JPS61212398A

JPS61212398A - スケ−ル防止剤

Info

Publication number: JPS61212398A
Application number: JP5363785A
Authority: JP
Inventors: Tsunehisa Ueda; 植田　恒久; Yoshikazu Moriwaki; 森脇　嘉数
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1985-03-18
Filing date: 1985-03-18
Publication date: 1986-09-20
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPH0667516B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は新規なスケール防止剤に関し、さら忙詳しくは
、ディツー、凝縮器、熱交換器、ガス洗浄塔等に用いら
れる高分子スルホン酸系のスケール防止剤に関する。

（従来の技術）一般に、？イラー、凝縮器、熱交換器、ガス洗浄塔等の
水系においては、金属管表面や水路壁面、Ｉイラーの伝
熱面等に腐食やスケールが生成し、効率低下を招くだけ
でなく管の閉塞事故をもひき起しかねず、そのため腐食
やスケールの生成を防止するように細心の注意が払われ
ている。

そのような障害を防止するため、通常はこのような水系
に対しスケール防止剤といわれる添加剤を加え、水を再
循環している。従来、このスケール防止剤として、重合
リン酸塩や比較的低分子量のカルがン酸系高分子化合物
塩（たとえば／Ｕアクリル酸塩、ポリマレイン酸塩など
）が使用されている。しかし、重合リン酸塩は有効では
あるが、スケール抑制力に永続性がなく、また富栄養化
の問題によシ使用量を制限しなければならない。一方、
カルがン酸塩系高分子化合物塩（％公昭５３−２０４７
５号、同５４−２９９９８号など）は冷却水系統などに
用いられるときには重合リン酸塩と同等の効力を持って
いるが、金属イオン濃度が高くなると不溶性塩を形成し
、有効に作用しないという欠点がある。たとえば、水の
硬度成分であるカルシウムイオンの濃度が高くなると濁
り領域（ターピディテイ・すＸ）Ｍン）に入υ、不溶性
塩形成により水が白濁し、極端な場合には沈殿を生じる
恐れがある。ディツー、凝縮器、熱交換器、ガス洗浄等
の水系においては多量の金属イオンが含まれることがし
ばしばあり、この面での性能の改良が強く望まれていた
。

（発明が解決しようとする問題点）かかる状況において、本発明者らはリンを含まず、かつ
金属イオンとも不溶性塩を生じずターピディティ・リジ
ョンに入りにくいスケール防止剤の探索を行った結果、
分子中に強酸であるスルホン酸基を含有する特定構造の
高分子化合物の塩が有用なことを見い田し、本発明を完
成するに到った。

（問題点を解決するための手段）かくして本発明によれば、分子中に酸イミド結合または
酸アミド結合を介して結合したスルホン酸基を含有する
ジカル？／酸系高分子スルホン酸の水溶性塩を有効成分
として含有することを特徴とするスケール防止剤が提供
される。

本発明で用いられる。ジカルがン酸系高分子スルホン酸
は分子中に酸イミド結合または酸アミド結合を介して結
合したスルホン酸基を含有するものである。かかる高分
子スルホン酸は通常、分子量ｓｏｏ〜ｓｏ、ｏｏｏ、好
ましくは１．０００〜１０、０００を有し、かつ下記に
定義するごときに）、Φ）及び（Ｃ）の三種のモノマ一
単位を適宜組み合わせて合成される重合体または共重合
体、すなわち（４）スルホン酸系モノマ−２ル１００くは５〜１００モル悌、ノ）不飽和カルがン酸系モノマ
ー０〜９８モル＊、好ｔ　ｔ，＜ハｏ〜９５モル％　及
ヒ（Ｃ）　他のビニル系モノマーＯ〜９０モＡ／％、好
ましくはＯ〜６０モルチから構成される重合体である。

ここで（８）スルホン酸系モノマーとは酸イミド結合ま
たは酸アミド結合を介して結合したスルホン酸基を有す
るα，βー↑飽和ジカルボン酸のイミド、半アミドまた
はアミドを意味し、またスルホン酸基とはーＳｏ　、Ｈ
で表わされる狭義のスルホン酸基のほか−０８０，Ｈで
表わされるスルホン酸エステル残基をも包含する。

