KR101817548B1 - Scale inhibiting agent for reverse-osmosis - Google Patents

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KR101817548B1
KR101817548B1 KR1020170018355A KR20170018355A KR101817548B1 KR 101817548 B1 KR101817548 B1 KR 101817548B1 KR 1020170018355 A KR1020170018355 A KR 1020170018355A KR 20170018355 A KR20170018355 A KR 20170018355A KR 101817548 B1 KR101817548 B1 KR 101817548B1
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문숙주
양준섭
전은주
이성호
김응길
정무열
이강일
정세영
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(주)프라임 텍 인터내쇼날
한국수자원공사
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Abstract

The present invention relates to a multi-purpose scale inhibiting agent for a reverse-osmosis membrane for preventing inorganic scale in a reverse osmosis membrane treatment facility in which demand for industrial water production and water recycling is increasing. The scale inhibiting agent is composed of phosphonic acid and a polymer (Quatropolymer), and especially, the Quatropolymer, when the phosphonic acid is used alone, reacts with calcium in water to precipitate as calcium phosphonate. Accordingly, rather, a carboxyl group, a sulfonate group, a hydroxyl group and a nonionic amide group which will solve the disadvantage of causing scale failure are contained.

Description

포스폰산과 중합체를 포함하는 역삼투막 스케일방지제{Scale inhibiting agent for reverse-osmosis}[0001] Scale inhibiting agent for reverse-osmosis comprising a phosphonic acid and a polymer [

본 발명은 산업용수 생산 및 용수 재활용 등을 위해 수요가 증가하고 있는 역삼투막 처리설비에서 무기계 스케일 방지를 위한 다목적 스케일 방지제에 관한 것이다. 상기 스케일 방지제는 포스폰산과 중합체(Quatropolymer)로 구성되어 있으며 특히, 중합체는 포스폰산을 단독으로 사용할 경우에 포스포네이트가 수중의 칼슘과 반응하여 칼슘포스포네이트로 석출하여 오히려 스케일 장해를 유발하는 단점을 해결할 카르복실기, 설포네이트기, 하이드록시기 그리고 비이온성의 아마이드기를 함유하고 있다.The present invention relates to a multi-purpose scale inhibitor for preventing inorganic scale in a reverse osmosis membrane treatment facility where demand for industrial water production and water recycling is increasing. The scale inhibitor is composed of a phosphonic acid and a polymer (Quatropolymer). Particularly, when a phosphonic acid is used alone, the phosphonate reacts with calcium in water to precipitate calcium phosphonate and cause scale disorder A sulfonate group, a hydroxyl group and a nonionic amide group which will solve the disadvantages.

최근 인구증가와 더불어 산업이 급속히 발달함에 따라 생활용수나 산업용수의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 각종 산업에서 필요한 산업용수의 부족이 심각해짐에 따라 염류가 많이 함유된 해수, 해수와 담수가 섞인 염수(Brackish water) 그리고 지하수를 담수화하여 용수로 사용하거나 폐수를 처리하여 재활용하는 실정이며, 이를 위해 일반적으로 증발, 전기투석 그리고 역삼투막 방법에 의한 탈염처리설비가 많이 사용되고 있다. Demand for living water and industrial water has increased rapidly due to the recent rapid growth of the industry along with population growth. Particularly, as the shortage of industrial water required in various industries becomes serious, seawater containing a large amount of salts, brackish water mixed with seawater and fresh water, and groundwater are desalinated to be used as a water source or waste water is treated and recycled. In general, evaporation, electrodialysis, and desalination by reverse osmosis membrane process are widely used.

역삼투막 설비는 초기 건설 투자나 운영측면에서 저렴할 뿐만 아니라 처리하고자 하는 물의 수질에 적용범위가 넓고 양호한 생산수질을 유지할 수 있는 장점이 있는 반면에, 물에 기인한 장해에 민감하여 운영에 주의가 필요하고 오염지수가 높은 물은 여과가 필요한 단점이 있으나 최근에 주요한 탈염방식으로 크게 각광을 받고 있다. The reverse osmosis membrane facility is not only inexpensive in terms of initial construction investment and operation but also has a wide range of application to water quality to be treated and good water quality can be maintained. However, it is sensitive to water-related obstacles, Water with a high pollution index has a disadvantage that it needs to be filtered, but recently it has been widely spotlighted as a major desalination method.

물은 접촉한 대부분의 물질을 용해할 수 있는 강력한 용제이므로 수중에는 여러 물질이 용해하여 이온상태로 존재한다. 그 중에 대표적인 것이 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 철, 망간, 알루미늄, 스트론튬, 바륨 등의 양이온과 탄산, 중탄산, 염소, 황산, 인산, 불소 및 실리카 등의 음이온이다. 이러한 이온성분은 원수 회수율이 50 내지 85%로 운전되는 역삼투막에서는 수배로 농축되기 때문에 용해도를 초과하여 막 표면에 석출하여 스케일을 장해를 유발한다. Since water is a powerful solvent that can dissolve most of the materials it is in contact with, many substances are dissolved in water and exist in the ionic state. Representative examples thereof include cations such as calcium, magnesium, sodium, potassium, iron, manganese, aluminum, strontium and barium, and anions such as carbonic acid, bicarbonic acid, chlorine, sulfuric acid, phosphoric acid, fluorine and silica. These ion components are concentrated in the reverse osmosis membrane, which is operated at a recovery rate of raw water of 50 to 85%, so that it exceeds the solubility and precipitates on the surface of the membrane, causing scale failure.

대표적인 역삼투막에서의 무기물 스케일로서는 탄산칼슘, 칼슘이나 바륨 그리고 스트론튬의 황산염, 불화칼슘, 인산칼슘 그리고 철, 망간, 구리나 알루미늄 등의 금속산화물과 축합실리카 스케일 그리고 여러 무기 콜로이드성 석출물이 주요 성분으로 차지하고 있다. 이러한 스케일이 막표면에 석출하여 부착하면 중요한 현상으로 역삼투막 효율을 저하시킬 뿐 아니라, 무기 스케일을 세정하기 위해 강력한 산세정을 반복적으로 실시해야 하므로 막에 비가역적인 치명적인 손상을 초래한다. Typical examples of inorganic scale in the reverse osmosis membrane include calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate and strontium sulfate, calcium fluoride, calcium phosphate, metal oxides such as iron, manganese, copper and aluminum, condensed silica scale and various inorganic colloidal precipitates have. When such a scale is deposited on the surface of the membrane, it is important that the reverse osmosis membrane is not only deteriorated in efficiency but also requires a strong acid washing repeatedly in order to clean the inorganic scale, thereby causing irreversible damage to the membrane.

이러한 역삼투막의 스케일 방지대책으로는 산을 주입하는 방법으로 황산을 주입하여 알칼리도를 저하시켜 탄산칼슘의 석출경향을 제어하는 것이나, 이는 칼슘, 스트론튬 및 바륨 등의 황산염의 스케일 경향을 오히려 증가시키기도 한다. 또 다른 방법으로는 연화방법으로 수중의 경도 성분을 약품이나 양이온교환수지를 통해 제거하고 나트륨을 대신 증가시키는 방법도 있다. 그 외에 가장 보편적으로 적용하는 방법으로는 스케일방지제를 사용하여 스케일 형성을 방지하는 것이다. As countermeasures for preventing the scale of the reverse osmosis membrane, sulfuric acid is injected as an acid injecting method to lower the alkalinity to control the precipitation tendency of the calcium carbonate. However, this also increases the scale tendency of the sulfate such as calcium, strontium and barium. Another method is to soften the hardness component of the water through a chemical or cation exchange resin and increase the sodium concentration instead. The most commonly applied method is to prevent scale formation by using an anti-scale agent.

스케일방지제의 작용기는 스케일성분인 양이온에 대해 킬레이트 기능이 있어 스케일 방지에 필요한 농도는 극히 소량으로 비화학양론적으로 반응한다. 그 이유는 스케일의 결정핵과 결정의 활성점에 특이하게 흡착하고 결정의 성장을 방해하기 때문에 화학양론적보다는 소량의 첨가농도에서도 효과를 나타낸다. 이러한 비화학양론적 반응을 역치효과(Threshold effect)라 한다. 또한 스케일 방지제는 결정의 활성점에 흡착하여 정상적인 결정성장을 억제하여 변형시켜 성정을 억제하는데 이를 정벽효과(Distortion effect)라 한다. 또한 스케일방지제의 작용기 전부가 결정에 흡착하는 것이 아니고, 일부는 흡착에 관여하지 않고 결정에 이온성을 주어 전기적 반발력을 증가시켜 분산상태를 유지하는데 이를 분산효과(Dispersion effect)라 한다.The functional group of the anti-scale agent has a chelating function with respect to the cation which is a scale component, so that the concentration required for preventing the scale reacts in a non-stoichiometric manner in an extremely small amount. This is because it adsorbs specifically to the active sites of the crystal nucleus and the scale of the scale and interferes with the growth of the crystals, so that the effect is exhibited even at a small amount of addition concentration rather than stoichiometric. This non-stoichiometric reaction is called the threshold effect. In addition, the anti-scale agent is adsorbed on the active site of the crystal to inhibit normal crystal growth, thereby modifying the crystal structure. This is called a "distortion effect". In addition, not all of the functional groups of the anti-scale agent are adsorbed on the crystal, and some of them do not participate in adsorption but ionic properties are imparted to the crystals to increase the electric repulsive force to maintain the dispersed state.

이러한 세가지 기능을 가지고 있는 스케일 방지제로 가장 많이 사용하는 것이 포스폰산(Phosphonic acid)과 그 염들이다. 포스폰산은 인과 탄소가 결합된 유기인산으로 인과 산소가 결합된 중합인산과는 달리 가수분해에 민감하지 않아 랑겔리어 포화지수(Langelier saturation index)나 리즈너 안정지수(Ryznar stability index)가 포화조건을 나타내는 탈염설비에 우수한 스케일방지제로 사용되고 있다. 대표적인 포스폰산으로는 아미노트리메칠렌포스폰산(ATMP), 1-하이드록시에칠리덴디포스폰산 (HEDP), 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카복실릭산(PBTC), 디에칠렌트리아민펜타메칠렌 포스폰산(DTPMPA), 헥사메칠렌디아민테트라메칠렌포스폰산(HMDTP), 폴리아미노폴리에테르메칠렌포스폰산(PAPEMP) 등이 산 또는 중화한 염의 형태로 상용화되고 있다. 이러한 포스폰산은 성분 별로 다소 차이가 있지만 탄산칼슘, 칼슘, 바륨 및 스트론튬의 황산염, 그리고 실리카 등에 스케일 억제효과가 있어 역삼투막의 스케일방지 성분으로 많이 사용되고 있는 실정이다.Phosphonic acid and its salts are the most commonly used anti-scale agents with these three functions. Phosphonic acid is a phosphorus and carbon-linked organic phosphoric acid. Unlike the phosphorus-phosphorus-linked phosphoric acid, phosphorus is not sensitive to hydrolysis and its Langelier saturation index and Ryznar stability index are saturated conditions. It is used as an excellent anti-scale agent in the demineralization facility. Representative phosphonic acids include aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP), 1-hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC), diethylene (DTPMPA), hexamethylene diamine tetramethylene phosphonic acid (HMDTP), polyaminopolyether methylene phosphonic acid (PAPEMP), etc., in the form of acid or neutralized salt. These phosphonic acids have a scale inhibiting effect on calcium carbonate, calcium carbonate, barium and strontium sulfate, and silica though they are somewhat different from each other, and they are widely used as anti-scale components of reverse osmosis membranes.

그러나 어떠한 칼슘농도, pH, 온도 조건에서는 상기 포스폰산이 수중의 칼슘과 화학양론적으로 반응하여 불용성의 칼슘포스포네이트(Calcium phosphonate)로 석출되는 치명적인 단점이 있다. 이러한 불용성의 칼슘포스포네이트는 역삼투막에서 석출하여 용액 중 포스폰산의 농도를 감소시켜 탄산칼슘을 비롯한 다른 무기 스케일이 심각하게 발생하는 문제를 유발시킬 뿐 아니라, 그 자체도 역삼투막 스케일 장해의 주요인이 되고 다른 종류의 스케일이 형성되는 잠재적인 핵형성 장소를 제공한다. 또한 포스폰산은 자체로 역삼투막의 스케일 방지에 우수한 물질이지만 과포화조건에서는 오히려 칼슘포스포네이트로 석출하여 스케일을 유발하기에 사용에 세심한 주의가 필요한 단점을 가지고 있다.However, at any calcium concentration, pH, and temperature, the phosphonic acid stoichiometrically reacts with calcium in the water to precipitate into insoluble calcium phosphonate. This insoluble calcium phosphonate precipitates in the reverse osmosis membrane to reduce the concentration of phosphonic acid in the solution, causing not only serious problems such as calcium carbonate and other inorganic scales, but also itself as a main factor of the reverse osmosis membrane scale failure Providing a potential nucleation site where other kinds of scales are formed. In addition, phosphonic acid itself is an excellent material for preventing scale-up of reverse osmosis membrane, but it has a disadvantage that it is necessary to pay close attention to its use in order to precipitate calcium phosphonate and cause scale in supersaturated condition.

이러한 칼슘포스포네이트의 석출 방지대책이 포스폰산의 적용에 있어 중요한 이슈이며, 최근의 기술로는 합성한 음이온 중합체를 함께 적용하여 칼슘포스포네이트의 석출을 억제하는 기술이 있다. 그 이유는 음이온성 중합체는 포스폰산과 유사한 스케일 방지기능이 있어 역삼투막 설비에 적용하는데 유효하기 때문이다. 상기 중합체 중에 대표적인 것이 폴리아크릴산(Polyacrylicacid homopolymer)이나 폴리말레인산(Polymaleicacid homopolymer)이나 그들의 공중합체(Copolymer)이다. 그러나 상기 음이온성의 중합체는 주요 작용기로 카르복실기를 보유하여 스케일 억제 기능을 갖지만 칼슘과 카르복실기와의 가교반응으로 인해 불용성의 흰색 물질로 석출하면서 오히려 스케일 장해를 유발하며 제거도 어렵다는 문제점이 있다.Such measures to prevent precipitation of calcium phosphonate are an important issue in the application of phosphonic acid, and as a recent technology, there is a technique for inhibiting the precipitation of calcium phosphonate by applying the synthesized anionic polymer together. This is because the anionic polymer has a scale prevention function similar to that of phosphonic acid and is effective for application to a reverse osmosis membrane facility. Representative examples of the polymer include polyacrylic acid homopolymer and polymaleic acid homopolymer and copolymers thereof. However, the anionic polymer has a carboxyl group as a main functional group and has a scale inhibiting function. However, the anionic polymer precipitates into an insoluble white substance due to a cross-linking reaction between calcium and a carboxyl group, resulting in scale failure and difficulty in removing.

