と接触する金属の
腐食を有効に抑制できる環境調和型の腐食抑制剤及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】循環水系等において水と接触する金属の
腐食を抑制するために、従来、クロム酸塩、亜鉛塩、モ
リブデン酸塩等の重金属類が使用されているが、循環水
の一部はブローダウンとして系外へ排出されるため、環
境に対する重金属汚染が深刻な問題となっている。また
スケール抑制や腐食抑制の目的で各種のリン酸系化合物
やポリアクリル酸・ポリマレイン酸等の合成ポリカルボ
ン酸系化合物が使用されているが、これらの化合物では
スケール抑制、腐食抑制を達するには不充分である。リ
ン酸系化合物で十分な腐食抑制効果を発揮させようとす
ると高濃度の添加が必要となり、これらの化合物がブロ
ーダウン水として排出されたとき湖沼や内湾に流入し、
富栄養化や赤潮の原因となり好ましくない。さらには、
これらのリン酸系化合物や合成ポリカルボン酸系化合物
は、自然界に存在する微生物等により分解され難いた
め、生物体内に蓄積され易い等環境汚染の可能性があ
る。
【0003】生分解性の良好な化合物として、ポリアス
パラギン酸〔米国特許公報第4971724号(199
0年)〕、平均重合度が1.3〜3のポリ酒石酸〔特開
平6−240477号公報〕、ポリエポキシコハク酸
〔特開平4−166298号公報、米国特許公報第52
56332号(1993年)〕などの腐食抑制剤が開示
されているが、これらの化合物は腐食抑制効果は充分で
ない。またポリ酒石酸やポリエポキシコハク酸の製造に
関して、触媒として水酸化カルシウムを用いることが開
示されている〔特開平6−240477号公報、米国特
許公報第5256332号(1993年)〕が、水酸化カ
ルシウムの水に対する溶解度が低いため、触媒作用が十
分に発揮されなかったり、また反応終了後カルシウムの
不溶性沈澱物を生じ、さらには該腐食抑制剤を貯蔵して
いる間にもカルシウムの不溶性沈澱物が生じる等の問題
点があった。腐食抑制剤に不溶性沈澱物が生じると、ポ
ンプや注入配管において閉塞をもたらすなど操業上に支
障があり、瀘過などにより除く必要があり作業上煩雑で
ある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、自然
界に存在する微生物等により分解し易く、生物体内への
蓄積等による環境汚染の問題のない非リン系の化合物を
用い、開放式循環水系等の水系における金属の腐食を有
効に防止でき、その製造が容易で、かつ製品の貯蔵安定
性の優れた環境調和型の腐食抑制剤及びその製造方法を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ヒドロキ
シカルボン酸やアミノ酸が生分解性に優れた環境調和型
の化合物である点に着目して、生分解性を維持したま
ま、水と接触する金属の腐食抑制効果を改善できるポリ
カルボン酸誘導体の開発を行い本発明に到達した。
【0006】すなわち、本請求項1の発明は、ヒドロキ
シカルボン酸及びアミノ酸のうちの1種以上とエポキシ
コハク酸とを1:2〜1:30のモル比で反応させて得
られるポリエポキシコハク酸誘導体を含むことを特徴と
する水系における環境調和型腐食抑制剤であり、請求項
2の発明は、ヒドロキシカルボン酸及びアミノ酸が分子
中に2個以上のカルボキシル基を有するものである請求
項1記載の水系における環境調和型腐食抑制剤であり、
請求項3の発明は、ヒドロキシカルボン酸が酒石酸、リ
ンゴ酸、クエン酸である請求項1記載の水系における環
境調和型腐食抑制剤であり、請求項4の発明は、アミノ
酸がアスパラギン酸、グルタミン酸である請求項1記載
の水系における環境調和型腐食抑制剤であり、請求項5
の発明は、アルカリ性水溶液中、カルシウムイオン供与
化合物の存在下にヒドロキシカルボン酸及びアミノ酸の
うちの1種以上とエポキシコハク酸とを反応させること
を特徴とする水系における環境調和型腐食抑制剤の製造
