JPS6253796A - スケ−ルおよび腐食抑制剤としてのアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロピルホスホン酸ポリマ− - Google Patents

スケ−ルおよび腐食抑制剤としてのアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロピルホスホン酸ポリマ−

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JPS6253796A
JPS6253796A JP61201939A JP20193986A JPS6253796A JP S6253796 A JPS6253796 A JP S6253796A JP 61201939 A JP61201939 A JP 61201939A JP 20193986 A JP20193986 A JP 20193986A JP S6253796 A JPS6253796 A JP S6253796A
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    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting 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】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】 米国特許第３．９２８　、１９６号には、スケール抑制
用に２−アクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン
酸（以後’　ＡＭＰＳ“ト記ス）とアクリル酸とのコポ
リマーの使用が開示されている。
公告された欧州特許出願第８９，６５４号には、スケー
ル抑制剤としての２−アクリルアミド−２−メチルプロ
ピルホスホン酸（以後’　ＡＭＰＰＡ“と記す）とアク
リルアミドまたはアクリル酸とのコポリマーが開示され
ている。
大抵の工業用水はカルシウム、バリウム、マグネシウム
のようなアルカリ土類金属カチオンおよび重炭酸塩、炭
酸塩、硫酸塩、シュウ酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、フッ
化物などの数種のアニオンを含有する。これらのアニオ
ンおよびカチオンの組合せがそれらの反応生成物の溶解
度を超過する濃度として存在すると、それら生成物の溶
解度濃度を超過しなくなるまで沈殿が生成する。たとえ
ば、カルシウムイオンと炭酸塩イオンとの濃度がこの反
応生成物である炭酸カルシウムの溶解度を超過すると炭
酸カルシウムの固形相が生成される。
溶解度積濃度は、水相の部分蒸発、ｐｎ、圧力または温
度の変化、およびその溶液中にもともと存在していたイ
オンとともに不溶性化合物を生成する追加イオンの導入
、のようないろいろな理由から超過される。
これらの反応生成物が水搬送系の表面へ沈積すると、そ
れらはスケールまたは析出物となる。これが蓄積すると
、効率的な熱伝達を阻害し、流体の流れを妨害し、腐食
の進行を助長し、またバクテリアをかくまう。このスケ
ールは洗浄や除去のため遅滞や休止をもたらすので、多
くの工業水系にとって費用をともなう問題となっている
。
スケール生成化合物は、それらのカチオンをキレート剤
または金属イオン封鎖剤によって不活性化し、それらの
反応生成物の溶解度が超過されないようにすることによ
って、沈積を阻止できる。キレート化反応は化学量論的
な反応であるため、一般にこれにはカチオンの何倍もの
キレート剤または金属イオン封鎖剤を要することになり
、このような量は必ずしも望ましくあるいは経済的とは
いえない場合がある。
およそ５０年まえ、成る種の無機ポリリン酸塩類を金属
イオン封鎖またはキレート化反応に必要な量よりもはる
かに少い量だけ添加すると上記の沈積が阻止できること
が発見された。
沈積抑制剤が、スケール生成カチオンの金属イオン封鎖
Ｃ化学量論的）に要するよともはるかに低い濃度として
潜在的にスケールを生成する系の中にある場合、これは
１臨界“量にて存在するといわれる。これについては、
たとえば、ハツチ（Ｈａｔｃｈ　）およびライス（Ｒｉ
ｃｅ　）　、’工業技術化学（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥ
ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　）“、第
３１巻、５１乃至５３頁（１９３９年１月）：ライトマ
イヤ（Ｒｅｉｔｅｍｅｉｅｒ　）およびヒューラー（Ｂ
ｕｅｈｒｅｒ　）　、　’ジャーナル・オブ・フィジカ