한편 한국 공개특허 제2011-56287호는 아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산의 공중합체를 포함하는 스케일 방지 방법을 제시하고 있다. 그러나 상기 공중합체는 탄산칼슘 스케일에 대해서는 효과가 있지만 칼슘포스포네이트 석출 방지 효과가 미흡하고 여타 스케일에 대한 방지 효과가 미흡한 한편, 겔화 현상이 일어나는 단점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-56287 suggests a scale prevention method including a copolymer of acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. However, although the above-mentioned copolymer has an effect on the calcium carbonate scale, the effect of preventing precipitation of calcium phosphonate is insufficient, and the effect to prevent other scales is insufficient. On the other hand, gelation phenomenon occurs.

따라서, 다양한 종류의 스케일에 대해 제거 효율이 우수하고 특히 포스폰산에 기인한 칼슘포스포네이트 석출 방지 효과가 우수하면서 겔화에 따른 문제가 없는 스케일 방지제 개발에 대한 수요가 여전히 존재한다. Therefore, there is still a demand for the development of a scale inhibitor which has excellent removal efficiency for various kinds of scales, in particular, an effect of preventing the precipitation of calcium phosphonate due to phosphonic acid and a problem of gelation.

한국 등록특허 10-1682729Korean Patent No. 10-1682729

한국 공개특허 제2011-0056287호Korea Patent Publication No. 2011-0056287

한국 공개특허 제2013-0113329호Korean Patent Publication No. 2013-0113329

본 발명은 포스포산 또는 그 염이 수중에서 칼슘과 결합하여 칼슘포스포네이트로 석출하여 스케일 장해를 유발하는 것을 대폭 개선할 수 있는 중합체를 포함하는 역삼투막의 다목적 스케일방지제의 개발 필요에서 출발하였다. The present invention has been developed based on the need to develop a multi-purpose scale inhibitor for reverse osmosis membranes containing a polymer capable of significantly improving the formation of phosphonic acid or its salt by binding calcium to calcium phosphonate to cause scale disorder.

특히, 종래에 스케일 방지제로 사용하는 중합체인 단순한 아크릴산이나 말레인산 호모중합체 또는 공중합체는 고경도 조건의 수질에서 칼슘과 반응하여 불용성의 칼슘중합체 반응물을 석출시킬 수 있기 때문에 칼슘과 반응하는 겔화에 대해 안정성이 우수한 공중합체에 대한 연구가 필요하다는 점을 인식하였다. 또한 이러한 중합체는 역삼투막에서 발생하는 스케일에 대해 포스폰산에 준하는 스케일 억제효과를 발휘해야 한다는 것을 인식하였다.Particularly, since acrylic acid, maleic acid homopolymer or copolymer, which is conventionally used as a scale inhibitor, can react with calcium in water of high hardness to precipitate insoluble calcium polymer reactants, stability against gelation which reacts with calcium And that it is necessary to study these excellent copolymers. It was also recognized that such a polymer should exert a scale inhibiting effect based on phosphonic acid on the scale generated in the reverse osmosis membrane.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,포스폰산과 함께 사용하여 칼슘포스포네이트 석출을 방지하는 한편, 수중의 칼슘과 반응하여 형성하는 겔화에 안정한 중합체를 포함하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a reverse osmosis membrane scale inhibitor which is used in combination with phosphonic acid to prevent precipitation of calcium phosphonate while reacting with calcium in water to form a gel- The purpose is to provide.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 1종 이상의 포스폰산에 포스폰산이 수중에 존재하는 칼슘과 반응하여 칼슘포스포네이트로 석출하는 문제점을 해결할 중합체를 배합한 역삼투막의 다목적 스케일방지제를 제공하고, 또한 상기 역삼투막 스케일 방지제를 사용하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a multi-purpose scale inhibitor for a reverse osmosis membrane, which comprises a polymer which is capable of solving the problem of precipitating calcium phosphonate by reacting calcium phosphonate with at least one phosphonic acid in water, Also, the present invention provides a water treatment method using a reverse osmosis membrane, wherein the reverse osmosis membrane scale inhibitor is used.

본 발명은 The present invention

1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염과 중합체 내의 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 포함하고 상기 포스폰산 또는 그의 염과 중합체는 활성성분 기준으로 중량비로 1:4 내지 4:1의 비율로 포함하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.(- COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) as a functional group in a polymer and at least one phosphonic acid or its salt And the phosphonic acid or its salt and the polymer are contained in a weight ratio of 1: 4 to 4: 1 on an active ingredient basis.

본 발명은 상기 포스폰산이 아미노트리메칠렌포스폰산(ATMP), 1-하이드록시에칠리덴디포스폰산(HEDP), 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카복실릭산(PBTC), 디에칠렌트리아민펜타메칠렌포스폰산(DTPMPA) 및 헥사메칠렌디아민테트라메칠렌포스폰산(HMDTP), 폴리아미노폴리에테르메칠렌포스폰산(PAPEMP)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.In the present invention, the phosphonic acid is at least one selected from the group consisting of aminotrimethylene phosphonic acid (ATMP), 1-hydroxyhexylidenediphosphonic acid (HEDP), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) (DTPMPA), hexamethylene diamine tetramethylene phosphonic acid (HMDTP), and polyaminopolyether methylene phosphonic acid (PAPEMP). Reverse osmosis membrane scale inhibitor.

본 발명은 상기 중합체가 카르복실기를 포함하는 단량체, 설포네이트기를 포함하는 단량체, 하이드록시기를 포함하는 단량체, 및 비이온성의 아마이드기를 포함하는 단량체가 5~8 : 1~3 : 1~3 : 0.5~2의 중량비로 공중합되며 무게평균분자량(Mw)이 1,000 내지 30,000 인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.The present invention is characterized in that the polymer contains a monomer having a carboxyl group, a monomer having a sulfonate group, a monomer having a hydroxy group, and a monomer having a nonionic amide group in an amount of 5 to 8: 1 to 3: 1 to 3: 2 and having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 30,000. The present invention also provides a reverse osmosis membrane scale inhibitor.

본 발명은 상기 카르복실기를 포함하는 단량체가 아크릴산, 메타아크릴산, 말레인산 및 무수말레인산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.The present invention provides a reverse osmosis membrane scale inhibitor characterized in that the monomer containing a carboxyl group is one type selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and maleic anhydride.

본 발명은 상기 설포네이트기를 포함하는 단량체가 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판설폰산(AHPS), 알릴설폰산, 스타일렌설폰산, 이소프렌설폰산 및 2-아크릴아미도-2-메칠프로판설폰산 (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, AMPS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.The present invention is characterized in that the monomer containing the sulfonate group is selected from the group consisting of 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS), allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, isoprenesulfonic acid and 2- And 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS). The present invention also provides a reverse osmosis membrane scale inhibitor, which is characterized in that it is at least one selected from the group consisting of 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid

본 발명은 상기 하이드록시기를 포함하는 단량체가 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate 2-HEMA) 또는 하이드록시프로필아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate HPA)인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.The present invention provides a reverse osmosis membrane scale inhibitor characterized in that the monomer containing a hydroxy group is 2-hydroxyethyl methacrylate 2-HEMA or hydroxypropyl acrylate HPA. do.

본 발명은 또한 상기 아마이드기를 포함하는 단량체가 아크릴아마이드, 메칠렌비스아크릴 아마이드 (N,N-methylene-bis-acrylamide) 및 부칠아크릴아마이드(N-tert-butylacrylamide)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제를 제공한다.The present invention also relates to a process for the preparation of the amide group-containing monomer, wherein the monomer containing the amide group is at least one selected from the group consisting of acrylamide, N, N-methylene-bis-acrylamide and N-tert-butylacrylamide And a reverse osmosis membrane scale inhibitor.

또한, 본 발명은 In addition,

역삼투막을 사용하는 수처리방법에 있어서, 1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염과 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 활성성분 기준으로 1:4 내지 4:1의 중량비로 포함하는 역삼투막 스케일 방지제를 사용하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.In the water treatment method using a reverse osmosis membrane, one or more phosphonic acids or its salt and a functional group include a carboxyl group (-COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) In a weight ratio of 1: 4 to 4: 1, based on the active ingredient, is used as the reverse osmosis membrane inhibiting agent.

본 발명은 상기 스케일방지제를 0.5ppm 내지 10ppm 주입하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.The present invention provides a water treatment method using a reverse osmosis membrane, wherein 0.5 to 10 ppm of the anti-scale agent is injected.

본 발명은 상기 역삼투막을 사용하는 수처리 방법은 처리수의 pH를 6.0 내지 8.0으로 조절하면서 수온을 10 내지 30℃로 조절하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.The water treatment method using the reverse osmosis membrane of the present invention is characterized in that the pH of the treated water is adjusted to 6.0 to 8.0 and the water temperature is adjusted to 10 to 30 ° C.

본 발명은 상기 역삼투막 회수율 45 내지 99% 범위내에서 스케일 형성을 억제하고 비산화성 미생물 살균제 적용 내지 미적용 조건에서도 살균제 약품과 상관없이 스케일 형성을 효과적으로 억제할 수 있는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.The present invention provides a water treatment method using a reverse osmosis membrane capable of effectively inhibiting scale formation within the range of recovery of the reverse osmosis membrane from 45 to 99% and effectively inhibiting scale formation regardless of application or non-oxidizing microbial sterilizing agent application conditions.

본 발명의 역삼투막 스케일 방지제는 각종 무기 스케일 방지에 우수한 효과를 보이는 포스폰산과 포스폰산이 칼슘과 반응하여 불용성의 칼슘포스포네이트로 석출하는 것에 충분한 석출억제력을 갖는 수용성 저분자 중합체를 배합하여 포스폰산의 적용상의 큰 단점을 해결해주는 효과가 있다. The reverse osmosis membrane scale inhibitor of the present invention is a reverse osmosis membrane scale inhibitor which is obtained by combining a phosphonic acid and a phosphonic acid which exhibit excellent effects for preventing various inorganic scales and a water-soluble low molecular weight polymer having sufficient precipitation inhibiting ability to precipitate as insoluble calcium phosphonate, It has the effect of solving the major drawbacks of application.

이러한 칼슘포스포네이트의 석출억제 효과를 나타내기 위해서는 중합체가 칼슘과 반응하여 겔화되는 것에 안정하여야 하고, 칼슘포스포네이트 석출에 우수한 효과를 발휘해야 하며, 포스폰산 같이 역삼투막의 여러 무기 스케일 형성에 대해서도 안정한 스케일 억제력을 나타내야 한다. 요컨대, 본 발명의 포스폰산과 저분자 합성 중합체의 적절한 배합은 포스폰산 단독 사용에 따른 칼슘포스포네이트 석출을 방지하여 약품에 기인하는 스케일 형성을 방지할 뿐 아니라 약품소모를 방지하고 막의 스케일 생성을 감소하여 막의 사용주기를 연장하고 세정주기를 증가시켜 강력한 세정제 사용에 의한 막의 손상을 방지할 수 있는 있는 획기적인 효과가 있다. In order to exhibit the effect of suppressing the precipitation of calcium phosphonate, the polymer should be stable to gelation with calcium and exhibit an excellent effect on precipitation of calcium phosphonate. In addition, for the formation of inorganic scale of reverse osmosis membrane such as phosphonic acid Must exhibit stable scale inhibition. In short, the proper mixing of the phosphonic acid and the low-molecular-weight synthetic polymer of the present invention prevents precipitation of calcium phosphonate by the use of phosphonic acid alone, thereby preventing formation of scale attributed to the drug as well as preventing drug consumption and reducing scale formation Thereby extending the service life of the membrane and increasing the cleaning cycle to prevent damage to the membrane due to the use of a strong detergent.

도 1은. 포스폰산에 대한 중합체의 칼슘포스포네이트 석출억제효과를 나타낸다.
도 2는. 포스폰산인 HEDP에 대한 각종 중합체의 칼슘포스포네이트 억제효과를 나타낸다.
도 3은, 역삼투평막테스트 장치를 모식적으로 나타낸다.
도 4는, 역삼투막테스트 장치에서 스케일방지제 효과를 나타낸다.
Fig. Exhibits an effect of inhibiting calcium phosphonate precipitation of the polymer to phosphonic acid.
Fig. Exhibit the calcium phosphonate inhibitory effect of various polymers on phosphonic acid HEDP.
3 schematically shows a reverse osmosis membrane testing apparatus.
4 shows the effect of the scale inhibitor in the reverse osmosis membrane test apparatus.

이하,본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor can properly define the concept of the term to describe its invention in the best possible way And should be construed in accordance with the principles and meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명은 1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염과 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 활성성분 기준으로 1:4 내지 4:1의 중량비로 포함하는 역삼투막 스케일 방지제 및 이를 활용한 역삼투막을 사용하는 수처리방법에 관한 것이다. 상기 1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염은 역삼투막 스케일 방지제 총 중량 대비 활성성분으로 바람직하게는 1 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량%을 포함한다.The present invention relates to a polymer comprising a carboxyl group (-COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) as functional groups with at least one phosphonic acid or a salt thereof A reverse osmosis membrane scale inhibitor containing a weight ratio of 1: 4 to 4: 1 on the basis of an active ingredient, and a water treatment method using a reverse osmosis membrane utilizing the same. The at least one phosphonic acid or salt thereof preferably comprises 1 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight, as an active ingredient, based on the total weight of the reverse osmosis membrane anticaking agent.

본 발명의 역삼투막의 스케일 방지제는 상기 역삼투막 스케일 방지제를 희석하여 사용이 가능하고 적절한 농도로 0.5ppm 내지 10 ppm 으로 사용할 수 있다. 상기 스케일 방지제는 무기계 스케일인 탄산칼슘과 황산칼슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등 역삼투막에서 농축되어 용해도를 초과시에 석출하여 막을 오염시키는 주요한 성분에 유효하며 특히, 칼슘포스포네이트의 석출억제효과가 우수한 장점이 있다. The anti-scale agent of the reverse osmosis membrane of the present invention can be used by diluting the reverse osmosis membrane scale inhibitor and can be used at an appropriate concentration of 0.5 ppm to 10 ppm. The anti-scale agent is effective for the main components which are concentrated on the inorganic scale calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, strontium sulfate, etc. and are precipitated when the solubility is exceeded, thereby causing contamination of the membrane. In particular, the effect of inhibiting precipitation of calcium phosphonate .