方法である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0008】本発明におけるポリエポキシコハク酸誘導
体の製造原料の1つであるカルボン酸成分は、ヒドロキ
シカルボン酸及びアミノ酸のうちの1種以上であり、好
ましくは、分子中に2個以上のカルボキシル基を有する
ものである。この具体的な例を示すとヒドロキカルボン
酸として、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、グルコ
ン酸、グルコヘプトン酸、グリコール酸等であり、より
好ましくはクエン酸、リンゴ酸、酒石酸等であり、アミ
ノ酸としては、グリシン、ザルコシン、アラニン、β−
アラニン、α−アミノ酪酸、γ−アミノ酪酸、バリン、
ノルバリン、イソロイシン、アスパラギン、システイ
ン、メチオニン等のモノアミノモノカルボン酸;セリ
ン、スレオニン、オキシプロリン等のオキシアミノ酸;
ヒスチジン、トリプトファン、プロリン等の分子内に2
級アミノ基を持ったアミノ酸;アスパラギン酸、グルタ
ミン酸等のモノアミノジカルボン酸;リジン、オルニチ
ン、α,γ−ジアミノ酪酸、アルギニン等のジアミノモ
ノカルボン酸等であり、より好ましくはアスパラギン
酸、グルタミン酸等のモノアミノジカルボン酸が挙げら
れる。
【0009】本発明はこれら化合物を2種以上組み合わ
せて用いてよい。
【0010】これらのヒドロキカルボン酸やアミノ酸に
は、構造上右旋性のもの、左旋性のものと区別される場
合があるが、本発明においてはこれら光学異性体の種類
は限定されない。又、ラセミ体であってもよい。
【0011】本発明におけるエポキシコハク酸は公知の
方法により製造することができ、その具体例は米国有機
化学雑誌(The Journal of Organ
icChemistry)、第24巻、54頁(195
9年)等に示されている。すなわち、タングステン酸塩
等を触媒として無水マレイン酸ないしマレイン酸に過酸
化水素を反応させることによりシスエポキシコハク酸が
得られ、フマル酸に過酸化水素を反応させることにより
トランスエポキシコハク酸が得られる。
【0012】本発明においてエポキシコハク酸は、シス
エポキシコハク酸とトランスエポキシコハク酸のいずれ
でもよく、また両者の混合物であってもよい。
【0013】本発明において、ヒドロキカルボン酸及び
/又はアミノ酸とエポキシコハク酸との重合反応は、ア
ルカリ性水溶液中、アルカリ金属ないしアルカリ土類金
属の水酸化物、酸化物ないし各種塩類、好ましくはカル
シウムイオン供与化合物を触媒として行われる。
【0014】反応を行うときのpHは、反応収率を上げ
るためにはpH9以上、好ましくはpH10〜14であ
る。反応温度は通常50〜150℃が好ましい。
【0015】本発明においてヒドロキカルボン酸及びア
ミノ酸のうちの1種以上とエポキシコハク酸のモル比
は、1:2〜1:30、好ましくは1:3〜1:20で
ある。エポキシコハク酸のモル比がこの範囲より小さい
と重合度が低くなり、腐食防止効果が充分得られず、ま
たこの範囲より多いと、触媒としてカルシウム化合物を
用いた場合カルシウムの不溶性沈澱物が析出する。
【0016】本発明において用いられる触媒は、ヒドロ
キシカルボン酸及び/又はアミノ酸とエポキシコハク酸
の反応を円滑に行わせるものであり、アルカリ金属ない
しアルカリ土類金属の水酸化物、酸化物ないし各種塩
類、好ましくはカルシウムの水酸化物、酸化物ないし各
種塩類のようにアルカリ性水溶液中でカルシウムイオン
を供与するカルシウム化合物が用いられる。使用する触
媒の量は、通常はエポキシコハク酸の1モルに対して
0.01〜1モル、好ましくは0.05〜0.7モルで
ある。
【0017】エポキシコハク酸単独重合反応の場合も、
本発明と同様アルカリ性水溶液中、カルシウムの水酸化
物、酸化物ないし各種塩類を触媒として行われる。しか
し、この場合には多量のカルシウムの不溶性物が生成す
