KR20040012135A - Water treatmrnt composition, preparation method of the same and water treatment method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
[산업상 이용 분야][Industrial use]
본 발명은 수처리제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수질에서 금속 부식 및 스케일 억제 효과가 우수하고 개방 순환 냉각시스템에서 pH 조절이 용이하고 사용하기 간편한 수처리제 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용한 수처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a water treatment composition, a method for preparing the same, and a water treatment method using the same. More particularly, the water treatment composition has an excellent effect of inhibiting metal corrosion and scale in water quality, and is easy to use and easily adjusts pH in an open circulation cooling system. It relates to a manufacturing method and a water treatment method using the same.
[종래 기술][Prior art]
석유화학, 정유, 섬유, 제철, 전자, 발전소 등 국가 기반을 이루는 주요 산업 설비들은 공정 중에서 발생되는 열을 식히기 위하여 개방 순환 냉각시스템을 사용하고 있다.Major industrial facilities at the national base, such as petrochemicals, refineries, textiles, steel, electronics, and power plants, use open circulation cooling systems to cool the heat generated during the process.
그 개방 순환 냉각시스템을 구성하고 있는 재질은 대부분 금속이다. 일반적으로 금속은 산화물 상태에 에너지를 가해줌으로써 사용하고자 하는 재질로 만들어진다. 에너지를 가해 주는 것은 인위적인 힘이지만 에너지의 발산은 자연적인 힘이다.The material constituting the open circulation cooling system is mostly metal. In general, metals are made of a material to be used by applying energy to an oxide state. The application of energy is an artificial force, but the emission of energy is a natural force.
부식은 에너지를 발산하며 금속이 본연의 모습인 산화물 상태로 되돌아 가려는 지극히 정상적인 자연 현상이다. 따라서 전기전도체인 금속이 이온 전도체인 전해질 물질과 접촉되면 금속표면에 전위차로 인한 양극과 음극을 형성되고 산화물 상태로 되돌아 가려는 자연 현상인 부식 현상이 발생하게 된다.Corrosion is an extremely normal natural phenomenon that releases energy and attempts to return the metal to its natural oxide state. Therefore, when a metal, which is an electrical conductor, comes into contact with an electrolyte material that is an ion conductor, corrosion occurs, which is a natural phenomenon of forming a positive electrode and a negative electrode due to a potential difference on a metal surface and returning to an oxide state.
한편 금속표면에 부식에 의한 퇴적물이나 수질 내에 존재하는 다양한 금속이온이 대기 중 또는 음이온계 화학물질 등과 결합하면 무기물인 스케일이 생성되며, 미생물이 커다란 군체를 형성하면 슬라임이 발생한다.On the other hand, when various metal ions present in the sediment due to corrosion on the surface of the metal or water are combined with the air or anionic chemicals, the scale is formed as an inorganic substance, and slime occurs when the microorganism forms a large colony.
스케일과 슬라임 등이 부착될 경우에는 열교환기등의 열전달면에 다공질의 침전물을 형성하여 물의 원활한 흐름을 방해하거나 심할 경우에는 수 배관을 막아버리며 경우에 따라서는 수질 내 용존 산소의 농도 차이에 따라 국부 부식을 유발시키기도 한다.When scale and slime are attached, porous deposits are formed on the heat transfer surface of the heat exchanger, which prevents the smooth flow of water or blocks the water pipe in severe cases, and in some cases, depending on the difference in the concentration of dissolved oxygen in the water It may also cause corrosion.
실제 산업현장에 설치된 냉각공조의 열교환기를 비롯하여 수 배관을 사용한 각종 산업용 설비에서 부식, 스케일 및 미생물 슬라임이 쉽게 발생하는 것을 발견할 수 있는데, 이러한 경우 냉각 순환시스템에 커다란 장애를 줄 뿐아니라 열 효율에 심각한 문제를 야기하여 막대한 경제적 손실을 발생 시키고 있다.It can be found that corrosion, scale and microbial slime easily occur in various industrial facilities using water pipes, including heat exchangers of cooling air conditioning installed in actual industrial sites. It causes serious problems, causing huge economic losses.