이하 본 발명의 역삼투막 스케일 방지제에 포함되는 포스폰산 및 그 염에 대해 설명한다.Hereinafter, the phosphonic acid and salts thereof included in the reverse osmosis membrane scale inhibitor of the present invention will be described.

포스폰산은 칼슘, 스트론튬 그리고 바륨의 황산염이나 실리카 등에도 스케일 억제효과를 발휘한다. 상기 포스폰산으로 바람직하게는 아미노트리메칠렌포스폰산(ATMP), 1-하이드록시에칠리덴디포스폰산(HEDP), 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카복실릭산(PBTC), 디에칠렌트리아민펜타메칠렌포스폰산(DTPMPA), 헥사메칠렌디아민테트라메칠렌포스폰산(HMDTP) 및 폴리아미노폴리에테르메칠렌포스폰산(PAPEMP)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나 내 발명이 이에 한정되지는 않는다.Phosphonic acid also exhibits scale inhibitory effects on calcium, strontium and barium sulfate and silica. Preferred examples of the phosphonic acid include aminotrimethylenephosphonic acid (ATMP), 1-hydroxyhexylidenediphosphonic acid (HEDP), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC) At least one selected from the group consisting of diethylenetriaminepenta-methylenephosphonic acid (DTPMPA), hexamethylene diamine tetramethylene phosphonic acid (HMDTP), and polyaminopolyether methylene phosphonic acid (PAPEMP) My invention is not limited thereto.

그러나 역삼투막 스케일 방지제로 포스폰산 단독 사용은 단점이 있는데, 해수 또는 염수의 역삼투막을 이용한 탈염 처리에서 과포화 조건에서 포스폰산과 칼슘이 반응하여 석출하는 것이다. 이러한 칼슘포스포네이트 석출은 직접적으로는 역삼투막의 스케일 장해를 유발하며, 간접적으로는 포스폰산의 농도를 감소시켜 심각한 탄산칼슘 스케일 장해를 유발한다. However, the use of phosphonic acid alone as a reverse osmosis membrane scale inhibitor has disadvantages. In the desalting treatment using seawater or brine reverse osmosis membrane, phosphonic acid and calcium react with each other under supersaturation conditions to precipitate. This precipitation of calcium phosphonate directly leads to scale failure of the reverse osmosis membrane and indirectly decreases the concentration of phosphonic acid to cause severe calcium carbonate scale disorder.

Ashcraft는 철 이온의 존재하에서 ATMP, HEDP, PBTC의 석출경향을 연구하여 ATMP나 HEDP에 비해 PBTC가 높은 칼슘조건에서 보다 안정하다고 하였으며 그 이유는 칼슘과 PBTC의 용해도가 크기 때문이라 하였다(Corrosion/85, Paper No. 132, NACE). 한편, 한국 등록특허 10-1682729는 역삼투막의 스케일 방지를 위해 설포네이트 공중합물의 적용에 대해 검토하였고 한국 공개특허 10-2013-0113329는 설포네이트 공중합체에 말레인산계를 혼용하는 것을 검토하였지만 칼슘포스포네이트 억제를 위한 방법이 아니어서 포스폰산과의 병용에 대해서는 그 적합한 가능성이 충분히 검토되지 않았다. Ashcraft studied the precipitation tendencies of ATMP, HEDP, and PBTC in the presence of iron ions and found PBTC to be more stable under high calcium conditions than ATMP or HEDP because of the high solubility of calcium and PBTC (Corrosion / 85 , Paper No. 132, NACE). Korean Patent No. 10-1682729 examined the application of a sulfonate copolymer for prevention of scale of reverse osmosis membrane, and Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0113329 examined the use of a maleic acid series in a sulfonate copolymer, but calcium phosphonate But the possibility of the use of phosphonic acid was not fully investigated.

이에 본 발명자들은 포스폰산과 함께 사용되어 역삼투막 스케일 방지제 역할을 할 수 있는 중합체로 특히 칼슘포스포네이트 석출 억제효과가 있으면서 그 자체적으로 칼슘과의 반응에 기인한 겔화에 안정한 중합체를 개발하고자 노력한 결과 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 개발하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a polymer that is capable of acting as a reverse osmosis membrane scale inhibitor, in particular, a gel-forming polymer due to the reaction with calcium itself, while having an effect of inhibiting precipitation of calcium phosphonate, A polymer containing a carboxyl group (-COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) was developed and the present invention was completed.

상기 중합체는 바람직하게는 카르복실기를 포함하는 단량체, 설포네이트기를 포함하는 단량체, 하이드록시기를 포함하는 단량체, 및 비이온성의 아마이드기를 포함하는 단량체의 공중합으로 제조될 수 있다.The polymer may be prepared by copolymerization of a monomer containing a carboxyl group, a monomer containing a sulfonate group, a monomer containing a hydroxy group, and a monomer containing a nonionic amide group.

본 발명의 중합체는 무게평균분자량(Mw)이 바람직하게는 1,000 내지 30,000, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 30,000 일 수 있다.The polymer of the present invention may preferably have a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 30,000, more preferably 2,000 to 30,000.

중합체의 무게평균분자량(Mw)은 1,000 이하에서는 킬레이션 기능이 저하하는 반면에 일반적으로 분자량이 클수록 칼슘에 대한 킬레이션 기능이 증가한다. 그러나 분자량이 너무 크면 반대로 칼슘과의 겔화가 증가하기 때문에 무게평균분자량은 1000 내지 30,000 이하가 좋으며 보다 바람직하게는 2,000 내지 30,000의 범위가 유효하다. When the weight average molecular weight (Mw) of the polymer is 1,000 or less, the chelating function is lowered. On the other hand, the larger the molecular weight is, the more the chelating function to calcium is increased. However, if the molecular weight is too large, the gelation with calcium is increased, so the weight average molecular weight is preferably 1000 to 30,000 or less, more preferably 2,000 to 30,000.

상기 카르복실기를 포함하는 단량체의 카르복실기는 탄산칼슘 등에 대한 스케일 방지 역할을 수행한다. 상기 카르복실기를 포함하는 단량체는 바람직하게는 아크릴산, 메타아크릴산, 말레인산 및 무수말레인산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The carboxyl group of the monomer containing a carboxyl group plays a role of preventing scale against calcium carbonate and the like. The monomer containing a carboxyl group may preferably be at least one member selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and maleic anhydride.

중합체가 아크릴산이나 말레인산계의 호모중합체인 경우 탄산칼슘에 대한 억제력이 양호하나 작용기가 카르복실기(-COOH) 만으로 구성되어 있기 때문에 칼슘과 결합한 카르복실기가 다른 사슬에 존재하는 카르복실기와 가교반응(Bridge reaction)으로 불용성의 흰색 결정물을 만들 수 있다. 이를 폴리머의 겔화(gelation)라 하는데 본 발명자들은 (메타)아크릴산이나 말레인산계의 호모중합체의 경우 분자량이 증가할수록 겔화에 민감하며 중합체의 스케일 방지효과에 악영향을 미친다는 사실을 발견하여, 카르복실기 이외에 설포네이트기를 포함하는 단량체, 하이드록시기를 포함하는 단량체 및 아마이드기를 포함하는 단량체를 공중합한 중합체를 역삼투막 스케일 방지제로 개발하게 되었다.When the polymer is a homopolymer of acrylic acid or maleic acid, it has a good inhibitory effect on calcium carbonate. However, since the functional group is composed only of a carboxyl group (-COOH), a carboxyl group bonded to calcium is crosslinked with a carboxyl group existing in another chain Insoluble white crystals can be made. The present inventors have discovered that (meth) acrylic acid or maleic acid homopolymer is a gelation of a polymer, and as the molecular weight increases, it is sensitive to gelation and adversely affects the scale inhibition effect of the polymer. A monomer copolymerized with a monomer containing a hydroxyl group, a monomer containing a hydroxyl group, and a monomer containing an amide group has been developed as a reverse osmosis membrane scale inhibitor.

개발 결과 본 발명의 중합체는 탄산칼슘에 대한 스케일 억제력은 기존과 유사한 반면 칼슘포스포네이트에 대한 석출 억제효과가 상승하고 그 이외에 인산칼슘, 수산화철, 수산화아연 등에 대한 석출억제효과도 상승함을 발견하였으며, 가교반응에 의한 겔화가 현저히 줄어드는 것을 발견하였다. As a result of the development, it was found that the polymer of the present invention has a similar scale inhibiting power to the calcium carbonate, while the precipitation inhibiting effect against calcium phosphonate is increased and the precipitation inhibiting effect against calcium phosphate, iron hydroxide and zinc hydroxide also increases , The gelation caused by the crosslinking reaction is remarkably reduced.

요컨대, 본 발명의 중합체를 포함하는 역삼투막 스케일 방지제는 중합체의 겔화 정도평가, 칼슘에 대한 킬레이션 능력평가, 칼슘포스포네이트에 대한 석출억제효과 그리고 포스폰산과 배합시에 역삼투막에 발생하는 여러 무기 스케일의 억제력에 대한 평가가 우수하여 실제 현장에서 사용 가능할 것으로 예산된다.In short, the antifouling agent containing the polymer of the present invention can be used for evaluating the degree of gelation of a polymer, evaluation of a chelating ability against calcium, precipitation inhibiting effect on calcium phosphonate, and various inorganic scales occurring in a reverse osmosis membrane And it is estimated that it can be used in actual field.

본 발명은 상기 설포네이트기를 포함하는 단량체가 바람직하게는 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판설폰산(AHPS), 알릴설폰산, 스타일렌설폰산, 이소프렌설폰산 또는 2-아크릴아미도-2-메칠프로판설폰산 (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, AMPS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 일 수 있다.The present invention is based on the finding that the monomer containing the sulfonate group is preferably selected from the group consisting of 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS), allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, isoprene sulfonic acid or 2- 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS).

본 발명은 공중합체에 히드록시기를 포함함으로써 중합체를 벌크하게 하여 겔화를 감소시켜 준다. 상기 하이드록시기를 포함하는 단량체는 바람직하게는 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate 2-HEMA) 또는 하이드록시프로필아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate HPA) 일 수 있다.The present invention includes a hydroxy group in the copolymer to bulk the polymer to reduce gelation. The monomer containing a hydroxy group may be preferably 2-hydroxyethyl methacrylate 2-HEMA or hydroxypropyl acrylate HPA.

본 발명은 공중합체에 특히 비이온성 작용기인 아마이드기를 포함함으로써 중합체를 벌크하게 만들어주어 결과적으로 중합체에 기인한 겔화 현상을 감소시킬 수 있다. 상기 아마이드기를 포함하는 단량체가 바람직하게는 (메타)아크릴아마이드, 메칠렌비스아크릴 아마이드 (N,N-methylene-bis-acrylamide) 및 부칠아크릴아마이드(N-tert-butylacrylamide)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 일 수 있다.The present invention can make the polymer bulk by including an amide group, which is a non-ionic functional group, in the copolymer, thereby reducing the gelation phenomena due to the polymer. The monomer containing the amide group is preferably selected from the group consisting of (meth) acrylamide, N, N-methylene-bis-acrylamide and N-tert-butylacrylamide. More than species can be.

본 발명에서 상기 단량체들은 바람직하게는 5~8 : 1~3 : 1~3 : 0.5~2 중량비로, 더욱 바람직하게는 5~7.5 : 1~2.5 : 1~2.5 : 0.5~1.5의 중량비로 공중합된다. 단량체들이 상기의 함량비로 공중합되는 경우 중합체 내에 필요한 작용기의 함량을 맞출 수 있고 또한 중합체를 충분히 벌크하게 하여 중합체가 겔화되는 현상을 방지할 수 있다.In the present invention, the monomers are preferably copolymerized at a weight ratio of 5 to 8: 1 to 3: 1 to 3: 0.5 to 2, more preferably 5 to 7.5: 1 to 2.5: 1 to 2.5: do. When the monomers are copolymerized in the above ratio, the content of the necessary functional groups in the polymer can be adjusted, and the polymer can be sufficiently bulked to prevent gelation of the polymer.

본 발명의 역삼투막 스케일 방지제는 상기 포스폰산 또는 그의 염과 상기 중합체가 1:4 내지 4:1의 중량비로, 바람직하게는 1:2 내지 2:1의 중량비 혼합되는 것이 가장 바람직하다.It is most preferred that the phosphonic acid or its salt and the polymer are mixed in a weight ratio of 1: 4 to 4: 1, preferably 1: 2 to 2: 1, by weight of the reverse osmosis membrane scale inhibitor of the present invention.

또한, 본 발명은 In addition,

역삼투막을 사용하는 수처리방법에 있어서, 1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염과 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 활성성분 기준으로 1:4 내지 4:1의 중량비로 포함하는 역삼투막 스케일 방지제를 사용하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.In the water treatment method using a reverse osmosis membrane, one or more phosphonic acids or its salt and a functional group include a carboxyl group (-COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) In a weight ratio of 1: 4 to 4: 1, based on the active ingredient, is used as the reverse osmosis membrane inhibiting agent.

본 발명은 상기 스케일방지제를 0.5ppm 내지 10ppm 주입하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.The present invention provides a water treatment method using a reverse osmosis membrane, wherein 0.5 to 10 ppm of the anti-scale agent is injected.

본 발명은 상기 역삼투막을 사용하는 수처리 방법은 처리수의 pH를 6.0 내지 8.0으로 조절하면서 수온을 10 내지 30℃로 조절하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.The water treatment method using the reverse osmosis membrane of the present invention is characterized in that the pH of the treated water is adjusted to 6.0 to 8.0 and the water temperature is adjusted to 10 to 30 ° C.

본 발명은 상기 역삼투막 회수율 45 내지 99% 범위내에서 스케일 형성을 억제하고 비산화성 미생물 살균제 적용 내지 미적용 조건에서도 살균제 약품과 상관없이 스케일 형성을 효과적으로 억제할 수 있는 역삼투막을 사용하는 수처리방법을 제공한다.The present invention provides a water treatment method using a reverse osmosis membrane capable of effectively inhibiting scale formation within the range of recovery of the reverse osmosis membrane from 45 to 99% and effectively inhibiting scale formation regardless of application or non-oxidizing microbial sterilizing agent application conditions.

이하, 합성예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 합성예는 단지 발명을 예시한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 합성예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Synthesis Examples. These synthesis examples are merely illustrative of the invention, and the scope of the present invention is not construed as being limited by these synthesis examples.