るので、これら不溶性物を除去することが必要であり、
また生成したポリエポキシコハク酸の安定性も悪く、貯
蔵中に沈澱物が生成するなどの問題があった。これに対
して、本発明においてはヒドロキシカルボン酸及び/又
はアミノ酸がカルシウムイオンと適度な安定度を有する
可溶性錯体を形成し、触媒能力を維持したままカルシウ
ム不溶性物の生成を抑える効果をもたらしている。エチ
レンジアミン4酢酸(EDTA)のようにカルシウムイ
オンと極めて安定なキレート化合物を作る化合物も、カ
ルシウムの不溶性物を生成を抑える効果があるが、カル
シウムイオンがEDTAにより完全にマスキングされて
了い、触媒としての作用が小さくなり、重合反応が円滑
に行われず、高重合度の生成物を得るには不利である。
【0018】本発明のポリエポキシコハク酸誘導体は重
量平均分子量が300から3000の範囲であることが
好ましいが、より好ましくは800から2000の範囲
である。重量平均分子量がこの範囲を外れると腐食防止
効果が低下することがある。ポリエポキシコハク酸誘導
体の重量平均分子量は、分子量既知のポリエチレングリ
コールを標準物質としてゲルパーミエーションクロマト
グラフィー(GPC)の手法により測定される。
【0019】本発明により、ヒドロキシカルボン酸及び
アミノ酸のうちの1種以上とエポキシコハク酸とを反応
させてポリエポキシコハク酸誘導体を製造するとき、エ
ポキシコハク酸以外のエポキシ化合物を一部共存させて
重合反応させてもよいが、本発明の腐食抑制効果を期待
するには、エポキシ化合物中のエポキシコハク酸の比率
は70重量%以上であることが好ましい。
【0020】エポキシコハク酸以外のエポキシ化合物
は、例えばモノエチレン性不飽和化合物と過酸化水素を
タングステン酸塩等の触媒存在下で反応させることによ
り得ることができる。
【0021】例えば本発明のポリエポキシコハク酸誘導
体の一部に蛍光官能基や紫外吸収官能基を有する化合物
を使用して、本発明の腐食抑制剤を標識化することによ
り、水系における腐食抑制剤の濃度管理に供することが
できる。
【0022】本発明の腐食抑制剤は、上記方法によって
得られたポリエポキシコハク酸誘導体を水あるいは適当
な有機溶剤に溶解して使用目的に見合った濃度の溶液に
してから使用に供される。このとき本発明のポリエポキ
シコハク酸誘導体を単独に用いることもできるが、その
他公知の腐食抑制剤、スケール抑制剤ならびに微生物コ
ントロール剤を併用することもなんら妨げるものでな
い。そのような腐食抑制剤、スケール抑制剤、微生物コ
ントロール剤の例として、ポリアスパラギン酸、亜鉛塩
・モリブデン酸塩・タングステン酸塩・マンガン塩等の
金属化合物、オルトリン酸(塩)・重合リン酸(塩)等
の無機リン酸化合物、亜硝酸塩、珪酸塩、ヒドラジン
類、ベンゾトリアゾール類・トリルトリアゾール類・ブ
チルベンゾトリアゾール・メルカプトベンゾチアゾール
等のアゾール化合物、2−ヒドロキシエチリデン−2,
2−ジホスホン酸・2−ホスホノブタン−1,2,4−
トリカルボン酸・ヒドロキシホスホノ酢酸・アミノトリ
メチレンホスホン酸・ジエチレントリアミン−ペンタメ
チレンホスホン酸等のホスホン酸化合物、アクリル酸・
マレイン酸・メタクリル酸・イタコン酸等の重合体、ア
クリル酸・マレイン酸・無水マレイン酸・メタクリル酸
・イタコン酸等の単量体と2−(メタ)アクリルアミド
−メチルプロパンスルホン酸・ヒドロキシプロパン−
(メタ)アリルスルホン酸・(メタ)アクリルアミド・
N−置換(メタ)アクリルアミド・共役ジエンスルホン
化物・ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート・スチ
レンスルホン酸・スルホフェノ(メタ)アリルエーテル
・(メタ)アリルスルホン酸・ポリアルキレングリコー
ル(メタ)アリルエーテル・ポリアルキレングリコール
(メタ)アクリレート・酢酸ビニル・アルキル(メタ)ア
クリレート等の単量体との共重合体、アクリル酸・マレ