상기와 같은 문제들을 해결하기 위해 냉각수 처리제가 필수 불가결하게 사용되고 있고, 현재 전 산업체 현장에서 널리 사용 중에 있다.In order to solve the above problems, the coolant treatment agent is indispensably used, and is currently widely used in all industrial fields.
기존의 냉각수 수처리제로 널리 사용되고 있는 아졸계 화합물이 함유된 수처리제의 경우 아졸계 화합물을 용해시키기 위하여 소디움 하이드록사이드 또는 포타슘 하이드록사이드를 이용하여 수처리제를 알카리성으로 유지시켰다. 하지만 기존의 수처리제와 같이 제품의 pH가 알카리성으로 조제된 경우에는 농축도가 높은 공정이나 냉각수의 pH가 높은 개방 순환 냉각시스템에 적용시키면 냉각수의 pH가 8.6이상을 유지하는 단점을 나타낸다.In the case of a water treatment agent containing an azole compound which is widely used as a conventional cooling water treatment agent, the water treatment agent was kept alkaline using sodium hydroxide or potassium hydroxide to dissolve the azole compound. However, when the pH of the product is prepared alkaline like the conventional water treatment agent, the pH of the cooling water is maintained at 8.6 or higher when applied to a high concentration process or an open circulation cooling system having a high pH of the cooling water.
냉각수의 pH가 8.6 이상이면 폐수 방류기준의 법적 환경규제치인 8.6을 초과하게 되므로 수처리제 사용에 제한이 따르고, 카보네이트 함량이 상대적으로 증가하여 탄산칼슘 스케일의 형성 가능성이 매우 높아지므로 기존의 수처리제로는 법적 환경기준에 만족하면서 부식 또는 스케일 발생 문제를 해결하기가 매우 힘들었다.If the pH of the cooling water is more than 8.6, it exceeds the legal environmental regulation of the wastewater discharge standard 8.6.Therefore, there is a restriction on the use of water treatment agent, and since the carbonate content is relatively increased, the possibility of formation of calcium carbonate scale becomes very high. Satisfying environmental standards made it very difficult to solve corrosion or scale problems.
종래의 수처리제 조성물로는 1960년대 크롬염을 사용하는 기술이 널리 사용 되었으나 크롬염의 경우 중금속에 의한 환경오염을 유발시키고 인체에 대한 독성이 매우 심하기 때문에 그 사용이 규제되고 있다.As a conventional water treatment composition, the technique using chromium salts was widely used in the 1960s, but the use of chromium salts is regulated because it causes environmental pollution by heavy metals and is highly toxic to the human body.
최근에는 인산염, 아졸계 화합물, 아크릴계 중합체, 말레익계 중합체, 리그닌, 탄닌 등을 사용한 예가 발표 되었고 산업 현장에서 실제 널리 사용되고 있다. 예를들면, 미국특허 제4,134,959호에는 아졸계화합물과 인산염을 이용한 수처리제 조성물이 기술되어 있고, 미국특허 제4,149,969호에는 아연염, 몰리브덴산염, 망간염, 니켈염, 아졸계화합물, 포스포네이트를 함유한 조성물이 발표되었으며, 미국특허 제4,497,713호에는 아연염, 셀루로스검, 포스포네이트의 조성물이 기술되어 있고, 미국특허 제4,411,865호에는 아연염, 크롬염, 인산염, 아크릴레이트 공중합체를 이용한 기술이 보고되었고, 미국특허 제5,227,133호에서는 아연염, 몰리브덴산염, 인산염의 조성에 의한 냉각수 처리 기술이 보고되어 있다.Recently, examples using phosphates, azole compounds, acrylic polymers, maleic polymers, lignin, tannins, etc. have been published and are widely used in industrial fields. For example, U.S. Patent No. 4,134,959 describes a water treatment agent composition using an azole compound and phosphate, and U.S. Patent No. 4,149,969 discloses zinc salts, molybdates, manganese salts, nickel salts, azole compounds, and phosphonates. Compositions containing zinc salts, cellulose gums, and phosphonates are disclosed, and US Patent Nos. 4,411,865 using zinc salts, chromium salts, phosphates, and acrylate copolymers. A technique has been reported, and in US Pat. No. 5,227,133, a cooling water treatment technique with a composition of zinc salt, molybdate and phosphate is reported.