중합에 사용한 원료는 아래와 같이 요약하여 나타냈다. 중합개시제로는 시약급의 포타슘퍼설페이트를 사용하였고 폴리머의 분자량 조절을 위해 사슬연쇄이동제(Chain transfer agent)로 시약급 메르캅토에탄올(2-mercaptoethanol)을 사용하였다. 중합개시제는 일반적인 합성조건인 주 모노머의 0.5중량% 정도를 투입하며, 사슬연쇄이동제도 그 정도 사용하였다. 여러 종류의 단량체는 노르소크릴사의 아크릴산(순도 99.5%), 용산화학의 무수말레인산(순도 99.5%), 일본쇼쿠바이의 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(순도 97.5%), 바스프사의 하이드록시프로필아크릴레이트(순도 98.5%), 리아멩화학의 2-아크릴아미도-2-메칠프로판설폰산 (순도99%), 바이드파마텍사의 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산나트륨(순도 40%), 동서석유화학의 아크릴아마이드(순도 50%) 등 상업용의 제품을 사용하였다. 중합체의 합성을 위한 반응기는 이중자켓 형태의 1리터 유리반응기로, 5구 반응조 유리뚜껑에 교반을 위한 임펠러, 중합시 원료를 연속투입하기 위한 드로핑, 냉각기, 온도계 등으로 구성하여 합성하였다. 합성한 중합체는 최종적으로 순수로 희석하여 고형분(유효성분)이 무게비로 30%가 되게 조절하여 평가하였다. 합성한 중합체의 분자량 측정은 수용성 GPC를 사용하여 측정하였다. 측정장비는 Waters 2410 RI Detector를 사용하였고 표준분자량은 Pullulan polysaccharides 표준액을 이용하여 0.1M K2HPO4 및 KH2PO4 용액을 이동상으로 하여 특별한 온도 조건 없이 유속 1.0ml/min으로 분석하였다.The raw materials used for the polymerization were summarized as follows. Reagent-grade potassium persulfate was used as polymerization initiator and reagent-grade mercaptoethanol was used as a chain transfer agent to control the molecular weight of the polymer. The polymerization initiator was used in an amount of 0.5% by weight of the main monomer, which is a general synthetic condition, and a chain chain transfer system was used to that extent. (Purity: 99.5%), maleic anhydride (purity: 99.5%), 2-hydroxyethyl methacrylate (purity: 97.5%) manufactured by Nihon Shokubai Co., Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (purity: 99%) of Liameng Chemical, sodium 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonate (Purity of 40%) and acrylic acid (50% purity) of Dongseo Petrochemical were used. The reactor for the synthesis of polymers was a one liter glass reactor in the form of a double jacket, which was composed of impeller for agitation, droplet for continuous feeding of raw materials in polymerization, cooler, thermometer, The synthesized polymer was finally diluted with pure water and evaluated by adjusting the solid content (active ingredient) to be 30% by weight. The molecular weight of the synthesized polymer was measured using a water soluble GPC. Waters 2410 RI Detector was used for the measurement. The standard molecular weights were determined by using 0.1 MK 2 HPO 4 and KH 2 PO 4 solution as the mobile phase using a standard solution of Pullulan polysaccharides at a flow rate of 1.0 ml / min without any special temperature condition.

중합체 합성 Polymer synthesis

제조예 1Production Example 1 : 아크릴산 호모중합체 : Acrylic acid homopolymer

반응기에 순수를 546.8gr 투입한 후 가성소다 11.2gr 투입하여 용해하고 온도를 상승시킨다. 먼저 가성소다를 투입하는 이유는 사슬연쇄이동제의 효율을 상승시키기 위함이다. 이후 메르캅토에탄올을 0.15gr 가하고 온도가 85℃까지 상승하면서 아크릴산을 1.3ml/min의 속도로 240gr 적하하고 반응개시제인 포타슘퍼설페이트는 1.2gr을 물 46.8gr에 용해하여 0.27ml/min 속도로 적하한다. 반응온도는 85℃를 유지하며 교반속도는 100rpm 유지한다. 3시간 정도 반응하여 투명액이 되면 1시간 동안 에이징시킨다. 이후 냉각하여 최종 846gr 정도의 아크릴산 호모중합체를 합성하여 최종적으로 고형분 30 중량%인 아크릴산 호모중합체 A를 준비하였다.After 546.8 gr of pure water was added to the reactor, 11.2 gr of caustic soda was added to dissolve and the temperature was raised. The reason for putting caustic soda first is to increase the efficiency of the chain transfer agent. Then, 0.15 gr of mercaptoethanol was added, and acrylic acid was dropped 240 gr at a rate of 1.3 ml / min while the temperature was elevated to 85 캜. 1.2 gr of the reaction initiator, potassium persulfate, was dissolved in 46.8 g of water and added dropwise at a rate of 0.27 ml / do. The reaction temperature is maintained at 85 ° C and the stirring speed is maintained at 100 rpm. After 3 hours of reaction, the solution is aged for 1 hour. Thereafter, a final homopolymer of acrylic acid (about 846 gr) was synthesized to finally prepare acrylic acid homopolymer A having a solid content of 30% by weight.

제조예 2Production Example 2 :  : 말레인산Maleic acid 호모중합체 Homopolymer

반응기에 순수를 266gr 투입한 후 메르캅토에탄올 4.0gr을 가하여 온도를 상승시킨다. 온도가 85℃까지 상승하면 무수말레인산 336gr을 순수 200gr에 용해한 주 단량체와 포타슘퍼설페이트 4.0gr을 순수 30gr에 용해한 액을 각각 3.0ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 3시간 동안 적하한다. 이후 1시간 에이징 처리한 다음에 냉각하여 갈색의 폴리머를 합성하고 순수로 희석하여 고형분이 30 중량%인 말레인산 호모중합체 B를 준비하였다.After 266 g of pure water was added to the reactor, 4.0 g of mercaptoethanol was added to raise the temperature. When the temperature rises to 85 ° C, 336 gr of maleic anhydride is dissolved in 200 g of pure water and 4.0 g of potassium persulfate dissolved in 30 g of pure water is added dropwise at a rate of 3.0 ml / min and 0.2 ml / min for 3 hours, respectively. After aging for 1 hour, the mixture was cooled to synthesize a brown polymer, and the mixture was diluted with pure water to prepare maleic homopolymer B having a solid content of 30% by weight.

제조예 3Production Example 3 :  : 말레인산Maleic acid 및 아크릴산 공중합체 And acrylic acid copolymer

무수말레인산과 아크릴산의 무게비가 9:1인 공중합 폴리머를 합성하고자 하였다. 먼저 순수 270.8gr에 가성소다 32gr을 투입하여 용해한 후에 메르캅토에탄올 1.6gr을 투입한 액을 반응기에 넣고 온도를 상승시킨다. 이후 238gr 무수말레인산과 아크릴산 26gr을 순수 200gr에 용해한 주 단량체 액과 포타슘퍼설페이트 1.6gr을 순수 30gr에 용해한 액을 준비한다. 온도가 85℃까지 상승하면 주 단량체액과 개시제 희석액을 각각 2.6ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 적하한다. 이후 3시간 주입한 후에 다시 1시간 에이징 처리하고 냉각하였고, 이후 상기와 같이 순수로 희석하여 고형분이 30 중량%인 말레인산과 아크릴산의 공중합체 C를 준비하였다.The weight ratio of maleic anhydride to acrylic acid was 9: 1. First, 32 g of caustic soda is added to 270.8 g of pure water and dissolved, and then 1.6 g of mercaptoethanol is added to the reactor to raise the temperature. Thereafter, a main monomer solution obtained by dissolving 238 g of maleic anhydride and 26 g of acrylic acid in 200 g of pure water and 1.6 g of potassium persulfate were dissolved in 30 g of pure water. When the temperature rises to 85 ° C, the main monomer solution and initiator diluent are added dropwise at a rate of 2.6 ml / min and 0.2 ml / min, respectively. After 3 hours of injection, the mixture was further aged for 1 hour, cooled, and then diluted with pure water as described above to prepare a copolymer C of maleic acid and acrylic acid having a solid content of 30% by weight.

제조예 4Production Example 4 내지  To 5 : 아크릴산5: Acrylic acid 공중합체 Copolymer

아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS)를 무게비로 8:2로 혼합한 공중합체를 합성하고자 하였다. 먼저 순수 450gr에 가성소다 10.4gr을 투입하여 용해한 후에 메르캅토에탄올 1.2gr을 투입한 액을 반응기에 넣고 온도를 상승시킨다. 이후 아크릴산 181.8gr, AMPS 45.3gr을 순수 80gr에 용해한 주 단량체액과 포타슘퍼설페이트 1.12gr을 순수 30gr에 용해한 액을 준비한다. 온도가 85℃까지 상승하면 주 단량체액과 개시제 희석액을 각각 1.7ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 적하한다. 이후 3시간 주입한 후에 다시 1시간 에이징 처리하고 냉각한 후에 고형분이 30 중량%인 아크릴산 공중합체 D를 준비하였다. Acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) at a weight ratio of 8: 2. First, 10.4 gr of caustic soda was added to 450 g of pure water and dissolved. 1.2 gr of mercaptoethanol was added to the reactor and the temperature was raised. Thereafter, 181.8 gr of acrylic acid and 45.3 gr of AMPS were dissolved in 80 g of pure water and 1.12 gr of potassium persulfate and 30 g of pure water were prepared. When the temperature rises to 85 ° C, the main monomer solution and initiator diluent are added dropwise at a rate of 1.7 ml / min and 0.2 ml / min, respectively. Thereafter, the mixture was injected for 3 hours, aged for another hour, cooled, and then an acrylic acid copolymer D having a solid content of 30% by weight was prepared.

또한 다른 설포네이트 공중합 폴리머로 아크릴산과 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS)이 무게비로 8:2인 공중합폴리머를 합성하고자 하였다. 같은 방법으로 아크릴산 181.8gr과 AHPS 113.2gr으로 최종적으로 고형분이 30중량%인 아크릴산 공중합체 E를 준비하였다.Also, a copolymer polymer having acrylic acid and 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS) in a weight ratio of 8: 2 was used as another sulfonate copolymer polymer. In the same manner, 181.8 g of acrylic acid and 113.2 g of AHPS were finally added to prepare an acrylic acid copolymer E having a solid content of 30% by weight.

제조예 6Production Example 6 내지 7 : 아크릴산  To 7: acrylic acid 삼원공중합체Terpolymer -1-One

아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS)과 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA)를 무게비로 7:2:1로 혼합한 공중합체를 합성하고자 하였다. 먼저 순수 450gr에 가성소다 10.4gr을 투입하여 용해한 후에 메르캅토에탄올 1.2gr을 투입한 액을 반응기에 넣고 온도를 상승시킨다. 이후 아크릴산 159.2gr, AMPS 45.6gr, 2-HEMA 22.4gr을 순수 80gr에 용해한 주 단량체액과 포타슘퍼설페이트 1.12gr을 순수 30gr에 용해한 액을 준비한다. 온도가 85℃까지 상승하면 주 단량체액과 개시제 희석액을 각각 1.7ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 적하한다. 이후 3시간 주입한 후에 다시 1시간 에이징 처리하고 냉각한 후 희석하여 최종적으로 고형분이 30 중량%인 아크릴산 삼원중합체 F를 준비하였다. Acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) and 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) at a weight ratio of 7: 2: 1. First, 10.4 gr of caustic soda was added to 450 g of pure water and dissolved. 1.2 gr of mercaptoethanol was added to the reactor and the temperature was raised. Thereafter, a solution prepared by dissolving 1.12 gr of the main monomer solution and 15.2 g of acrylic acid, 45.6 gr of AMPS and 22.4 gr of 2-HEMA in pure water in 30 gr of pure water is prepared. When the temperature rises to 85 ° C, the main monomer solution and initiator diluent are added dropwise at a rate of 1.7 ml / min and 0.2 ml / min, respectively. After 3 hours of injection, the mixture was again aged for 1 hour, cooled and diluted to prepare acrylic acid terpolymer F having a solid content of 30% by weight.

또한 유사한 중합과정으로 아크릴산과 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS)와 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA)를 무게비로 7:2:1 혼합하여 제조된 삼원공중합체 G를 준비하였다.In a similar polymerization process, acrylic acid, 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS) and 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) were mixed in a weight ratio of 7: The prepared terpolymer G was prepared.

제조예 8 내지 9 : 아크릴산 삼원중합체-2Production Examples 8 to 9: Acrylic acid terpolymer-2

아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS)과 하이드록시프로필아릴레이트(HPA)를 무게비로 6:2:2인 공중합체를 합성하고자 하였다. 먼저 순수 450gr에 가성소다 10.4gr을 투입하여 용해한 후에 메르캅토에탄올 1.2gr을 투입한 액을 반응기에 넣고 온도를 상승시킨다. 이후 아크릴산 136.4gr AMPS 45.4gr, HPA 45.4gr을 순수 80gr에 용해한 주 단량체 액과 포타슘퍼설페이트 1.12gr을 순수 30gr에 용해한 액을 준비한다. 온도가 85℃까지 상승하면 주 단량체액과 개시제 희석액을 각각 1.7ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 적하한다. 이후 3시간 주입한 후에 다시 1시간 에이징 처리하고 냉각하여 합성후에 희석하여 최종적으로 고형분이 30 중량%인 아크릴산 삼원중합체 H를 준비하였다. Acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) and hydroxypropylarylate (HPA) at a weight ratio of 6: 2: 2. First, 10.4 gr of caustic soda was added to 450 g of pure water and dissolved. 1.2 gr of mercaptoethanol was added to the reactor and the temperature was raised. Next, prepare a solution obtained by dissolving 1.12 gr of main monomer solution and 45.2 g of acrylic acid in 45.4 gr of pure water and 45.4 gr of pure acrylic acid in 30 g of pure water. When the temperature rises to 85 ° C, the main monomer solution and initiator diluent are added dropwise at a rate of 1.7 ml / min and 0.2 ml / min, respectively. After 3 hours of injection, the mixture was again aged for 1 hour, cooled and diluted to prepare an acrylic acid terpolymer H having a solid content of 30% by weight.

또한 동일한 중합과정으로 아크릴산과 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA) 그리고 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS)를 무게비로 6:2:2로 혼합하여 제조된 삼원중합체 I를 준비하였다.In the same polymerization procedure, acrylic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) and 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS) were mixed in a weight ratio of 6: 2: 2 To prepare a terpolymer I.