イン酸・メタクリル酸・イタコン酸等の単量体と次亜リ
ン酸(塩)とを反応させて得られるホスフィノポリカル
ボキシレート化合物、次亜塩素酸塩・液化塩素・塩素化
ジメチルヒダントイン・ブロムクロロジメチルヒダント
イン・塩素化イソシアヌル酸・二酸化塩素等の塩素系殺
菌剤、塩素系殺菌剤と臭化物・有機臭素化合物等の臭素
化合物との併用、過酸化水素・過酢酸等の過酸化物等が
挙げられる。
【0023】本発明の腐食抑制剤を水系に添加すると
き、好ましい添加量は本発明のポリエポキシコハク酸誘
導体として0.1〜5000mg/Lである。しかし、
この適性添加量の範囲は、適用される水系の運転条件や
水質によって変わり、また本発明のポリエポキシコハク
酸誘導体と共に用いられる腐食抑制剤成分があるか否か
によって変わることはいうまでもない。
【0024】本発明のポリエポキシコハク酸誘導体は、
エポキシコハク酸単独からなるポリエポキシコハク酸よ
りも、生成物中のカルシウム不溶性物の量を大幅に少な
くすることができ、瀘過工程を省略ないし簡略化でき、
さらには貯蔵中におけるカルシウム不溶性物の生成を抑
制することができるという利点を有する。
【0025】
【実施例】以下に本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0026】[エポキシコハク酸の製造]以下に本発明
に使用したエポキシコハク酸の製造例を示す。 1.エポキシコハク酸二ナトリウムの合成:1Lセパラ
ブルフラスコに脱イオン水300mLを入れ、無水マレ
イン酸89.2g(0.91モル)を加えて攪拌溶解し
た。冷却しながら48%NaOHの114g(1.37
モル)を徐々に滴下したところ、発熱により温度が75
℃まで上昇した。65℃に冷却後、30%過酸化水素1
20g(1.06モル)とタングステン酸ナトリウム
6.0gを加え、攪拌溶解した。過酸化水素添加後、約
8分後で急激な発熱が認められたため、直ちに冷却を開
始するも最高86℃まで温度が上昇した。60〜65℃
に冷却後、48%NaOHを31.8g(0.38モル)
添加してpHを5.3に調整(NaOH添加前のpHは
3.4)し、70℃で1時間維持した。48%NaOH
の合計添加量が150.8g(1.82モル)になるよ
うに残りの48%NaOH(5.9g)を添加して、7
0℃で10分間維持した。その間未反応の過酸化水素の
分解による発泡が認められた。室温に冷却して、56
2.8gのエポキシコハク酸二ナトリウム水溶液を得た
(固形分30.8%、pH13.1)。
【0027】2.エポキシコハク酸二カリウムの合成 1Lセパラブルフラスコに脱イオン水150mLを入
れ、無水マレイン酸98.1g(1モル)を加えて攪拌
溶解した。冷却しながら48%KOHの175.3g
(1.5モル)を徐々に滴下したところ、発熱により温
度が73℃まで上昇した。65℃に冷却後、30%過酸
化水素136g(1.2モル)とタングステン酸ナトリウ
ム6.6gを加え、攪拌溶解した。過酸化水素添加後、
約3分後に発熱が認められたため、直ちに冷却を開始す
るも最高105℃まで温度が上昇した。60〜65℃に
冷却後、48%KOHを47.5g添加してpHを6に
調整し、70℃で2時間維持した。48%KOHの合計
添加量が233.7g(2モル)になるように残りの4
8%KOH(10.9g)を添加して、70℃で10分
間維持した。その間未反応の過酸化水素の分解による発
泡が認められた。室温に冷却して、451gのエポキシ
コハク酸二カリウム水溶液を得た(固形分51.1%、
pH14以上)。
【0028】[ポリエポキシコハク酸誘導体の製造]以
下に本発明に使用するポリエポキシコハク酸誘導体の製
造例を示す。
【0029】実施例1:還流管付500mLセパラブル
フラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液10
0g(0.178モル)、L−酒石酸8.9g(0.05