그러나 상기 종래의 수처리제 조성물들은 부식을 방지하는 효과나 스케일을 억제하는 능력에서 다소 차이는 있지만 만족할 만한 성과를 기대할 수 없을 뿐만 아니라, 크롬염을 이용한 경우 부식과 스케일 문제가 해결 가능하나 공해유발, 인체독성, 안정성 등의 여러 문제점으로 그 사용이 규제되어 있다.However, the conventional water treatment composition is slightly different in the effect of preventing the corrosion or the ability to suppress the scale, but can not expect satisfactory performance, it is possible to solve the problem of corrosion and scale when using chromium salt, pollution pollution, human body The use is regulated due to various problems such as toxicity, stability, etc.
본 발명가들은 기존 냉각수 처리제로 사용되어온 화합물들의 상호 보완 작용을 유발시켜 광범위한 수질에서도 부식과 스케일 발생을 억제시키는 수처리제의 제조 기술을 발견하였다.The present inventors have discovered a technology for preparing a water treatment agent that inhibits corrosion and scale generation even in a wide range of water quality by inducing complementary actions of compounds that have been used as conventional cooling water treatment agents.
따라서 본 발명은 높은 pH의 냉각수를 사용하거나 농축도가 상대적으로 높아 pH 관리에 어려움이 있는 개방 순환 냉각시스템에서 pH 조절기능이 부족한 기존 수처리제의 문제점과 부식 및 스케일 발생을 해결함과 동시에 개방 순환 냉각시스템에서 보다 사용이 간편한 수처리제를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention solves the problems of the existing water treatment agent lacking the pH control function and corrosion and scale generation in the open circulation cooling system using high pH cooling water or having a relatively high concentration, and having difficulty in pH management. The aim is to provide a water treatment agent that is easier to use.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광범위한 수질에서 금속 부식 및 스케일 억제 효과가 우수하고 개방 순환 냉각시스템에서 pH 조절이 용이하고 사용하기 간편한 수처리제 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a water treatment agent composition excellent in metal corrosion and scale suppression effect in a wide range of water quality, easy to adjust pH and easy to use in an open circulation cooling system.
본 발명의 목적은 또한 상기 수처리제 조성물의 제조방법을 제공한다.It is also an object of the present invention to provide a method for preparing the water treatment composition.
본 발명의 목적은 또한 상기 수처리제 조성물을 이용한 수처리 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a water treatment method using the water treatment composition.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 포스포네이트 0.5 내지 40 중량%; (b) 아크릴레이트 중합체 0.1 내지 30 중량%; (c) 아졸계 화합물 0.1 내지 10 중량%; (d) 알코올 0.1 내지 20 중량%; 및 (e) 물 잔부를 포함하는 수처리제 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention (a) 0.5 to 40% by weight of phosphonate; (b) 0.1 to 30% by weight of acrylate polymer; (c) 0.1 to 10% by weight of an azole compound; (d) 0.1 to 20% by weight of alcohol; And (e) water balance.