제조예 10Production Example 10 내지 11 : 아크릴산  To 11: Acrylic acid 사원공중합체Temple copolymer -1 (6:2:1:1)-1 < / RTI > (6: 2: 1: 1)

아크릴산, 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS), 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA)및 아크릴아마이드를 무게비로 6:2:1:1로 혼합하여 제조하는 사원공중합체를 합성하고자 하였다. 먼저 순수 430gr에 가성소다 10.4gr을 투입하여 용해한 후에 메르캅토에탄올 1.2gr을 투입한 액을 반응기에 넣고 온도를 상승시킨다. 이후 아크릴산 136.2gr, AMPS 45.6gr, 2-HEMA 22.4gr 그리고 아크릴아마이드(순도 50%) 44.8gr을 순수 80gr에 용해한 주 단량체액과 포타슘퍼설페이트 1.12gr을 순수 30gr에 용해한 액을 준비한다. 온도가 85℃까지 상승하면 주 단량체액과 개시제 희석액을 각각 1.8ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 적하한다. 이후 3시간 주입한 후에 다시 1시간 에이징 처리하고 냉각한 후 희석하여 최종적으로 고형분이 30 중량%인 아크릴산 사원중합체 J를 준비하였다. Acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) and acrylamide in a weight ratio of 6: 2: 1: 1 To synthesize the copolymer. First, 10.4 gr of caustic soda is added to 430 g of pure water and dissolved. 1.2 gr of mercaptoethanol is added to the reactor and the temperature is raised. Next, prepare a solution containing 1.12 gr of main monomer liquid and potassium persulfate dissolved in 80 g of pure water in an amount of 44.2 gr of acrylic acid, 45.6 gr of AMPS, 22.4 gr of 2-HEMA, and acrylamide (purity of 50%) in 30 g of pure water. When the temperature rises to 85 ° C, the main monomer solution and the initiator diluent are dripped at a rate of 1.8 ml / min and 0.2 ml / min, respectively. Thereafter, the mixture was injected for 3 hours, aged for another hour, cooled, and diluted to finally prepare acrylic acid temple polymer J having a solid content of 30% by weight.

또한 유사한 중합과정으로 아크릴산, 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS), 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA) 및 아크릴아마이드를 무게비로 6:2:1:1 혼합하여 제조된 사원공중합체 K를 준비하였다.(AHPS), 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) and acrylamide in a weight ratio of 6: 2: A 1: 1 mixture was prepared.

제조예 12 내지 13 : 아크릴산 삼원중합체-2 (5:2:2;1)Production Examples 12 to 13: Acrylic acid terpolymer-2 (5: 2: 2; 1)

아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS)과 하이드록시프로필아릴레이트(HPA) 그리고 아크릴아마이드를 무게비로 5:2:2:1 혼합한 공중합체를 합성하고자 하였다. 먼저 순수 430gr에 가성소다 10.4gr을 투입하여 용해한 후에 메르캅토에탄올 1.2gr을 투입한 액을 반응기에 넣고 온도를 상승시킨다. 이후 아크릴산 113.7gr AMPS 45.4gr, HPA 45.4gr, 아크릴아마이드(순도 50%) 44.8gr을 순수 80gr에 용해한 주 단량체 액과 포타슘퍼설페이트 1.12gr을 순수 30gr에 용해한 액을 준비한다. 온도가 85℃까지 상승하면 주 단량체액과 개시제 희석액을 각각 1.8ml/min, 0.2ml/min의 주입속도로 적하한다. 이후 3시간 주입한 후에 다시 1시간 에이징 처리하고 냉각하여 합성후에 희석하여 최종적으로 고형분이 30 중량%인 아크릴산 사원중합체 L를 준비하였다. The copolymer was prepared by mixing acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS), hydroxypropylarylate (HPA) and acrylamide in a weight ratio of 5: 2: 2: 1. First, 10.4 gr of caustic soda is added to 430 g of pure water and dissolved. 1.2 gr of mercaptoethanol is added to the reactor and the temperature is raised. Then, prepare a solution containing 1.12 gr of main monomer solution and 45.2 g of acrylic acid, 45.4 gr of acrylic acid, 45.4 gr of HPA and 44.8 gr of acrylamide (purity: 50%) in pure water in 30 g of pure water. When the temperature rises to 85 ° C, the main monomer solution and the initiator diluent are dripped at a rate of 1.8 ml / min and 0.2 ml / min, respectively. After 3 hours of injection, the mixture was again aged for 1 hour and cooled. After the synthesis, the mixture was diluted to prepare acrylic acid temple polymer L having a solid content of 30% by weight.

또한 동일한 중합과정으로 아크릴산, 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA), 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS) 및 아크릴아마이드를 무게비로 5:2:2:1 혼합하여 제조된 사원중합체 M을 준비하였다.In the same polymerization process, acrylic acid, 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA), 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS) and acrylamide were mixed in a weight ratio of 5: 2: 1 were prepared.

폴리머 겔화점 측정 Polymer gelation point measurement

중합체가 칼슘과 가교 반응하여 흰색의 불용성 물질을 형성하는 것을 겔화(Gelation)라 하며 스케일 방지를 위한 중합체의 성능평가에 중요한 인자이다. 겔화점(Gelation point)은 소정의 중합체 농도에서 가혹한 조건의 칼슘과 반응하여 흰색의 불용성 침전물을 만들기 시작하는 칼슘농도를 말한다. 겔화점을 측정하기 위한 방법은 일본화학회 자료(Journal of Japan chemical society 9 1153-1160, 1986) 및 특허 WO 2012/114953 AL1을 참조하였다. 즉, 순수 500ml에 염화칼슘(5.0 중량%)으로 칼슘경도를 100ppm(CaCO3)에서 50ppm씩 증가하여 600ppm(CaCO3)까지 맞추고 중합체는 활성성분으로 100ppm 농도에 맞게 투입한다. 다음 시약용 붕산 7.4196gr과 보락스(Na2B4O710H2O) 7.6274gr을 순수에 용해하여 전량 1리터가 되게 제조한 완충액 10ml을 가하고 묽은 황산과 가성소다 액을 사용하여 pH 8.5로 맞추고, 밀봉하여 항온수조에서 60℃ 에서 20시간 정치하여 외상관찰 및 칼슘을 분석하여 흰색의 석출물 발생으로 탁한 칼슘 농도를 겔화점으로 하였다. 상기 합성한 중합체에 대한 겔화점을 측정한 결과를 표1에 나타냈다.The formation of a white insoluble material by crosslinking reaction with calcium is called gelation and is an important factor for evaluating the performance of polymers for preventing scale. Gelation point refers to the calcium concentration at which the polymer reacts with harsh conditions of calcium to form insoluble precipitates of white. The method for measuring the gelation point is described in the Journal of Japan Chemical Society 9 1153-1160, 1986 and the patent WO 2012/114953 AL1. That is, the calcium hardness of the calcium chloride (5.0% by weight) in 500ml pure water increased from 100ppm (CaCO 3) by 50ppm to tune to 600ppm (CaCO 3) polymer is added according to the concentration of 100ppm with the active ingredient. Next, 7.4196 gr of boric acid for the next reagent and 7.6274 gr of borax (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O) were dissolved in pure water and 10 ml of the buffer prepared to be 1 liter was added. The pH was adjusted to 8.5 using dilute sulfuric acid and caustic soda And the mixture was allowed to stand at 60 DEG C for 20 hours in a constant temperature water bath to observe the trauma and analyze the calcium so that the precipitated calcium precipitate resulted in a gelling point. The gelation point of the synthesized polymer was measured, and the results are shown in Table 1.

중합체polymer 조성Furtherance MnMn MwMw PDI(Mw/Mn)PDI (Mw / Mn) 겔화점(ppm as CaCO3)Gelation point (ppm as CaCO 3 ) AA PAA (100)The PAA (100) 2,8482,848 5,3915,391 1.891.89 100100 BB PMA (100)The PMA (100) 2,7712,771 5,2605,260 1.901.90 5050 CC MA(9):AA(1)MA (9): AA (1) 2,7032,703 4,5554,555 1.691.69 5050 DD AA(8):AMPS(2)AA (8): AMPS (2) 4,8644,864 13,46513,465 2.772.77 150150 EE AA(8):AHPS(2)AA (8): AHPS (2) 5,1995,199 13,97313,973 2.692.69 200200 FF AA(7):AMPS(2):HEMA(1)AA (7): AMPS (2): HEMA (1) 2,4142,414 4,1144,114 1.701.70 250250 GG AA(7):AHPS(2):HEMA(1)AA (7): AHPS (2): HEMA (1) 2,4222,422 4,4424,442 1.831.83 250250 HH AA(6):AMPS(2):HPA(2)AA (6): AMPS (2): HPA (2) 4,9304,930 13,59513,595 2.822.82 300300 II AA(6):AHPS(2):HEMA(2)AA (6): AHPS (2): HEMA (2) 5,1625,162 13,88013,880 2.692.69 300300 JJ AA(6):AMPS(2):HEMA(1):AM(1)AA (6): AMPS (2): HEMA (1): AM (1) 3,6253,625 6,5246.524 1.801.80 400400 KK AA(6):AHPS(2):HEMA(1):AM(1)AA (6): AHPS (2): HEMA (1): AM (1) 3,7113,711 6,8256,825 1.841.84 400400 LL AA(5):AMPS(2):HPA(2):AM(1)AA (5): AMPS (2): HPA (2): AM (1) 5,6255,625 14,68114,681 2.612.61 450450 MM AA(5):AHPS(2):HEMA(2):AM(1)AA (5): AHPS (2): HEMA (2): AM (1) 5,7335,733 14,79114,791 2.582.58 500500

아크릴산이나 말레인산의 호모중합체는 단순히 카르복실(COOH)기만 함유하여 2가 금속이온인 칼슘과 반응하기 대단히 쉬어 칼슘에 대한 킬레이션 기능이 우수한 반면에 칼슘농도가 높거나 pH나 온도가 높은 악조건에서는 이웃한 다른 사슬의 카르복실기와 가교반응하여 칼슘중합체(Calcium-polymer)로 석출되기가 쉽다. 따라서 카르복실기가 보다 많은 말레인산 호모중합체가 가장 겔화에 민감하며, 아크릴산 호모중합체에 비하여 설포네이트 함유 공중합체는 1.5배 내지 2배 겔화점이 상승하였고 설포네이트기와 하이드록시기를 함유한 삼원중합체는 2.5배 내지는 3배로 상승하였다. 이에 반해 본 발명의 비이온성 아마이드기를 첨가한 사원중합체는 4배 내지 5배 개선되었다. The homopolymer of acrylic acid or maleic acid contains only carboxyl (COOH) group and reacts with calcium, which is a bivalent metal ion, so that it is very easy to chelate against calcium. However, in case of high calcium or high pH or temperature, It is likely to undergo a crosslinking reaction with the carboxyl group of one chain and precipitate into a calcium polymer. Therefore, the maleic homopolymer having more carboxyl groups is the most sensitive to gelation, and the sulfonate-containing copolymer has a gelation point of 1.5 to 2 times higher than that of the acrylic acid homopolymer. The terpolymer containing the sulfonate group and the hydroxyl group has a 2.5 to 3 It has risen to double. On the contrary, the addition of the nonionic amide group of the present invention improved the tetrapolymer to 4 to 5 times.

이는 단순 아크릴산이나 말레인산의 호모중합체는 비록 칼슘에 대한 킬레이션 능력은 우수하나 칼슘이 높거나 pH가 높은 악조건의 수질에서는 칼슘과 반응하여 겔화하기 쉬운 단점이 있는 반면 본 발명의 사원 중합체는 겔화 안정성 매우 우수한 것을 알 수 있다. This is because homopolymers of simple acrylic acid or maleic acid are excellent in chelating ability to calcium but have a disadvantage in that they are easily gelated by reacting with calcium in the case of water having a high calcium or high pH, whereas the templating polymer of the present invention has a high gelation stability It can be seen that it is excellent.

이와 같이 호모중합체가 겔화에 민감한 것은 카르복실기가 칼슘과 대단히 강하게 결합하기 때문이며 이에 반해 본 발명의 사원중합체는 설포네이트기와 하이드록시가 있어 중합체가 칼슘과 결합하기 어려우며 특히 비이온성인 아마이드기를 포함하고 있어서 벌크하며 비이온성의 특성 때문에 겔화현상이 현격히 개선되는 것을 알 수 있다. This is because the homopolymer is sensitive to gelation because the carboxyl group binds strongly to calcium, whereas the templated polymer of the present invention has a sulfonate group and hydroxy, which makes it difficult for the polymer to bind calcium, and in particular, contains a nonionic amide group, And the gelation phenomenon is remarkably improved due to the nonionic property.

칼슘내성(Calcium tolerance) 측정 Calcium tolerance measurement

칼슘내성(Calcium tolerance)이란 높은 온도, pH 및 칼슘이온의 존재 하에 약품이 얼마나 용해되어 존재하는가를 나타내는 척도이다. 일반적으로 온도가 상승하거나 pH가 높아지면 칼슘내성은 감소하는데 역삼투막에 적용되는 포스폰산도 칼슘포스포네이트로 석출하기 때문에 예외가 아니다. 따라서 상기에 합성한 호모중합체, 공중합체, 삼원중합체, 사원중합체가 여러 포스폰산의 칼슘내성을 상승시키는 정도를 평가하였다.Calcium tolerance is a measure of how much the drug is dissolved in the presence of high temperature, pH and calcium ions. Generally, when the temperature rises or the pH rises, the calcium tolerance decreases, which is not an exception because the phosphonate used in the reverse osmosis membrane is precipitated by calcium phosphonate. Therefore, the extent to which the homopolymers, copolymers, terpolymers, and silane polymers synthesized above increase the calcium tolerance of various phosphonic acids was evaluated.