9モル)、水酸化カルシウム8.89g(0.12モル)
を添加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で30分
間加熱した。反応生成物を瀘過してpH13.7、固形
分41.1%の水溶液を得た。反応生成物の数平均分子
量(Mn)は1336、重量平均分子量(Mw)は14
31であった。
【0030】実施例2:還流管付500mLセパラブル
フラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液の4
2.2g(0.075モル)、50%DL−リンゴ酸(扶桑
化学製)6.7g(0.025モル)を加え、48%水
酸化ナトリウムを4.1g添加してpHを10.0に調
整した。ここに水酸化カルシウム3.7g(0.05モ
ル)を添加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で4
時間加熱した。反応生成物を冷却後、濾過してpH1
4、固形分48.3%の水溶液を得た。反応生成物のM
nは1098、Mwは1307であった。
【0031】実施例3:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液4
2.2g(0.075モル)、50%DL−リンゴ酸6.
7g(0.025モル)を加え、48%水酸化ナトリウ
ムを4.1g添加してpHを10.0に調整した。ここ
に、水酸化カルシウム0.74g(0.01モル)を添
加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で4時間加熱
した。反応生成物を冷却後、濾過して、pH14、固形
分61.6%の水溶液を得た。反応生成物のMnは11
53、Mwは1416であった。
【0032】実施例4:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液3
3.8g(0.075モル)、50%グルコン酸9.8
g(0.025モル)、脱イオン水10gを加え、48
%水酸化カリウムを2.6g添加してpHを10.0に
調整した。ここに、水酸化カルシウム3.7g(0.05
モル)を添加し、撹拌しながら窒素ガス通気下80℃で
5時間加熱した。反応生成物を冷却後、濾過して、pH
14、固形分45.6%の水溶液を得た。反応生成物の
Mnは1127、Mwは1297であった。
【0033】実施例5:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液4
0.5g(0.09モル)、50%DL−リンゴ酸2.
7g(0.01モル)を加え、48%水酸化カリウムを
2.1g添加してpHを10.5に調整した。ここに、
水酸化カルシウム0.74g(0.01モル)を添加
し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で6時間加熱し
た。反応生成物を冷却後濾過してpH14、固形分4
5.3%の水溶液を得た。反応生成物のMnは136
8、Mwは1532であった。
【0034】実施例6:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液の4
0.5g(0.09モル)、L−アスパラギン酸1.3
3g(0.01モル)を加え、48%水酸化カリウムを
0.91g添加してpHを10.5に調整した。ここ
に、水酸化カルシウム0.74g(0.01モル)を添加
し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で6時間加熱し
た。反応生成物を冷却後、濾過して、pH14、固形分
35.8%の水溶液を得た。反応生成物のMnは145
3、Mwは1534であった。
【0035】実施例7:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液4
0.5g(0.09モル)、L−酒石酸の1.5g(0.