본 발명은 또한 포스포네이트, 아크릴레이트 중합체 및 물의 혼합물과 아졸계 화합물, 알코올 및 물의 혼합물을 99:1 내지 70:30의 중량비로 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수처리제 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a process for preparing a water treatment composition comprising mixing a mixture of phosphonate, acrylate polymer and water with a mixture of azole compound, alcohol and water in a weight ratio of 99: 1 to 70:30. to provide.
본 발명은 또한 수처리 방법에 있어서, 상기 수처리제 조성물을 냉각탑, 열교환기 및/또는 각종 배수관에 투입하여 수중 금속 부식 및 스케일 형성을 억제하는 수처리 방법을 제공한다.The present invention also provides a water treatment method in which the water treatment agent composition is added to a cooling tower, a heat exchanger, and / or various drain pipes to suppress corrosion of metal and formation of scale in water.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 수처리제 조성물은 (a) 포스포네이트; (b) 아크릴레이트 중합체; (c) 아졸계 화합물; (d) 알코올; 및 (e) 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The water treatment composition of the present invention comprises (a) phosphonate; (b) acrylate polymers; (c) azole compounds; (d) alcohols; And (e) water.
본 발명의 수처리제 조성물 중 (a) 포스포네이트는 부식 반응 중 양극과 음극반응을 동시에 억제하고 2가 금속염의 스케일 억제 기능을 한다.The (a) phosphonate in the water treatment composition of the present invention simultaneously inhibits the positive and negative electrode reactions during the corrosion reaction, and functions to suppress the scale of the divalent metal salt.
상기 (a) 포스포네이트의 함량은 수처리제 조성물에 대하여 0.5 내지 40 중량%가 바람직하고, 1.0 내지 35 중량%가 더욱 바람직하다. 수처리제 조성물 중 상기 포스포네이트의 함량이 0.5 중량% 미만이면 부식 방지 능력과 스케일 방지 기능이 저하되고, 40 중량%를 초과하면 부식 방지 및 스케일 억제 효과는 우수하나 수처리제 제조시 경제성이 떨어지고 전반적인 성능향상을 위한 제품 구성에 문제점을 나타낼 수 있다.The content of the phosphonate (a) is preferably 0.5 to 40% by weight, more preferably 1.0 to 35% by weight based on the water treatment agent composition. If the content of the phosphonate in the water treatment composition is less than 0.5% by weight, the anti-corrosion ability and the anti-scaling function is lowered. If the content of the phosphonate is more than 40% by weight, the corrosion and scale suppression effect is excellent, but the economical efficiency in the preparation of the water treatment agent is improved and the overall performance is improved. This may indicate a problem with the product configuration.
상기 (a) 포스포네이트로는 하이드록시 에틸리딘 디포스포닉산, 하이드록시 포스포노 카르복실산, 아미노 트리메틸렌 포스포닉산, 포스포노 부탄 트리 카르복실산 , 에틸렌 디아민 테트라 메틸리딘 포스포닉산 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.As the (a) phosphonate, hydroxy ethylidine diphosphonic acid, hydroxy phosphono carboxylic acid, amino trimethylene phosphonic acid, phosphono butane tri carboxylic acid, ethylene diamine tetra methylidine phosphonic acid or these A mixture of may be preferably used.
또한, 본 발명의 수처리제 조성물 중 (b) 아크릴레이트 중합체는 2가 금속염의 스케일 억제 기능을 한다.In addition, the (b) acrylate polymer in the water treatment composition of the present invention functions to suppress the scale of the divalent metal salt.
상기 (b) 아크릴레이트 중합체는 수처리제 조성물에 대하여 0.1 내지 30 중량%가 바람직하다. 수처리제 조성물 중 상기 포스포네이트의 함량이 0.1 중량% 미만이면 2가 금속염의 스케일 억제 기능이 미미하고, 30 중량%를 초과하면 스케일 억제 효과는 우수하나 수처리제 제조시 경제성이 떨어지고 제조된 수처리제 조성물의 점도가 높아 이송에 어려움이 있다.The (b) acrylate polymer is preferably 0.1 to 30% by weight based on the water treatment composition. If the content of the phosphonate in the water treatment composition is less than 0.1% by weight, the scale inhibiting function of the divalent metal salt is insignificant. It is difficult to transport because of high.