ル・ケミストリイ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉ
ｃａｌＣ）Ｉｅｍｉｓｔｒｙ　）“、第４４巻、第５号
、５３５乃至５３６頁（１９４０年５月）：フィンク（
、Ｆｉｎｋ　）およびリチャードソン（Ｒｉｃｈａｒｄ
ｓｏｎ）、米国特許第２，３５８，２２２号：およびハ
ツチ、米国特許第２，５３９，３０５号にみられる。
一般に、金属イオン封鎖は、水の中の７ニオン成分にも
よるが、約１０：１よシも太きい臨界活性化合物対スケ
ール生成カチオン成分の重量比において起こる。臨界抑
制は一般に約０．５：１．０よシも小さい臨界活性化合
物対スケール生成カチオン成分の重量比において起こる
。
アクリルアミドおよびアクリル酸から誘導された群を包
含する成る種の水溶性ポリマーは、スケール生成化合物
を含有する水の調整にこれまで使用されてきた。これは
、たとえば、米国特許第２　、７８３　、２００号：第
３，５１４，４７６号：第２，９８０，６１０号：第３
．２８５．８８６号；第３．４６３．７３０号および第
３，５１８，２０４号にみられる。
本発明のポリマーは、腐食おＬびスケール抑制剤として
、とくにリン酸カルシウムおよび炭酸カルシウムスケー
ルの抑制に有効であることが発見されるに至った。
本発明は、水性系における腐食およびスケール生成塩類
の沈積を抑制する方法において、（Ｎ　３５乃至６５重
量％のアクリル酸またはメタクリル酸； （Ｂ）１５乃至４５重量％の２−アクリルアミド−２−
メチルプロピルスルホン酸またば２−メタクリルアミド
−２−メチルプロピルスルホン酸：および （Ｃ）１５乃至２５重ｉ％の２−アクリルアミド−２−
メチルプロピルホスホン酸または２−メタクリルアミド
−２−メチルプロピルホスホン酸： から製造され、１．　ＯＭ　Ｎａα中において０．０５
乃至４．５ａｅ／ｙの固有粘度をもつポリマーの少くと
も０．１〜／ｌのこの系への添加を含むことを特徴とす
る腐食および沈積抑制方法に関するものである。
このポリマーは３５乃至６５重量％、好ましくは４０乃
至６０重量％のアクリル酸またはメタクリル酸、好まし
くはアクリル酸；１５乃至４５重量％、好ましくは２０
乃至４０重量％の２−アクリルアミド−２−メチルプロ
ピルスルホン酸（以後’ＡＭｐＳ〃と記す）または２−
メタクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸、好
ましくはＡＭＰ　Ｓ、および１５乃至２５重量％、好ま
しくは２０重量％の２−アクリルアミド−２−メチルプ
ロピルホスホン酸（以後’　ＡＭＰＰＡ“と記す）また
は２−メタクリルアミド−２−メチルプロピルホスホン
酸から製造される。ターポリマー類が好ましい。ＡＭＰ
ＰＡは米国特許第４．５２６．７２８号に記載されてい
るようにして製造できる。
１スケール生成塩類“という用語は炭酸カルシウム、硫
酸カルシウム、リン酸カルシウム、ホスホン酸カルシウ
ム（ヒドロキシェチリデンジホスホン酸カルシウムを含
む）、シュウ酸カルシウムおよび硫酸バリウムを包含す
るがこれに制限はされないすべてのスケール生成塩類の
包含を意味する。
リン酸カルシウムスケールはとくにｐＨが７乃至９の場
合に問題がある。本発明のポリマー類は意外にも、ｐｉ
ｒ　７乃至９においてまた０乃至８０℃の範囲の温度に
おいて有効であることが分った。
このポリマーはスケールおよび腐食の抑制に最低０．１
〜／ｌの用量、好ましくは１乃至１００■／ｌの用量に
おいて使用される。
このポリマーは、好ましくはフリーラジカル重合開始剤
の存在下、諸モノマーを混合することによって製造でき
る。すべてのフリーラジカルが使用できる。その例とし
ては過酸化物、アゾ重合開始剤およびレドックス系があ
る。この重合反応はまた光化学的にも開始できる。好ま
しい触媒は過硫酸ナトリウム、または過硫酸アンモニウ
ムと２，２′−７ゾビスー（２，４−ジメチル−４−メ
トキシバレロニトリル）のようないずれかのアゾ型重合
開始剤との混合物である。
重合は、多種の方法、たとえば、溶液、懸濁、バルクお
よび乳化法のどれによって行われてもよい。
反応温度は臨界的ではない。この反応は−般に１０℃と
１００℃との間、好１しくは４０乃至６０℃において行
われる。この反応を室温以下で行うと反応が非常に遅い
ので実用的ではない。６０℃よシ上の温度ではポリマー
の分子量が小さくなシ勝ちである。この反応は温度に応
じて一般に１乃至１２時間を要する。反応終了は残存モ
ノマーの測定によって確認される。
この反応混合物のｐ（Ｉは臨界的ではない。ｐＩ【は一
般に３．５乃至９．０の範囲内とされる。
この反応誉障の固形分百分率は臨界的ではない。好まし
い範囲は１乃至５０重量係固形分である。
ポリマーの分子量を正確に測定することは難かしい。そ
の代シに、このポリマーは通常固有粘度によって同定さ
れる。このポリ両性電解質の固有粘度は本発明にとって