01モル)、脱イオン水25gを加え、48%水酸化カ
リウムを1.91g添加してpHを10.2に調整した。
ここに、水酸化カルシウム0.74g(0.01モル)を
添加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で4時間加
熱した。反応生成物を冷却後濾過して、pH14、固形
分38.4%の水溶液を得た。反応生成物のMnは11
33、Mwは1285であった。
【0036】実施例8:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液4
0.5g(0.09モル)、50%クエン酸(扶桑化学
製)3.84g(0.01モル)、脱イオン水10gを
加え、48%水酸化カリウムを2.99g添加してpH
を11.0に調整した。ここに、水酸化カルシウム0.7
4g(0.01モル)を添加し、攪拌しながら窒素ガス通
気下80℃で4時間加熱した。反応生成物を冷却後、濾
過して、pH14、固形分47.1%の水溶液を得た。
反応生成物のMnは1187、Mwは1361であっ
た。
【0037】実施例9:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液4
2.8g(0.095モル)、L−アスパラギン酸0.
67g(0.005モル)を加え、48%水酸化カリウ
ムを0.19g添加してpHを10.2に調整した。こ
こに、水酸化カルシウム0.74g(0.01モル)を
添加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で4時間加
熱した。反応生成物を冷却後濾過して、pH14、固形
分46.7%の水溶液を得た。反応生成物のMnは11
66、Mwは1308であった。
【0038】実施例10:還流管付の500mLセパラ
ブルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液4
0.5g(0.09モル)、L−グルタミン酸1.47
g(0.01モル)を加え、48%水酸化カリウムを
0.73g添加してpHを10.2に調整した。ここ
に、水酸化カルシウム0.74g(0.01モル)を添
加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で4時間加熱
した。反応生成物を冷却後濾過して、pH13.9、固
形分49.1%の水溶液を得た。反応生成物のMnは1
350、Mwは1467であった。
【0039】実施例11:還流管付の500mLセパラ
ブルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液3
3.8g(0.075モル)、L−アスパラギン酸3.
33g(0.025モル)、脱イオン水10gを加え、
48%水酸化カリウムを3.03g添加してpHを1
0.0に調整した。ここに、水酸化カルシウム2.78g
(0.0375モル)を添加し、攪拌しながら、窒素ガ
ス通気下80℃で4時間加熱した。反応生成物を冷却後
濾過して、pH14、固形分49.0%の水溶液を得
た。反応生成物のMnは1267、Mwは1367であ
った。
【0040】比較例1:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液1
00g(0.178モル)を入れ、水酸化カルシウム1.
39g(0.0188モル)を添加し、攪拌しながら窒
素ガス通気下80℃で4時間加熱した。反応生成物を濾
過してpH13.8、固形分33.6%の水溶液を得
た。反応生成物のMnは900、Mwは1063であっ
た。
【0041】比較例2:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液1
00g(0.178モル)を入れ、水酸化カルシウム3.
33g(0.045モル)を添加し、攪拌しながら窒素
ガス通気下80℃で4時間加熱した。反応生成物を濾過
してpH14、固形分34.3%の水溶液を得た。反応
生成物のMnは1081、Mwは1263であった。
【0042】比較例3:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液の
56.2g(0.1モル)を入れ、1N塩酸を滴下して
pHを10.1に調整した。水酸化カルシウム3.7g
(0.05モル)を添加し、攪拌しながら窒素ガス通気
下80℃で4時間加熱した。反応生成物を濾過してpH
14、固形分36.9%の水溶液を得た。反応生成物の
Mnは1492、Mwは1753であった。
【0043】比較例4:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液2
8.1g(0.05モル)、L−酒石酸の7.5g
(0.05モル)、脱イオン水20gを加え、48%水
酸化ナトリウム7.36gを添加してpHを10.0に
調整した。ここに、水酸化カルシウム3.7g(0.0
5モル)を添加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃
で4時間加熱した。反応生成物を冷却後、濾過してpH
14、固形分43.5%の水溶液を得た。反応生成物の
Mnは1086、Mwは1166であった。
【0044】比較例5:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液3
3.8g(0.075モル)、エリソルビン酸4.4g(0.