상기 (b) 아크릴레이트 중합체로는 하기 화학식 1의 아크릴레이트 중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.As the acrylate polymer (b), an acrylate polymer of the following Chemical Formula 1 may be preferably used.
상기 화학식 1에서, l, m 및 n은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 0 내지 1,000의 정수이고, R은 수소, 메틸 또는 카르복실기이고, R이 카르복실기일 때 인접한 카르복실기와 결합하여 무수고리(anhydrous ring)를 형성하고, R1과 R8은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 하이드록시기 또는 포스포노기이고, R2와 R3는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C2알킬기이고, R4는 수소 또는 C1-C5의 알킬기이고, R5는 C1-C8알킬기 또는 C8-C10아르알킬기이고, X 및 Y는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소, C1-C5의 알킬기 또는 C1-C5의 하이드록시 알킬기이고, R0는 하기 화학식 2, 3 및 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이다.In Formula 1, l, m and n may be the same or different from each other, each independently represent an integer of 0 to 1,000, R is hydrogen, methyl or carboxyl group, when R is a carboxyl group is bonded to an adjacent carboxyl group anhydrous ring anhydrous ring), R 1 and R 8 may be the same or different from each other, and each independently hydrogen, an alkyl group, a hydroxy group or a phosphono group, and R 2 and R 3 may be the same or different from each other, Independently hydrogen or a C 1 -C 2 alkyl group, R 4 is hydrogen or a C 1 -C 5 alkyl group, R 5 is a C 1 -C 8 alkyl group or a C 8 -C 10 aralkyl group, and X and Y are each other the same or be different, and each independently hydrogen, hydroxy alkyl of C 1 -C 5 alkyl group or a C 1 -C 5, R 0 is selected from the group consisting of a compound represented by the following formula 2, 3 and 4 will be.
상기 화학식 2 내지 4에서, R6및 R12는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C2의 알킬기이고, R13및 R14는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소, C1-C8의 알킬기, C6-C8의 사이클로 알킬기, 벤질기 또는 하기 화학식 5의 화합물이고, R7은 C1-C6의 알킬기, C6-C10의 알릴기, C6-C10의 아르알킬기 또는 하기 화학식 5의 화합물이다.In Formulas 2 to 4, R 6 and R 12 may be the same or different from each other, each independently hydrogen or an alkyl group of C 1 -C 2 , R 13 and R 14 may be the same or different from each other, each independently Hydrogen, an alkyl group of C 1 -C 8 , a cycloalkyl group of C 6 -C 8 , a benzyl group or a compound of formula 5, R 7 is an alkyl group of C 1 -C 6 , an allyl group of C 6 -C 10 , C An aralkyl group of 6 -C 10 or a compound of formula (5).
상기 화학식 5에서, i는 1, 2 또는 3이고, R9는 수소 또는 C1-C2의 알킬기이고, R10은 수소 또는 C1-C6의 알킬기이다.In Formula 5, i is 1, 2 or 3, R 9 is hydrogen or an alkyl group of C 1 -C 2 , R 10 is hydrogen or an alkyl group of C 1 -C 6 .
또한, 본 발명의 수처리제 조성물 중 (c) 아졸계 화합물은 구리 및 구리 화합물의 부식억제 기능이 우수하다.In addition, the (c) azole compound in the water treatment composition of the present invention is excellent in the corrosion inhibitory function of copper and copper compounds.