방법은 일정한 온도가 유지된 항온수조를 25 유지하면서 400ml의 순수에 칼슘이 1,000ppm(CaCO3) 록 염화칼슘 5.0중량%액으로 조절한 후에 두개의 정밀 시린지 펌프로 각각 0.1N 가성소다 액과 포스폰산 2,000ppm(활성성분) 액이 주입되도록 한다. 마그네틱 바를 이용하여 300rpm으로 교반하고 실험액의 pH는 9.50±0.05로 맞추는데 그 이유는 산성의 포스폰산이 주입되면 pH가 저하되기 때문에 pH미터의 전극을 삽입하여 가성소다 액으로 조절하게 하였다. 포스폰산은 분당 0.25 ml가 연속적으로 주입되도록 하였고 균일한 혼합을 위해 지속적으로 교반을 하였다. 탁도계는 Brinkman PC 700을 사용하여 투과도를 측정하는데, 방법은 전극을 용액에 담그면 텅스텐램프를 통하여 방출된 빛이 물을 투과하고 반사된 빛의 양을 계산하여 투과도(transmittance)로 검출하는 것으로 420nm 파장에서 포스폰산을 주입후 20분후에 측정하여 기록하였다. 포스폰산이 어느 임계농도 이상으로 주입되면 실험액은 탁해지고 탁도계의 투과도는 급격히 감소하기 시작하는데 급격히 투과도가 감소하는 시점을 칼슘내성으로 하였다. 포스폰산은 상업용의 이탈라마치사의 Dequest 2000(ATMP 50%), Dequest 2010(HEDP 60%), Dequest 2060S(DTPMPA 50%) 및 Dequset 7000(PBTC 50%)를 활성성분으로 사용하였고, 상기 합성한 중합체 투입농도는 활성성분으로 하여 20ppm을 주입하였다. 이에 대한 평가결과를 표 2와 도 1 내지 2에 나타냈다.In this method, the calcium is adjusted to 1,000 ppm (CaCO 3 ) and 5.0 wt% of calcium chloride in 400 ml of pure water while keeping the constant temperature bath maintained at 25 ° C. Thereafter, each of the two precision syringe pumps is filled with 0.1 N caustic soda solution and phosphonic acid 2,000 ppm (active ingredient) solution is injected. The pH of the test solution was adjusted to 9.50 ± 0.05 using a magnetic bar at 300 rpm because the pH was lowered when the acidic phosphonic acid was injected. Phosphonic acid was continuously injected at 0.25 ml per minute and stirred continuously for uniform mixing. The turbidity meter measures the transmittance using a Brinkman PC 700. The method measures the amount of light transmitted through the tungsten lamp through the tungsten lamp when the electrode is immersed in the solution and calculates the amount of reflected light to detect the transmittance. Was measured and recorded 20 minutes after injection of phosphonic acid. When the phosphonic acid is injected above a certain critical concentration, the experimental solution becomes turbid and the turbidity permeability begins to decrease sharply. Phosphonic acid was used as an active ingredient in Dequest 2000 (ATMP 50%), Dequest 2010 (HEDP 60%), Dequest 2060S (DTPMPA 50%) and Dequset 7000 The polymer input concentration was 20 ppm as the active ingredient. The evaluation results are shown in Table 2 and Figs.

중합체polymer HEDP(ppm)HEDP (ppm) ATMP(ppm)ATMP (ppm) DTPMPA(ppm)DTPMPA (ppm) PBTC(ppm)PBTC (ppm) BlankBlank 1212 2626 3434 9898 A : PAA (100)A: PAA (100) 1212 2626 3030 100100 B : PMA (100)B: PMA (100) 1010 2424 3535 100100 C : MA(9):AA(1)C: MA (9): AA (1) 1010 2323 3232 9999 D : AA(8):AMPS(2)D: AA (8): AMPS (2) 1616 3030 4242 115115 E : AA(8):AHPS(2)E: AA (8): AHPS (2) 1616 3232 4444 122122 F : AA(7):AMPS (2)): HEMA(1)F: AA (7): AMPS (2)): HEMA (1) 1717 3333 4747 124124 G : AA(7):AHPS(2):HEMA(1)G: AA (7): AHPS (2): HEMA (1) 1717 3434 4848 125125 H : AA(6):AMPS(2):HPA(2)H: AA (6): AMPS (2): HPA (2) 1818 3434 5050 124124 I : AA(6):AHPS(2):HEMA(2)I: AA (6): AHPS (2): HEMA (2) 1919 3535 5050 126126 J : AA(6):AMPS(2):HEMA(1):AM(1)J: AA (6): AMPS (2): HEMA (1): AM (1) 2323 3838 5858 129129 K : AA(6):AHPS(2):HEMA(1);AM(1)K: AA (6): AHPS (2): HEMA (1); AM (1) 2424 3838 5656 127127 L : AA(5):AMPS(2);HPA(2):AM(1)L: AA (5): AMPS (2); HPA (2): AM (1) 2525 4444 5858 130130 M : AA(5):AHPS(2);HEMA(2):AM(1)M: AA (5): AHPS (2); HEMA (2): AM (1) 2626 4646 6262 133133

칼슘이 1,000ppm(CaCO3), pH 9.5, 25℃ 조건에서 포스폰산의 칼슘내성은 PBTC(98ppm>DTPMPA(34ppm)>ATMP(26ppm)>HEDP(12ppm)의 순으로 나타났다. PBTC가 칼슘내성이 높게 나온 이유로는 분자내에 카르복실기가 3개 있고 포스포노기(-PO(OH)2)가 1개인 반면에 칼슘내성에 취약한 HEDP, ATMP 및 DTPMPA는 포스포노기만 존재하기 때문인 것으로 판단된다. The calcium tolerance of phosphonic acid was in the order of PBTC (98ppm> DTPMPA (34ppm)> ATMP (26ppm)> HEDP (12ppm) in the presence of calcium at 1,000 ppm CaCO 3 , pH 9.5, It is considered that HEDP, ATMP, and DTPMPA, which are vulnerable to calcium resistance, have phosphono groups (-PO (OH) 2 ) in the molecule and three phosphodiesters in the molecule.

호모중합체의 칼슘포스포네이트 석출억제효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 즉, 폴리아크릴산이나 폴리말레인산 그리고 폴리말레인/아크릴 중합체는 오히려 칼슘내성 상승효과가 대단히 미흡한 경향을 보였는데 그 이유는 호모중합체는 상기에 언급한 칼슘-중합체 결합이 강하여 겔화가 촉진되기 때문에 포스폰산의 칼슘포스포네이트 석출억제에 별다른 효과를 발휘하지 못하는 것으로 판단된다. 이러한 단순 카르복실기만 가진 호모중합체에 비해 설포네이트기 및/또는 하이드록시기를 첨가한 공중합체는 포스폰산의 칼슘내성이 어느 정도 개선되었으나(카르복실기만 가진 중합체에 비해 1.3 내지 1.5 배 정도) 아직 실제 사용을 위한 정도에는 미흡한 반면 본 발명의 비이온성의 아마이드기를 함유한 사원중합은 1.9 내지 2.2로 가장 우수한 칼슘포스포네이트 억제력을 보여주었다.The homopolymer showed almost no inhibitory effect on precipitation of calcium phosphonate. That is, polyacrylic acid, polymaleic acid and polymalein / acrylic polymers tended to have insufficient synergistic effect on calcium resistance, because the homopolymer had a strong calcium-polymer bond and promoted gelation, It is considered that it does not exert any significant effect on inhibition of precipitation of calcium phosphonate. Compared with a homopolymer having only a simple carboxyl group, a copolymer containing a sulfonate group and / or a hydroxy group has improved calcium resistance of the phosphonic acid to some extent (about 1.3 to 1.5 times as much as a polymer having only a carboxyl group) , Whereas the non-ionic amide group-containing silane polymerization of the present invention showed the best calcium phosphonate inhibition from 1.9 to 2.2.

즉, 단순한 카르복실 작용기에 설포네이트와 하이드록시 작용기를 첨가하면 칼슘내성 이 상승하는 한편, 아마이드기를 추가한 본 발명의 사원중합체의 경우 칼슘과 중합체 간의 반응하는 겔화 현상이 급격히 감소하며 중합체가 칼슘과 포스폰산의 석출을 방지하는데 크게 기여하는 것을 확인하였다.  That is, the addition of a sulfonate and a hydroxy functional group to a simple carboxyl functional group increases the calcium tolerance. On the other hand, in the case of the present invention, the addition of an amide group leads to a rapid decrease in the gelation phenomenon between the calcium and the polymer, And it was found that it greatly contributes to prevention of precipitation of phosphonic acid.

역삼투막 스케일 억제력 평가Estimation of reverse osmosis membrane scale inhibition

본 발명의 역삼투막 스케일 방지제로 검토한 포스폰산, 중합체 그리고 포스폰산과 중합체의 배합에 대해 역삼투막에서 발생하는 스케일인 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 인산칼슘, 수산화철, 불화칼슘에 대한 스케일 억제효과를 평가하였다. 그 평가방법은 다음과 같으며 포스폰산이나 합성 중합체는 활성성분을 고려하지 않고 농도를 맞추어 투입하였다. 아울러 본 발명의 포스폰산과 칼슘포스포네이트 석출 억제를 위한 중합체를 포함하는 역삼투막 스케일 억제제는 하기 방법으로 제조하여 평가를 실시하였다.The scaling inhibitory effect on the scale of calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, calcium phosphate, iron hydroxide and calcium fluoride, which are scales generated in the reverse osmosis membrane against the combination of phosphonic acid, polymer and phosphonic acid and polymer, Respectively. The evaluation method is as follows. Phosphonic acid or synthetic polymer is added in concentration without considering the active ingredient. In addition, the reverse osmosis membrane scale inhibitor comprising a polymer for inhibiting precipitation of phosphonic acid and calcium phosphonate of the present invention was prepared and evaluated by the following method.

실시예1Example 1

상업용 HEDP인 Dequest 2010(활성성분 60%)와 아크릴산, 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS), 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA)가 6:2:2인 삼원중합체 I(활성성분 30%)를 중량으로 5:5 비율로 배합하여 실시예1의 역삼투막 스케일 억제제를 제조하였다. 이 역삼투막 스케일 억제제는 활성성분으로 포스폰산과 삼원중합체의 중량비율이 2:1 비율에 해당된다.Hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS) and 2-hydroxyethyl methacrylate (2-HEMA) in a ratio of 6: 1 were mixed with commercial HEDP Dequest 2010 (active ingredient 60%), acrylic acid, 3-allyloxy- The reverse osmosis membrane scale inhibitor of Example 1 was prepared by combining 2: 2 terpolymer I (30% active ingredient) in a weight ratio of 5: 5. This reverse osmosis membrane scale inhibitor corresponds to a 2: 1 weight ratio of phosphonic acid and terpolymer as active ingredients.

실시예2Example 2

상업용 HEDP인 Dequest 2010(활성성분 60%)와 아크릴산, 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS), 그리고 하이드록시프로필아크릴레이트(HPA), 아크릴아마이드(AM)가 5:2:2:1 중량비로 혼합되어 제조된 사원중합체 L(활성성분 30%)를 중량으로 5:5의 비율로 배합하여 실시예2의 역삼투막 스케일 억제제를 제조하였다. 이 역삼투막 스케일 억제제는 활성성분으로 포스폰산과 사원중합체의 비율이 2:1 비율에 해당된다.The commercial HEDP, Dequest 2010 (active ingredient 60%), acrylic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), and hydroxypropyl acrylate (HPA) The reverse osmosis membrane scale inhibitor of Example 2 was prepared by blending a templating polymer L (active ingredient 30%) prepared by mixing 2: 1 by weight in a weight ratio of 5: 5. This reverse osmosis membrane scale inhibitor is a 2: 1 ratio of phosphonic acid to a temple polymer as an active ingredient.

실시예3Example 3

상업용 HEDP인 Dequest 2010(활성성분 60%)과 ATMP인 Dequest 2000(활성성분 50%)에 아크릴산, 3-알릴옥시-2-하이드록시-1- 프로판설폰산(AHPS), 그리고 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-HEMA), 아크릴아마이드(AM)가 5:2:2:1 중량비로 혼합되어 제조된 사원중합체 M(활성성분 30%)를 중량으로 2.5:2.5:5의 비율로 배합하여 실시예3의 역삼투막 스케일 억제제를 제조하였다. 이 역삼투막 스케일 억제제는 활성성분으로 포스폰산과 사원중합체의 비율이 1.8:1 비율에 해당된다.Hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS), and 2-hydroxy-2-hydroxy-2-hydroxypropionic acid were added to the commercial HEDP Dequest 2010 (active ingredient 60%) and ATMP Dequest 2000 (active ingredient 50% (30% active ingredient) prepared by mixing 5: 2: 2: 1 by weight of chilled methacrylate (2-HEMA) and acrylamide (AM) in a weight ratio of 2.5: 2.5: 5 The reverse osmosis membrane scale inhibitor of Example 3 was prepared. This reverse osmosis membrane scale inhibitor is a 1.8: 1 ratio of phosphonic acid to a propylene polymer as an active ingredient.

실시예4Example 4

상업용 ATMP인 Dequest 2000(활성성분 50%)과 아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메칠 프로판 설폰산(AMPS)를 무게비로 8:2로 혼합하여 제조된 공중합체 D(활성성분 30%)를 중량으로 5:5 비율로 배합하여 실시예4의 역삼투막 스케일 억제제를 제조하였다. 이 역삼투막 스케일 억제제는 활성성분으로 포스폰산과 중합체의 비율이 1.7:1 비율에 해당된다.Copolymer D (30% active ingredient) prepared by mixing commercial ATMP Dequest 2000 (active ingredient 50%), acrylic acid and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS) in a weight ratio of 8: Weight ratio of 5: 5 to prepare a reverse osmosis membrane scale inhibitor of Example 4. This reverse osmosis membrane scale inhibitor corresponds to a 1.7: 1 ratio of phosphonic acid to polymer as an active ingredient.

탄산칼슘분산능력 (CDC : Calciumcarbonate dispersing capacity)Calcium carbonate dispersing capacity (CDC)

탄산칼슘분산능력은 스케일방지제의 탄산칼슘 석출억제효과의 지표로 사용되는 것으로 바스프사의 방법을 참고하여 과량의 탄산이온의 존재 하에 칼슘아세테이트에 대한 적정법으로 이루어졌다. The calcium carbonate dispersing ability is used as an index of the calcium carbonate precipitation inhibiting effect of the scale inhibitor, and it is made by titration to calcium acetate in the presence of excessive carbonate ion, referring to BASF's method.

각각의 포스폰산이나 중합체는 활성성분을 고려하지 않고 상업용 제품 그대로 투입하였고 중합체 또한 30 중량% 상태로 1.0gr이 되게 플라스크에 정확히 취하였다. 100ml의 순수와 10% Na2CO3 10ml를 가한 다음 1N-NaOH 용액으로 pH를 11로 맞추고 4.4% Ca(AC)2·H2O용액으로 적정하여 종말점은 뿌연 탁도가 출현하여 지속하는 점으로 하였다. 탄산칼슘분산능력은 아래와 같은 식으로 구하였다.Each phosphonic acid or polymer was put into the commercial product without regard to the active ingredient, and the polymer was also accurately placed in the flask at a weight of 1.0 gr at 30 wt%. 100 ml of pure water and 10 ml of 10% Na 2 CO 3 were added, and the pH was adjusted to 11 with 1 N NaOH solution and titrated with 4.4% Ca (AC) 2 · H 2 O solution. The end point was turbidity Respectively. The calcium carbonate dispersion capacity was obtained by the following formula.