025モル)、脱イオン水20gを加え、48%水酸化
カリウムを2.6g添加してpHを10.0に調整し
た。ここに、水酸化カルシウム3.7g(0.05モル)
を添加し、攪拌しながら窒素ガス通気下80℃で5時間
加熱した。反応生成物を冷却後、濾過してpH14、固
形分48.3%の水溶液を得た。反応生成物のMnは1
081、Mwは1242であった。
【0045】比較例6:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二ナトリウム水溶液5
6.2g(0.1モル)、エチレンジアミン4酢酸2ナ
トリウム・2水塩3.72g(0.01モル)、48%
水酸化ナトリウム1.84g添加してpHを11.6に
調整した。ここに、水酸化カルシウム0.74g(0.
01モル)を添加し、撹拌しながら窒素ガス通気下80
℃で4時間加熱した。反応生成物を冷却後、濾過してp
H13.9、固形分38.1%の水溶液を得た。反応生
成物のMnは761、Mwは826であった。
【0046】比較例7:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液2
2.5g(0.05モル)、モノエタノールアミン3.
05g(0.05モル)を加えた。攪拌しながら窒素ガ
ス通気下80℃で5時間40分加熱した。反応生成物を
冷却後、濾過して、pH12.8、固形分48.3%の
水溶液を得た。反応生成物のMnは578、Mwは59
3であった。
【0047】比較例8:還流管付の500mLセパラブ
ルフラスコに、エポキシコハク酸二カリウム水溶液2
2.5g(0.05モル)、L−アスパラギン酸6.6
6g(0.05モル)、脱イオン水 20gを加え、4
8%水酸化カリウムを8.33g添加してpHを10.
5に調整した。ここに、攪拌しながら、窒素ガス通気下
80℃で5時間加熱した。反応生成物を冷却後、濾過し
て、pH10.1、固形分45.3%の水溶液を得た。
反応生成物のMnは999、Mwは1091であった。
【0048】[ポリエポキシコハク酸誘導体の安定性の
評価]実施例1〜11の化合物ならびに比較例1〜8の
化合物水溶液をそれぞれ室温で1箇月間静置保存し、そ
の貯蔵安定性を評価した。試験結果を表1に示す。試験
結果よりエポキシコハク酸単独で反応させた場合と比較
して、本発明の腐食抑制剤は貯蔵安定性が優れているこ
とが明らかである。EDTAとエポキシコハク酸を反応
させた場合(比較例:6)、貯蔵安定性は優れていた
が、高重合度の反応物を得ることはできなかった。本発
明の腐食抑制剤では、エポキシコハク酸を単独で反応さ
せた場合(比較例:1、2、3)と比較して、エポキシ
コハク酸に対するカルシウムの反応モル比が低い場合で
も、高重合度の反応物が得られた。
【0049】[腐食抑制効果の評価−1]試験片とし
て、寸法が50×30×1mm、表面積0.316dm2
の低炭素鋼(SPCC)を用いた。試験片をアセトン脱脂
後、乾燥して試験片の重量を測定した。試験片1枚を試
験片保持器(JIS K 0100−1990 工業用水
腐食性試験方法、回転法の試験片保持器と同じ)に取り
付け、試験液500mLの入った還流冷却管、攪拌器付
フラスコ中に浸漬した。試験液の水質はpH8.8、C
a硬度250mg/L、Mアルカリ度250mg/Lで
あり、腐食抑制剤として実施例ならびに比較例の化合物
をそれぞれ50mg/Lを添加した。フラスコをあらか
じめ40℃に設定した恒温槽中に入れ、試験片保持器を
モーターの回転軸に取り付けて、線速度として0.3m
/sの速度で試験片を回転させた。試験期間は3日間と
した。試験後、試験片保持器から試験片を取り出し、試
験片表面に付着した腐食生成物やスケール付着物を流水
下ブラシで除去後、乾燥して試験片の重量を測定し、試
験前後の重量減を計算した。試験結果を表2に示す。試
験結果より本発明の化合物は、比較例の化合物よりも腐
食抑制効果が優れていることが明らかである。
【0050】[腐食抑制効果の評価−2]試験液の水質
をpH8.5、Ca硬度150mg/L、Mアルカリ度
150mg/Lとし、腐食抑制剤として実施例ならびに
比較例の化合物をそれぞれ15mg/Lと亜鉛イオンを
5mg/L添加した。上記と同様の方法で腐食抑制効果
試験を実施した。試験結果を表3に示す。試験結果より