상기 (c) 아졸계 화합물의 함량은 수처리제 조성물에 대하여 0.1 내지 10 중량%가 바람직하고, 0.2 내지 8 중량%가 더욱 바람직하다. 수처리제 조성물 중 상기 아졸계 화합물의 함량이 0.1 중량% 미만이면 구리 또는 구리 화합물의 부식억제 기능이 미미하고, 10 중량%를 초과하면 장기간 저장시 아졸계 화합물 자체가 석출되어 침전되는 문제를 유발할 수 있어 바람직하지 않고 경제적이지도 못한 문제점이 있다.The content of the azole compound (c) is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.2 to 8% by weight based on the water treatment agent composition. If the content of the azole compound in the water treatment composition is less than 0.1% by weight, the corrosion inhibitory function of the copper or copper compound is insignificant, and if it exceeds 10% by weight, the azole compound itself may precipitate and precipitate during long term storage. There is a problem that is not desirable and economical.
상기 (c) 아졸계 화합물로는 톨릴트리아졸, 머캅토 벤조씨아졸, 벤조트리아졸, 이미다졸 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.As the azole compound (c), tolyltriazole, mercapto benzothiazole, benzotriazole, imidazole or a mixture thereof may be preferably used.
또한, 본 발명의 수처리제 조성물 중 (d) 알코올은 아졸계 화합물의 용해 및 저장안정성을 향상시키는 기능을 한다.In addition, the (d) alcohol in the water treatment composition of the present invention functions to improve the dissolution and storage stability of the azole compound.
상기 (d) 알코올의 함량은 수처리제 조성물에 대하여 0.1 내지 20 중량%가 바람직하고, 0.2 내지 15 중량%가 더욱 바람직하다. 수처리제 조성물 중 상기 알코올의 함량이 0.1 중량% 미만이면 아졸계 화합물의 용해 기능이 미미하고, 20 중량%를 초과하면 개방 순환 냉각시스템의 배출수의 COD 농도를 더욱 상승시키는 문제점이 있어 바람직하지 않다.The content of the alcohol (d) is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 0.2 to 15% by weight based on the water treatment composition. If the content of the alcohol in the water treatment composition is less than 0.1% by weight, the dissolving function of the azole compound is insignificant, and if it exceeds 20% by weight, there is a problem of further increasing the COD concentration of the effluent of the open circulation cooling system.
상기 (d) 알코올로는 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.As the alcohol (d), methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol or a mixture thereof may be preferably used.
또한, 본 발명의 수처리제 조성물은 (e) 물을 더욱 포함한다.In addition, the water treatment composition of the present invention further comprises (e) water.
상기 (e) 물로는 이온이 없는 순수나 증류수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.It is more preferable to use pure water or distilled water without ion as said (e) water.
본 발명은 또한, 포스포네이트, 아크릴레이트 중합체 및 물의 혼합물과 아졸계 화합물, 알코올 및 물의 혼합물을 99:1 내지 70:30의 중량비로 혼합하여 수처리제 조성물을 제조하는 것을 특징으로 하는 수처리제 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a water treatment agent composition comprising preparing a water treatment agent composition by mixing a mixture of phosphonate, acrylate polymer and water with a mixture of an azole compound, alcohol and water in a weight ratio of 99: 1 to 70:30. Provide a method.
상기 수처리제 조성물으 제조방법에 있어서, 포스포네이트, 아크릴레이트 중합체 및 물의 혼합물의 중량이 아졸계 화합물, 알코올 및 물의 혼합물 1g에 대하여 99g을 초과하면 부식 방지 능력과 스케일 방지 기능이 미미하고, 2가 금속의 스케일 억제 기능이 미미하다는 문제점이 있고, 포스포네이트, 아크릴레이트 중합체 및물의 혼합물의 중량이 아졸계 화합물, 알코올 및 물의 혼합물 30g에 대하여 70g 미만이면 구리 및 구리 화합물의 부식 억제 능력이 미미하고 아졸계 화합물의 용해 및 저장안정성이 미미하다는 문제점이 있다.In the method for preparing the water treatment composition, when the weight of the mixture of the phosphonate, the acrylate polymer and the water exceeds 99g with respect to 1g of the mixture of the azole compound, the alcohol and the water, the corrosion preventing ability and the anti-scaling function are insignificant, and the divalent There is a problem that the scale inhibiting function of the metal is insignificant, and if the weight of the mixture of the phosphonate, the acrylate polymer and the water is less than 70 g with respect to 30 g of the mixture of the azole compound, the alcohol and the water, the corrosion inhibition ability of the copper and the copper compound is insignificant. There is a problem in that the dissolution and storage stability of the azole compound is insignificant.