臨界的である。この固有粘度は１．０　／ｖｌ塩化ナト
リウム中において０．０５乃至４．５、好ましくは０．
５乃至２．５でなければならない。〔７５キヤノンユー
ヘローデ（７５Ｃａｎｎｏｎ　Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ　）
毛細管粘度計によって測定されたもの、〕本発明のポリ
マーは、スケール抑制剤として、とくにリン酸カルシウ
ムスケールの抑制に有効であることが発見された。本発
明のポリマーは、他のスケール抑制剤（とくにホスホン
酸塩）または他の腐食抑制剤（とくに亜鉛）と組み合わ
せて使用されてもよい。
実施例１および実施例２ 本実施例のポリマーは第１表に示すモノマーを表示の量
、固形分濃度、重合開始温度およびｐ■において混合す
ることによって製造した。モノマー混合物は窒素によっ
て１時間パージを行った。溶媒は脱イオン水とした。重
合開始剤を添加し、諸成分を約３時間重合させた。
実施例３乃至実施例７ 炭酸カルシウムおよびリン酸カルシウムの臨界抑制につ
いて多種のポリマーの選別を行った。静止フラスコ試験
には一定温度において２４時間貯蔵した溶液を使用した
。標皐試験条件は下記のようにした。
重炭酸塩、　〜／ｌ　　　　６００　　　　　−−一リ
ン酸塩、　η７ｔ　　　　−−−ｇ ｌ）［（８，０８，５ 温　度、　　℃　　　　　６０　　　　　　６０各試験
には２個のフラスコを使用し、１個は対照用（抑制剤な
し）とし、１個にポリマーを入れた。抑制力百分率は次
式によって決定した。
５Ｔ−８Ｃ 式中、 ＳＩ＝開始時における試験種のレベル：ＳＣ＝対照試験
終了時における試験種のレベル；および、 Ｓｒ＝抑制剤試験終了時における試験種のレベル。
炭酸カルシウム試験においてはカルシウムを試験種とし
て使用し、リン酸カルシウム試験においてはリン酸塩を
試験種とした。結果を第２表に集約する。
第　　４　　表 （ｐｌ＋＝７．５　：　５０℃；直線偏光）１０　　ブ
ランク　　　　　　　　　　　　２６．８±５．７第５
表 アドミラルチ４４３腐食速度 条件：４Ｘ水、ｐ■＝８．５、　温度＝５０℃７日間浸
漬

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、水性系における腐食およびスケール生成塩類の沈積
    を抑制する方法において、 （Ａ）３５乃至６５重量％のアクリル酸またはメタクリ
    ル酸； （Ｂ）１５乃至４５重量％の２−アクリルアミド−２−
    メチルプロピルスルホン酸ま たは２−メタクリルアミド−２−メチル プロピルスルホン酸：および （Ｃ）１５乃至２５重量％の２−アクリルアミド−２−
    メチルプロピルホスホン酸ま たは２−メタクリルアミド−２−メチル プロピルホスホン酸 から製造され、１．０ＭＮａＣｌ中において０．０５乃
    至４．５ｄｌ／ｇの固有粘度をもつポリマーの少くとも
    ０．１ｍｇ／ｌのこの系への添加を含むことを特徴とす
    る腐食および沈 積抑制方法。 ２、該ポリマーの１乃至１００ｍｇ／ｌがこの系へ添加
    されることを特徴とする特許請求 の範囲第１項に記載の方法。 ３、該スケール生成塩類が、炭酸カルシウムおよびリン
    酸カルシウムであることを特徴 とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、該ポリマーが、アクリル酸、２−アクリルアミド−
    ２−メチルプロピルスルホン酸 および２−アクリルアミド−２−メチルプ ロピルホスホン酸から製造されることを特 徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方 法。 ５、該ポリマーが、４０乃至６０重量％のアクリル酸；
    ２０乃至４０重量％の２−アク リルアミド−２−メチルプロピルスルホン 酸；および１５乃至２５重量％の２−アク リルアミド−２−メチルプロピルホスホン 酸から製造されることを特徴とする特許請 求の範囲第１項に記載の方法。 ６、該ポリマーが、１．０ＭＮａＣｌ中において０．０
    ５乃至２．５ｄｌ／ｇの固有粘度をもつことを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記 載の方法。
JP61201939A 1985-08-29 1986-08-29 スケ−ルおよび腐食抑制剤としてのアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロピルスルホン酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロピルホスホン酸ポリマ− Pending JPS6253796A (ja)

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