CDC(as CaCO3 mg/g) = 4.4% Ca(AC)2·H2O소비mlx25/sample(gr)CDC (as CaCO 3 mg / g) = 4.4% Ca (AC) 2 .H 2 O consumption mlx25 / sample (gr)

황산칼슘 억제평가Calcium sulfate inhibition assessment

황산칼슘 억제효과는 황산이온, 칼슘경도의 과포화 조건에서 평가하는데 NACE Standard TM 0374-2007 시험방법을 참조하였다. 즉, 125ml병에 스케일방지제 3ppm을 가하고 SO4액(Na2SO4) 50ml, Ca액(CaCl2) 50ml를 넣고 완전 혼합한다. 밀봉하여 71±1℃ 항온조에 24시간 정치 보관하고, 이후 25℃로 2시간 이내로 냉각한 후에 1ml 채취하여 희석하여 칼슘을 분석해서 억제율을 구하였다. The calcium sulphate inhibitory effect was evaluated in supersaturation conditions of sulfate ion, calcium hardness and reference to the NACE Standard TM 0374-2007 test method. That is, 3 ppm of an anti-scale agent is added to a 125 ml bottle, 50 ml of SO 4 solution (Na 2 SO 4 ) and 50 ml of Ca solution (CaCl 2 ) are added and thoroughly mixed. Sealed and kept in a thermostatic chamber at 71 占 1 占 폚 for 24 hours and then cooled to 25 占 폚 within 2 hours, and then 1 ml of the solution was sampled and diluted to analyze calcium to determine the inhibition rate.

인산칼슘 석출억제 평가Calcium phosphate precipitation inhibition evaluation

순수 2,000ml(500x샘플수)를 취하고 NaH2PO4용액(0.1% as PO4 -3) 20ml를 첨가해서 10ppm(as PO4 -3) 용액이 되게 하고, 이를 삼각플라스크에 480ml씩 취하고 CaCl2용액(0.5% as CaCO3) 10ml를 첨가해서 잘 혼합하여 칼슘이 100ppm(as CaCO3) 되게 하고 난 다음에, 스케일방지제 10ppm을 첨가해서 잘 혼합하고 NaHCO3용액(0.5% as CaCO3) 10ml를 첨가해서 잘 혼합하여 M-알칼리가 100ppm (as CaCO3) 되게 한 다음 황산용액 또는 수산화나트륨 용액을 이용해서 pH 8.5로 조정한다. 이후 밀봉 하여 60℃의 항온수조에서 40시간 정치하고 시험액을 NO.5C 여과지로 여과하여 인산농도를 측정하여 억제율을 구하였다.Take 2,000 ml of pure water (500x samples), add 20 ml of NaH 2 PO 4 solution (0.1% as PO 4 -3 ) to make 10 ppm (as PO 4 -3 ) solution, take 480 ml of Erlenmeyer flask and add CaCl 2 (0.5% as CaCO 3 ) and 10 ml of NaHCO 3 solution (0.5% as CaCO 3 ) were added to the mixture to make 100 ppm (as CaCO 3 ) of calcium. Add the M-alkali to 100 ppm (as CaCO 3 ) by mixing well and adjust to pH 8.5 with sulfuric acid solution or sodium hydroxide solution. Thereafter, the mixture was sealed and allowed to stand in a constant temperature water bath at 60 DEG C for 40 hours. The test solution was filtered with NO.5C filter paper to determine the inhibition rate by measuring the phosphoric acid concentration.

수산화철 석출억제 평가Iron oxide precipitation inhibition evaluation

순수 2,000ml(500x샘플수)를 취해 FeCl3 6H2O용액(0.05% as Fe3+) 40ml를 첨가해서 잘 혼합하여 10ppm(as Fe3+) 용액이 되게 한 후, 삼각플라스크에 500ml씩 취하고 스케일방지제 30ppm을 첨가해서 잘 혼합하고 황산용액 또는 수산화나트륨 용액을 이용해서 pH 8.8로 조정한다. 이후 완전 밀폐시켜 30℃의 항온수조에서 24시간 정치한 후, 시험액을 NO.5C 여과지로 여과하여 철분농도를 측정하여 수산화철에 대한 억제율을 구하였다.Take 2,000 ml of pure water (500x sample), add 40 ml of FeCl 3 6H 2 O solution (0.05% as Fe 3+ ) and mix well to make 10 ppm (as Fe 3+ ) solution. Take 500 ml of Erlenmeyer flask Add 30ppm of anti-scale agent, mix well and adjust to pH 8.8 with sulfuric acid solution or sodium hydroxide solution. After completion of the incubation, the plate was allowed to stand in a constant temperature water bath at 30 DEG C for 24 hours, and then the test solution was filtered with NO.5C filter paper to determine the iron content of iron hydroxide.

황산바륨 석출억제 평가Evaluation of barium sulfate precipitation inhibition

순수 2,000ml(500×샘플수)를 취해 1% BaCl2 용액 8.93ml와 1% Na2SO4 용액 6.1ml을 혼합하여 BaSO4 50ppm 되게 한 후 삼각 플라스크에 500ml씩 취한다. 스케일방지제 10ppm을 적용 후 완전 혼합한다. 황산용액 또는 수산화나트륨 용액을 이용해서 pH 7.0으로 조정하여 완전 밀폐시켜 50℃의 항온수조에서 24시간 정치한 후, 시험액을 NO.5C 여과지로 여과하여 바륨농도를 측정하였다. Take 2,000 ml of pure water (500 × sample counts), mix 8.93 ml of 1% BaCl 2 solution and 6.1 ml of 1% Na 2 SO 4 solution to make 50 ppm of BaSO 4 , then take 500 ml of Erlenmeyer flask. Apply 10 ppm of scale inhibitor and mix thoroughly. The solution was adjusted to pH 7.0 using a sulfuric acid solution or a sodium hydroxide solution. The solution was completely sealed and allowed to stand in a constant temperature water bath at 50 DEG C for 24 hours. Then, the test solution was filtered with NO.5C filter paper to measure the barium concentration.

불화칼슘 석출억제효과Calcium fluoride precipitation inhibiting effect

순수 2,000ml(500×샘플수)를 취하고 NaF용액(1% as F-) 10ml를 첨가해서 50ppm(as F-) 용액이 되게 한 후, 삼각 플라스크에 500ml씩 취한다. 스케일 방지제 10ppm 적용 후 완전 혼합한다. 칼슘용액 250ppm(as CaCO3)투입 후 수산화나트륨용액을 이용하여 pH 8.0으로 조정하고 완전 밀폐시켜 40℃의 항온수조에서 24시간 정치한다. 실험 종료 후 시험액을 0.45㎛여과지로 여과한 후 불소이온과 칼슘을 측정하였다.Take 2,000 ml of pure water (500 × number of samples), add 10 ml of NaF solution (1% as F - ) to make 50 ppm (as F - ) solution, then take 500 ml of Erlenmeyer flask. Apply 10ppm scale inhibitor and mix thoroughly. After the addition of 250 ppm (as CaCO 3 ) of calcium solution, the pH is adjusted to 8.0 using a sodium hydroxide solution, and the mixture is completely closed and left to stand in a constant temperature water bath at 40 ° C for 24 hours. After completion of the experiment, the test solution was filtered through a 0.45 μm filter paper, and then fluorine ions and calcium were measured.

상기의 스케일에 대한 억제율은 다음 식으로 구한다.The suppression rate for the above scale is obtained by the following equation.

억제율(%) = (CE - CO)/(CT - CO) x 100(%) = (C E - C O ) / (C T - C O ) x 100

CT : 시험 전 시료의 이온 농도(첨가 농도) ppmC T : Ion concentration of sample before test (concentration of addition) ppm

CO : 시험 후 스케일방지제 무 첨가한 시료의 이온농도 ppmC O : Ion concentration of sample without scale inhibitor after test ppm

CE : 시험 후 스케일방지제 첨가한 시료의 이온농도 ppmC E : Ion concentration of sample added with scale inhibitor after test ppm

하기 표3에 스케일방지제의 석출억제효과를 나타냈다.Table 3 shows the precipitation inhibiting effect of the scale inhibitor.

CDC(CaCO3mg/gr)CDC (CaCO 3 mg / gr) CaSO4(%)CaSO 4 (%) Ca3(PO4)2(%)Ca 3 (PO 4 ) 2 (%) Fe(OH)3(%)Fe (OH) 3 (%) BaSO4(%)BaSO 4 (%) CaF2(%)CaF 2 (%) 농도(ppm)Concentration (ppm) 10,00010,000 33 1010 3030 1010 1010 HEDPHEDP 558558 2828 6363 8989 9292 8080 ATMPATMP 319319 100100 6565 7474 4848 8585 중합체 APolymer A 3333 9191 7272 2323 8080 7272 중합체 DPolymer D 2525 8888 8282 8080 8282 7272 중합체 HPolymer H 2121 9090 8585 8282 8383 7575 중합체 IPolymer I 2121 9191 8484 8484 8484 7575 중합체 LPolymer L 2020 100100 9696 9292 9191 9090 중합체 MPolymer M 2020 100100 9797 9494 9494 9090 실시예 1Example 1 290290 8585 7373 8686 8585 7878 실시예 2Example 2 290290 9595 8080 9191 9292 8585 실시예 3Example 3 250250 100100 8686 9191 8888 8989 실시예 4:Example 4: 205205 9292 6868 7676 7171 7878

아크릴산 호모 중합체는 탄산칼슘에 대한 분산능력이 우수하나 인산칼슘이나 수산화철에 대한 석출억제력이 나쁜 반면에 아크릴산의 공중합체나 삼원중합체 그리고 사원공중합체는 탄산칼슘의 분산능력이 저하하는 반면에 다른 스케일 성분에 대해서는 우수한 억제력을 나타내며 사원중합체가 가장 우수한 것을 보여준다. The acrylic homopolymer has a good dispersing ability to calcium carbonate but has a poor ability to inhibit precipitation of calcium phosphate or iron hydroxide. On the other hand, the acrylic acid copolymer, the terpolymer and the acrylic copolymer have poor dispersibility of calcium carbonate, , And exhibit the best properties of the copolymer.

이러한 사원중합체는 카르복실기 외에 다른 작용기를 가진 단량체를 함유함으로써 분자 구조적으로 벌크하게 만들어 칼슘에 대한 킬레이션 기능이 저하하는 반면에 다른 스케일성분에 대해서는 반대로 우수한 석출억제효과를 발휘하는 것으로 보인다. 따라서 실시예 1 내지 3의 사원공중합체를 사용하면 포스폰산의 탄산칼슘에 대한 석출방지효과를 유지하면서 역삼투막에 형성되는 다른 무기 스케일에 대한 석출억제효과를 발휘하며, 공중합체나 삼원공중합체보다는 사원중합체가 보다 포스폰산과 병용하는데 이로운 장점이 있다. 따라서 1종 이상의 포스폰산과 사원공중합체의 배합은 포스폰산의 칼슘포스포네이트 석출 단점을 해결할 뿐 아니라 포스폰산이 가지지 못한 다른 무기 스케일에 대해 우수한 스케일 방지효과를 발휘할 수 있는 장점이 있음을 확인할 수가 있다. Such a templated polymer contains monomers having other functional groups besides the carboxyl group, making it molecular structurally bulky and lowering the chelating function to calcium, while exhibiting an excellent precipitation inhibiting effect as opposed to other scale components. Therefore, when the tempo- rary copolymers of Examples 1 to 3 are used, the precipitation-inhibiting effect on other inorganic scale formed in the reverse osmosis membrane is maintained while maintaining the precipitation-preventing effect of phosphonic acid on calcium carbonate, There is an advantage that the polymer is advantageous in combination with more phosphonic acid. Therefore, it has been confirmed that the combination of one or more phosphonic acid and the copolymer of the present invention not only solves the disadvantage of calcium phosphonate precipitation of phosphonic acid but also exhibits an excellent scale prevention effect against other inorganic scales not possessed by phosphonic acid have.

역삼투막평막 테스트 평가Evaluation of reverse osmosis membrane flat membrane test

본 발명의 스케일 방지제의 효과를 도3에 나타낸 역삼투평막테스트 장치를 이용하여 평가하였다. 시료수의 제조조건은 산업용수로 사용하는 아산호의 수질을 기준으로 80% 회수율인 5배 농축 수질을 바탕으로 하기 표4와 같은 수질을 시약을 사용하였다. 이때 수질은 시뮬레이션 하였을 때 LSI 1.35로 탄산칼슘 1628%, 황산바륨 1361% 의 과포화로 스케일장해가 우려되는 수질이다. 각 스케일방지제는 5배 농축조건으로 유입수에 2ppm 투입하여 80% 회수율로 10ppm되는 조건에서 평가하였다. 평가에 사용한 막은 도레이화학 RE8040-FEN43을 기준으로 평가하였으며, 실험을 위해 막 크기를 15x10cm로 절단하여 삽입하고 클램프로 고정한 후에 25°C 조건에서 시료수를 압력 15 bar로, 전체 분당 유량은 1.515리터에서 농축수 유량이 분당 1.5 리터, 생산수는 분당 0.015리터가 생성되는 조건에서 진행하였는데, 이때 생산수 초기조건인 15ml/min에 막 면적조건인 0.015m2을 고려해 60ℓ/m2hr인 LMH단위에서 경시적인 생산수량 변화를 통해 스케일 방지제 효과를 평가하였다.The effect of the anti-scale agent of the present invention was evaluated using a reverse osmosis membrane testing apparatus shown in FIG. The production conditions of the sample water were as shown in Table 4 based on the water concentration of 5 times as much as the recovery rate of 80% based on the water quality of Asan Lake used as industrial water. At this time, when water quality is simulated, LSI is 1.35, and water quality is worried about scale failure due to supersaturation of 1628% of calcium carbonate and 1361% of barium sulfate. Each scale inhibitor was evaluated under the condition that 2 ppm was added to the influent water under 5-fold concentration condition and 10 ppm at 80% recovery rate. The membranes used for the evaluation were evaluated on the basis of TORAY CHEMICAL RE8040-FEN43. For the experiment, the membranes were cut into 15 × 10 cm and fixed with a clamp. After 25 ° C , the sample volume was 15 bar and the flow rate per minute was 1.515 liters were held in the concentrated water flow rate conditions, 1.5 liters per minute, can be produced that 0.015 liters per minute generated from, where production initial condition of 15ml / min in consideration of 0.015m 2 membrane area conditions and 60ℓ / m 2 hr in LMH unit The effect of anti - scale agent was evaluated by changing the production quantity with time.