본 발명은 또한 수처리 방법에 있어서, 본 발명의 상기 수처리제 조성물을 냉각탑, 열교환기 및/또는 각종 배수관에 투입하여 수중 금속 부식 및 스케일 형성을 억제하는 수처리 방법을 제공한다.The present invention also provides a water treatment method in which the water treatment agent composition of the present invention is introduced into a cooling tower, a heat exchanger, and / or various drain pipes to suppress corrosion of metal in water and scale formation.
또한 상기 수처리 방법에 있어서, 수처리제 조성물을 농도는 냉각수에 대하여 1 내지 500,000 ppm인 것이 바람직하다.In the water treatment method, the concentration of the water treatment agent composition is preferably 1 to 500,000 ppm with respect to the cooling water.
상기 수처리제 조성물의 농도가 냉각수에 대하여 1 ppm 미만이면 금속 및 스케일 억제 기능이 미미하고, 500,000 ppm을 초과하면 투입한 수처리제 조성물의 농도에 대하여 단순 비례하여 수처리제 조성물의 효과가 증가하지 않아 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.When the concentration of the water treatment agent composition is less than 1 ppm with respect to the cooling water, the metal and scale suppression functions are insignificant. When the concentration of the water treatment agent composition exceeds 500,000 ppm, the effect of the water treatment agent composition does not increase in proportion to the concentration of the added water treatment agent composition. There is a problem.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수처리제 조성물은 광범위한 수질에서 금속 부식 및 스케일 억제 효과가 우수하고 개방 순환 냉각시스템에서 pH 조절이 용이하고 사용하기 간편하다.As described above, the water treatment agent composition of the present invention has excellent metal corrosion and scale suppression effect in a wide range of water quality, and is easy to use and easy to adjust pH in an open circulation cooling system.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 비교예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. The following examples and comparative examples are described for the purpose of more clearly expressing the present invention, but the contents of the present invention are not limited to the following examples and comparative examples.
(실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5)(Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5)
25 ℃, 160 rpm에서 전기화학적 측정방법인 포텐셔스탯(potentiostat)을 이용하여 탄소강의 부식속도를 측정하였다. 이대 하기 표 1의 시험수질에 하기 표 2에 표시된 실시예 1 내지 5의 수처리제 조성물 및 하기 표 3에 표시된 비교예 1 내지 5의 수처리제 조성물을 100 ppm 농도를 유지시킨 후 탄소강의 부식속도(mpy, mils per year)의 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 부식속도는 타펠 커브(tafel curve)를 측정하여 구하였다. mils는 1/1000 인치이다.The corrosion rate of carbon steel was measured by using potentiostat, an electrochemical measurement method at 25 ° C. and 160 rpm. The corrosion rate of the carbon steel after maintaining the 100 ppm concentration of the water treatment composition of Examples 1 to 5 shown in Table 2 and the water treatment composition of Comparative Examples 1 to 5 shown in Table 3 in the test water quality of Table 1 below mils per year) is shown in Table 4 below. The corrosion rate was determined by measuring a tafel curve. mils is 1/1000 inch.