かかるα，βー不飽和ジカル？ン酸イミドの具体例とし
ては、例えばマレイン酸、シトラコン酸，イタコン酸な
どのどときα，βー不飽和ジカル？／酸と、アミノメタ
ンスルホン酸、ア・ミノエタンスルホン酸、アミノ−２
−メチルプロノＪ？ンスルホン酸、アミノブタンスルホ
ン酸、アニリンモノスルホン酸、アニリンジスルホン酸
、アミントルエンスルホン酸、ナフチルアミンモノスル
ホン酸、ナフチルアミンジスルホン酸、ナフチルアミン
トリスルホン酸、アミド硫酸、硫酸モノアミノエチル、
硫酸モノアミノノロビル、硫酸モノアミノブチル、硫酸
モノアミノヘキシル、硫酸モノアミノオクチルなどのご
ときスルホン酸基を１〜３個含有する１級アミノ基含有
スルホン酸とのイミド、半アミドまたはアミドが例示さ
れ、なかでも炭素数１〜１０を有する脂肪族または芳香
族の１級アミン基含有スルホン酸とのイミドが賞月され
る。

因みに、かかるモノマーユニットｌＡ）ヲマレイン酸イ
ミドを例にとって示すと一般式（１）のとおシである。

０＝Ｃ　　Ｃ＝０＼／　　　　　　　　　　　　・・・・・・・−［：Ｉ
）（式中、Ａは２価〜４価の有機残基、ａ及びｂはとも
にＯまたは１、Ｃは１〜３の整数を表わし、ｂ＝１のと
きｃ＝１である。）また（Ｂ）不飽和カル？ン酸系モノマーとはカルがキシ
ル基または酸無水物基を有する不飽和モノマーをさし、
その具体例として、例えばアクリル酸、メタクリル酸、
クロトン酸などのどときα，βー不飽和モノカル？ン酸
、マレイン酸、７マル酸、イタコン酸などのどときα，
βー不飽和ゾカルゲン酸、無水マレイン酸、無水イタコ
ン酸、無水シトラコン酸などのどときα，βー不飽和ジ
カル？ン酸無水物などが例示され、なかでもα，βー不
飽和ジカルボン酸無水物が賞月される。

さらに（Ｃ）他のビニルモノマーとは前記以外のラジカ
ル重合可能なものであればいずれでもよく、七の具体例
として、例えばエチレン、グロビレン、ブテン、ペンテ
ン、ヘキセン、オクテン、デセン、シクロ（ンテン、シ
クロヘキセン、スチレン、ビニルトルエン、α−メチル
スチレン、クマロン、インデン、ビニルエーテル、アク
リル酸エチル、メタクリル酸メチル、アクリルアミド、
アクリロニトリル、酢酸ビニルなどのごとき極性または
非極性ビニルモノマーが挙げられる。

本発明で用いられるジカルボン酸系高分子スルホン酸は
その製法によって制限されるものではなく、常法に従っ
て適宜製造することができる。ま子スルホン酸塩を製造
することもできる。このような方法の具体例として、例
えば■スルホン酸系そツマ−を必要に応じて他のモノマ
ーとともに共重合する方法、■酸無水物基を有するカル
デン酸系高分子にアミノ基含有スルホン酸を非水系で反
応させる方法（米国特許第３，０３９，８７０号）、■
酸無水物基を有するカルがン酸系高分子とアミノ基含有
スルホン酸の塩を水の存在下に高温で反応させ、直接、
高分子スルホン酸塩を合成する方法（英国特許第１，２
４６，９５３号）などを例示することができる。

本発明においては、かかるジカルボン酸系高分子スルホ
ン酸の水溶性塩がスケール防止剤の有効成分として用い
られる。ゾカル？ン酸系高分子スルホン酸塩は分子中に
存在するスルホン酸基及び必要に応じて存在するカル？
キシル基、酸無水物基の少なくとも回部、好ましくは５
０モルチ以上が塩を形成しているものであればいずれで
もよく、その具体的な例としてナトリウム、カリウム、
などの如きアルカリ金属塩、アンモニア、トリエチルア
ミン、トリエタノールアミン等の如きアミン塩が使用さ
れ、中でも経済性などの点からす）　ＩＪウム塩かもり
とも賞月される。