本発明の化合物は、比較例の化合物よりも腐食抑制効果
が優れていることが明らかである。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】
【0053】
【表3】
【0054】
【本発明の効果】本発明の腐食抑制剤は、自然界に存在
する微生物等の作用により分解を受け易く、また生物体
内への蓄積等による環境汚染の問題がなく、さらにはリ
ンを含まないため、湖沼や内湾への流入による富栄養化
や赤潮の原因とならない。従って、石油精製工場・化学
工場・製鉄所等の各種工場、原子力ならびに火力発電
所、空調設備等の各種プロセスや各種機器類の冷却や加
熱に使用される水系において、周囲の環境を破壊するこ
となく該プロセスの水と接触する金属の腐食防止を有効
に防止できる環境調和型の腐食抑制剤である。
【0055】加えて、本発明腐食抑制剤の活性成分であ
るポリエポキシコハク酸誘導体は、エポキシコハク酸単
独からなるポリエポキシコハク酸よりも、生成物中のカ
ルシウム不溶性物の量を大幅に少なくすることができ、
瀘過工程を省略ないし簡略化でき、さらには貯蔵中にお
けるカルシウム不溶性物の生成を抑制でき、作業の効率
を大幅に向上できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C23F 11/14 101 C23F 11/14 101

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒドロキシカルボン酸及びアミノ酸のう
    ちの1種以上とエポキシコハク酸とを1:2〜1:30
    のモル比で反応させて得られるポリエポキシコハク酸誘
    導体を含むことを特徴とする水系における環境調和型腐
    食抑制剤。
  2. 【請求項2】 ヒドロキシカルボン酸及びアミノ酸が分
    子中に2個以上のカルボキシル基を有するものである請
    求項1記載の水系における環境調和型腐食抑制剤。
  3. 【請求項3】 ヒドロキシカルボン酸が酒石酸、リンゴ
    酸、クエン酸である請求項1記載の水系における環境調
    和型腐食抑制剤。
  4. 【請求項4】 アミノ酸がアスパラギン酸、グルタミン
    酸である請求項1記載の水系における環境調和型腐食抑
    制剤。
  5. 【請求項5】 アルカリ性水溶液中、カルシウムイオン
    供与化合物の存在下にヒドロキシカルボン酸及びアミノ
    酸のうちの1種以上とエポキシコハク酸とを反応させる
    ことを特徴とする水系における環境調和型腐食抑制剤の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112458464A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 山东天庆科技发展有限公司 一种新型高分子碳钢缓蚀剂及其制备方法
CN115466960A (zh) * 2022-09-15 2022-12-13 河北工业大学 一种含苯并噻唑基团改性聚天冬氨酸荧光缓蚀剂的制备方法和应用
CN115572976A (zh) * 2022-11-11 2023-01-06 山东韩师傅新材料有限公司 一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂及其制备方法

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CN115466960B (zh) * 2022-09-15 2023-05-26 河北工业大学 一种含苯并噻唑基团改性聚天冬氨酸荧光缓蚀剂的制备方法和应用
CN115572976A (zh) * 2022-11-11 2023-01-06 山东韩师傅新材料有限公司 一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂及其制备方法
CN115572976B (zh) * 2022-11-11 2023-03-03 山东韩师傅新材料有限公司 一种用于海洋建筑金属钢结构的复合缓蚀剂及其制备方法

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