실험초기 LMH = 15ml/min(생산수량) x 60min/hr ÷1000(liter/ml) ÷0.015m2 = 60LMHLMH = 15 ml / min (production quantity) x 60 min / hr ÷ 1000 (liter / ml) ÷ 0.015 m 2 = 60 LMH

가동시점에 적정 유량을 확인하기 위해 원수탱크로 회수되는 농축수(유량계로 유량 확인)와 생산수량(저울에서 무게측정으로 생산수량 확인)을 확인한 후에 30분간 안정화 시킨 후에 농축수는 1.5리터를 고정하여 생산수에 대한 경시적인 유량(flux) 변화를 측정하였다. 또한 평가기간 중에 미생물 억제를 위해 결합염소형 살균제를 10ppm투입하여 처리했다.  After confirming the concentrated water (flow rate confirmed by the flow meter) and the quantity of production (the quantity of water produced by weighing on the scale) which were recovered to the raw water tank in order to confirm the proper flow rate at the start of operation, after stabilizing for 30 minutes, the concentrated water was fixed at 1.5 liters And the change of flux with time was measured. In addition, during the evaluation period, 10 ppm of bound chlorine-type disinfectant was added for microbial inhibition.

양이온(ppm as CaCO3)Cations (ppm as CaCO 3) 2,3992,399 음이온(ppm as CaCO3)Anions (ppm as CaCO 3) 2,3992,399 Na(ppm)Na (ppm) 460460 ClCl 1,0001,000 K (ppm))K (ppm)) 225225 SO4 SO 4 800800 Ca(ppm as CaCO3)Ca (ppm as CaCO 3) 1,0001,000 M-Al(ppm as CaCO3) M-Al (ppm as CaCO 3 ) 300300 Mg(ppm as CaCO3)Mg (ppm as CaCO 3) 250250 PO4 PO 4 0.250.25 Ba(ppm)Ba (ppm) 0.250.25 SiO2(ppm)SiO 2 (ppm) 10.010.0 Sr(ppm)Sr (ppm) 1.251.25 회수율(%)Recovery rate (%) 8080 Fe 3+(ppm)Fe 3+ (ppm) 0.050.05 온도Temperature 25℃25 ℃ Conductivity(us/cm)Conductivity (us / cm) 2,4702,470 pHpH 7.57.5

본 역삼투평막 평가에서 플럭스가 감소한다는 것은 역삼투막이 오염되어 처리수 생산량이 감소되는 것을 의미하며, 종래 사용중인 포스폰산인 HEDP와 ATMP 단독처리와 삼원중합체를 배합한 실시예1, 사원중합체를 배합한 실시예2과 실시예 3, 그리고 공중합체를 배합한 실시예4에 대해 비교평가를 하였다. The decrease in flux in the present reverse osmosis membrane evaluation means that the reverse osmosis membrane is contaminated and the yield of treated water is decreased. Example 1, which is a combination of HEDP and ATMP alone, a phosphonic acid used in the past, and a terpolymer, A comparative evaluation was conducted with respect to Example 2, Example 3, and Example 4 in which a copolymer was blended.

도 4에 나타낸 바와 같이 80시간의 평가기간 동안에 플럭스 감소비율을 평가한 결과, 스케일방지제를 투입하지 않으면 플럭스 감소비율이 90%로 저하하여 곧바로 세정이 필요할 정도로 시료수의 스케일 경향이 높은 수질임을 확인할 수 있었다. 또한 포스폰산을 단독으로 평가한 플럭스 감소는 HEDP는 43%, ATMP는 42%수준에 달하여 ATMP나 HEDP의 실제적인 차이는 없었다. 반면 포스폰산에 공중합체를 배합한 실시예 4은 포스폰산에 비해 플럭스 감소율이 28%여서 포스폰산 단독 사용보다는 20 내지 25% 정도의 개선효과를 보였다. 삼원중합체를 배합한 실시예1은 플럭스 감소율이 25%로 포스폰산 단독 사용보다는 30 내지 35% 개선효과를 나타내었다. 사원중합체를 배합한 실시예 2과 실시예3에서는 각각 12%, 8% 플럭스 감소율을 나타내어 가장 낮은 감소율을 보였으며 포스폰산 단독처리에 비해 56 내지 62%의 높은 개선효과를 보였다.As shown in FIG. 4, the flux reduction rate was evaluated during the evaluation period of 80 hours. As a result, it was confirmed that if the anti-scale agent was not added, the flux reduction rate dropped to 90% and the scale tendency of the sample water was high I could. In addition, flux reduction, which was evaluated by phosphonic acid alone, reached 43% for HEDP and 42% for ATMP, and there was no practical difference in ATMP or HEDP. On the other hand, Example 4 in which a copolymer was incorporated in phosphonic acid showed a reduction rate of flux of 28% as compared to phosphonic acid and an improvement of about 20% to 25% as compared with the use of phosphonic acid alone. Example 1 in which the terpolymer was blended exhibited a flux reduction rate of 25% and a 30 to 35% improvement over the use of phosphonic acid alone. In Example 2 and Example 3 in which the polymer of the present invention was incorporated, the reduction rate was 12% and 8%, respectively, showing the lowest reduction rate, and the improvement effect was 56 to 62% higher than that of the phosphonic acid alone treatment.

따라서 기본적인 카르복실기 외에 다른 친수성 작용기인 설포네이트기와 하이드록시기 그리고 비이온의 아마이드기를 함유한 본 발명의 사원중합체는 중합체의 분자구조가 벌크하여서 칼슘과 반응하는 겔화현상에 안정하여짐에 따라 역삼투막의 스케일방지제로 많이 적용하는 포스폰산과 함께 사용하면 포스폰산의 가장 큰 단점인 칼슘과 반응하여 칼슘포스포네이트 석출하는 문제를 해결할 수가 있다. Therefore, the present invention's templating polymer containing a sulfonate group, a hydroxyl group and an amide group of a non-ionic hydrophilic group other than the basic carboxyl group is stable in the gelation phenomenon in which the molecular structure of the polymer is reacted with calcium by the bulk, When used together with phosphonic acid, which is widely applied as an inhibitor, it can solve the problem of calcium phosphonate precipitation by reacting with calcium, which is the biggest disadvantage of phosphonic acid.

이에 본 발명은 역삼투막에서 약품 적용를 하지 않을 경우에 칼슘 및 무기스케일 장해가 예상되는 유입수 수질 조건에 대해서 스케일 생성방지를 목적으로 0.5ppm 내지 10ppm이내 적은 약품 범위 적용으로 스케일 장해를 예방하여 역삼투막 운전 주기를 증가시키며, 유입수 수질로 해수 내지 담수 수질을 기준으로 pH가 6.0 내지 8.0 조건, 유입수 수온 10℃ 내지 30℃ 범위로 유입될 때에 강력한 스케일 방지 기능을 수행한다 따라서 강력한 스케일 방지 기능 수행으로 역삼투막 회수율을 45%내지 99% 범위내에서도 스케일 형성을 억제하여 역삼투막 운전을 개선하는 역할을 수행할 수 있다.Therefore, the present invention can prevent the scale failure by applying a chemical range of 0.5 ppm to 10 ppm or less for the purpose of preventing scale formation against influent water quality conditions in which calcium and inorganic scale disturbance is expected when the chemical application is not performed in the reverse osmosis membrane, , And when the influent water is introduced in the range of pH 6.0 to 8.0 and influent water temperature 10 to 30 ° C based on seawater or fresh water quality, strong scale prevention function is performed. Therefore, reverse osmosis membrane recovery rate is 45 % ≪ / RTI > to < RTI ID = 0.0 > 99%. ≪ / RTI >

이때 다른 약품과 병행하여도 스케일 억제기능을 유지할 수 있으며, 특히 역삼투막 살균제 적용 및 미적용 조건에서도 살균제 영향성과 무관하게 스케일 방지 기능을 유지 할 수 있다. 즉 무기계 스케일인 탄산칼슘과 황산칼슘, 황산바륨, 황산스트론튬 등 역삼투막에서 농축되어 용해도를 초과시에 석출하여 막을 오염시키는 주요한 성분에 유효하며 특히, 칼슘포스포네이트의 석출억제효과에 효과적인 장점이 있다. In this case, the scale inhibition function can be maintained in parallel with other drugs, and the scale prevention function can be maintained regardless of the effect of the fungicide even in the application of the reverse osmosis membrane disinfectant and the unused condition. In other words, calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, strontium sulfate, etc., which are inorganic scale, are concentrated in the reverse osmosis membrane and precipitated when solubility is exceeded, which is effective for the main component to contaminate the membrane. In particular, there is an advantageous effect on precipitation suppression effect of calcium phosphonate.

Claims (9)

1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염과, 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 활성성분 기준으로 1:4 내지 4:1의 중량비로 포함하는 역삼투막 스케일 방지제로
상기 중합체가 (메타)아크릴산, 설포네이트기를 포함하는 단량체, 하이드록시기를 포함하는 단량체, 및 비이온성의 아마이드기를 포함하는 단량체를 5~8 : 1~3 : 1~3 : 0.5~2 중량비로 공중합하여 제조되며 무게평균분자량(Mw)가 1,000 내지 30,000 인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제
A polymer containing at least one phosphonic acid or its salt and a functional group such as a carboxyl group (-COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) Based on a weight ratio of 1: 4 to 4: 1,
The polymer is copolymerized in a weight ratio of 5 to 8: 1 to 3: 1 to 3: 0.5 to 2 by weight of a monomer containing (meth) acrylic acid, a sulfonate group-containing monomer, a hydroxyl group- And having a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 30,000. The reverse osmosis membrane scale inhibitor
청구항 1에 있어서, 상기 포스폰산이 아미노트리메칠렌포스폰산(ATMP), 1-하이드록시에칠리덴디포스폰산(HEDP), 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카복실릭산(PBTC), 디에칠렌트리아민펜타메칠렌포스폰산(DTPMPA), 헥사메칠렌디아민테트라메칠렌포스폰산(HMDTP), 및 폴리아미노폴리에테르메칠렌포스폰산(PAPEMP)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제[3] The method of claim 1, wherein the phosphonic acid is at least one selected from the group consisting of aminotrimethylene phosphonic acid (ATMP), 1-hydroxyethylidenediphosphonic acid (HEDP), 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid ), Diethylenetriaminepenta-methylenephosphonic acid (DTPMPA), hexamethylenediamine tetramethylenephosphonic acid (HMDTP), and polyaminopolyether methylenephosphonic acid (PAPEMP). Reverse osmosis membrane scale inhibitor 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 설포네이트기를 포함하는 단량체가 3-알릴옥시-2-하이드록시-1-프로판설폰산(AHPS), 알릴설폰산, 스타일렌설폰산, 이소프렌설폰산 및 2-아크릴아미도-2-메칠프로판설폰산 (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, AMPS)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제3. The composition of claim 1, wherein the monomer comprising the sulfonate group is selected from the group consisting of 3-allyloxy-2-hydroxy-1-propanesulfonic acid (AHPS), allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, isoprene sulfonic acid, And 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS). 2. A reverse osmosis membrane scale inhibitor according to claim 1, 청구항 1에 있어서, 상기 하이드록시기를 포함하는 단량체가 2-하이드록시에칠메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate 2-HEMA) 또는 하이드록시프로필아크릴레이트(Hydroxypropyl acrylate HPA)인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제The antifouling paint composition according to claim 1, wherein the monomer having a hydroxy group is 2-hydroxyethyl methacrylate 2-HEMA or hydroxypropyl acrylate HPA. 청구항 1에 있어서, 상기 아마이드기를 포함하는 단량체가 아크릴아마이드, 메칠렌비스아크릴 아마이드 (N,N-methylene-bis-acrylamide) 및 부칠아크릴아마이드(N-tert-butylacrylamide)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 역삼투막 스케일 방지제The method of claim 1, wherein the monomer containing the amide group is selected from the group consisting of acrylamide, N, N-methylene-bis-acrylamide and N-tert-butylacrylamide. By weight of a reverse osmosis membrane scale inhibitor 역삼투막을 사용하는 수처리방법에 있어서,
1종 이상의 포스폰산 또는 그의 염과 작용기로 카르복실기(-COOH), 설포네이트기(-SO3H), 하이드록시기(-OH) 및 아마이드기(-CONH2)를 포함하는 중합체를 활성성분으로 1:4 내지 4:1의 중량비로 포함하고, 상기 중합체가 (메타)아크릴산, 설포네이트기를 포함하는 단량체, 하이드록시기를 포함하는 단량체, 및 비이온성의 아마이드기를 포함하는 단량체를 5~8 : 1~3 : 1~3 : 0.5~2 중량비로 공중합하여 제조되며 무게평균분자량(Mw)가 1,000 내지 30,000 인 역삼투막 스케일 방지제를 사용하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법
In a water treatment method using a reverse osmosis membrane,
A polymer containing a carboxyl group (-COOH), a sulfonate group (-SO 3 H), a hydroxyl group (-OH) and an amide group (-CONH 2 ) as a functional group with at least one phosphonic acid or its salt as an active ingredient (Meth) acrylic acid, a monomer containing a sulfonate group, a monomer containing a hydroxy group, and a monomer containing a nonionic amide group at a weight ratio of 1: 4 to 4: 1, To 3: 1 to 3: 0.5 to 2 by weight, and a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 30,000 is used as a reverse osmosis membrane.
청구항 7에 있어서, 상기 스케일방지제를 0.5ppm 내지 10ppm 주입하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법The method according to claim 7, wherein 0.5 to 10 ppm of the anti-scale agent is injected. 청구항 7에 있어서, 상기 역삼투막을 사용하는 수처리 방법은 처리수의 pH를 6.0 내지 8.0으로 조절하면서 수온을 10 내지 30℃로 조절하는 것을 특징으로 하는 역삼투막을 사용하는 수처리방법
[7] The method according to claim 7, wherein the water treatment method using the reverse osmosis membrane comprises adjusting the pH of the treated water to 6.0 to 8.0 and adjusting the water temperature to 10 to 30 ° C.
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