これらのジカルボン酸系高分子スルホン酸塩の製法は格
別制限されるものではなく、前記のごとくジカルボン酸
系高分子スルホン酸を経ずに直接合成する方法、ジカル
ボン酸系高分子スルホン酸を合成したのち常法に従って
塩基の存在下で中和する方法のいずれを採用してもよい
。

スケール防止剤として用いる際の系内での使用量は適宜
選択しうるが、通常、０．１〜ｉｏｏ。

ＰＰｆｎ％好ましくは０゜５〜５０　ｐｐｍである。ま
た本発明の効果を本質的に損わない範囲であれば、通常
使用される薬剤、例えば他のスケール防止剤、アルカリ
剤、防食剤、殺菌剤などを適宜併用することもできる。

（発明の効果）かくして本発明によれば、金属イオン濃度が高い系でも
析出を防止しうるスケール防止剤が得られる。そのため
再使用される系でのスケール析出が防止され、もちろん
使用される系の器壁への付着も生じない。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。なお、実施例及び参考例中の部及びチはとぐに断シの
ないかぎ多重量基準である。

参考例１（試料の調製法）（１）　　試料１分子量４．０００のインブチレン−無水マレイン酸共重
合体（モル比１：１、試料Ａ）１５４部、共重合体中の
無水マレイン酸部分に対し５０モルチのアミノエタンス
ルホン酸ナトリウム１４８部及び水７００部をオートク
レーブ中に仕込み、１８０℃で５時間攪拌しながら反応
させることによジスルホン化反応を行った。この反応に
より無水マレイン酸部分が定量的に反応し、高分子中に
酸イミド結合を介して結合したスルホン酸基を含有する
試料が得られた。

（２）　　試料２〜４試料１と同様の方法に従って、スルホン化剤の穐類をア
ミノメタンスルホン酸、アニリンスルホン酸またはアニ
リンジスルホン酸に変えることにより試料２〜４を得た
。

（３）　　試料５〜７試料１と同様の方法に従って、イソブチレン−無水マレ
イン酸共重合体に代えて無水マレイン酸重合体（分子量
１５００、試料Ｂ）、アクリル酸−無水マレイン酸共重
合体（分子量４０００、モル比７二３、試料Ｃ）または
イソアミレンー無水マレイン酸共重合体（分子１６００
０．−ａ−ル比１：１、試料Ｄ）を使用することにより
試料５〜７を得た。

実施例１（炭酸カルシウムスケール防止効果）−を８．
５に調整した塩化カルシウム水溶液（２５０ｐｐｍ　１
ＣａＣＯ，分）５０Ｑｍ／を充填した三角フラスコに、
スケール防止剤をそれぞれ所定量添加した後、６０℃と
した恒温水槽中に浸漬し、２０時間静置した。その後、
この水溶液をメンブランフィルタを用いて濾過し、Ｆ液
のカルシウム濃度を定量した。なおスケール防止効果は
、次式のスケール抑制率で示される。

スケール抑制率（１）結果を表１にまとめた。

表１　炭酸カルシウムスケール防止効果＊分子量４，０
００実施例２（濁り領域の観察） −を８．５に調整した塩化カルシウム水饅液（１０００
ｐｐｍ　、　ＣａＣ０，分）に、参考例１でｌ’Ｊｌ製
したスケール防止剤を１　ｐｐｍ添加し、水溶液の濁り
や沈殿物の有無を目視により観察した。結果を表２にま
とめた。

表２　濁り領域の観察木表１と同じ以上の結果から、本発明のスケール防止剤は、炭酸カル
シウムのスケール析出を抑制する効果において従来品よ
りも優れていることがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】

１、分子中に酸イミド結合または酸アミド結合を介して
結合したスルホン酸基を含有するジカルボン酸系高分子
スルホン酸の水溶性塩を有効成分として含有することを
特徴とするスケール防止剤。