상기 표 1에서 pH는 0.1 N 수산화나트륨 수용액과 0.05 N 황산 수용액으로 조절하였다. 또한, 칼슘경도(Ca-H)는 염화칼슘으로 조절하였다. 또한, 메틸오렌지-알카리도(M-Alkalinity)는 중탄산나트륨으로 조절하였다. 또한, 마그네슘경도(Mg-H)는 황산마그네슘으로 조절하였다. 또한, 염소이온(Chloride)은 칼슘경도 조절에 사용된 염화칼슘으로 인한 염소이온농도를 나타낸다.In Table 1, the pH was adjusted to 0.1 N aqueous sodium hydroxide solution and 0.05 N sulfuric acid solution. In addition, calcium hardness (Ca-H) was adjusted with calcium chloride. In addition, methyl orange-Alkalinity (M-Alkalinity) was adjusted with sodium bicarbonate. In addition, magnesium hardness (Mg-H) was adjusted to magnesium sulfate. In addition, Chloride (Chloride) represents the concentration of chlorine ions due to the calcium chloride used to control the calcium hardness.
상기 표 2에서 오르가닉 포스페이트-1은 하이드록시 에틸리덴 디포스포닉산(HEDP, LONZA사 제조)이고, 오르가닉 포스페이트-2는 포스포노 부탄트리 카르복실산(PBTC, BAYER사 제조)이고, 아졸계 화합물은 톨릴트리아졸이고, 아크릴레이트 중합체는 벨크렌 400(BIOLAB사 제조)이고, 알코올은 메틸 알콜이다.In Table 2, organic phosphate-1 is hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP, manufactured by LONZA), organic phosphate-2 is phosphono butanetri carboxylic acid (PBTC, manufactured by BAYER), and an azole type. The compound is tolyltriazole, the acrylate polymer is Belcrene 400 (manufactured by BIOLAB), and the alcohol is methyl alcohol.
상기 표 3에서 오르가닉 포스페이트-1은 하이드록시 에틸리덴 디포스포닉산(HEDP, LONZA사 제조)이고, 오르가닉 포스페이트-2는 포스포노 부탄 트리 카르복실산(PBTC, BAYER사 제조)이고, 아졸계 화합물은 톨릴트리아졸이고, 아크릴레이트 중합체는 벨크렌 400(BIOLAB사 제조)이고, 알코올은 메틸 알콜이다.In Table 3, organic phosphate-1 is hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP, manufactured by LONZA), organic phosphate-2 is phosphono butane tricarboxylic acid (PBTC, manufactured by BAYER), and an azole type. The compound is tolyltriazole, the acrylate polymer is Belcrene 400 (manufactured by BIOLAB), and the alcohol is methyl alcohol.
상기 표 4에 나타난 바와 같이 본원발명의 실시예 1 내지 5의 수처리제 조성물을 이용하여 탄소강의 부식성을 시험하면 비교예 1 내지 5의 수처리제 조성물에 비하여 탄소강의 부식 강도가 현저히 저하됨을 알 수 있다.As shown in Table 4, when the corrosion resistance of the carbon steel is tested using the water treatment agent compositions of Examples 1 to 5 of the present invention, it can be seen that the corrosion strength of the carbon steel is significantly lower than that of the water treatment agent compositions of Comparative Examples 1 to 5.
스케일 성능 시험 방법Scale performance test method
테스트 용액을 밀폐시키고 70 ℃에서 24 시간 정체시킨 후 테스트 용액을 0.45 마크로필터로 여과하고 이때의 총경도를 측정하여 스케일 억제율을 하기 식 1을 이용하여 측정하였다. 이때 상기 표 1의 시험수질에 상기 표 2에 표시된 실시예 1 내지 5의 수처리제 조성물과 상기 표 3에 표시된 비교예 1 내지 5의 수처리제 조성물을 100 ppm의 농도로 유지시킨 후 스케일 억제율을 시험하였고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.After the test solution was sealed and allowed to stand at 70 ° C. for 24 hours, the test solution was filtered through a 0.45 macro filter, and the total hardness at this time was measured to measure scale inhibition using Equation 1 below. At this time, the water treatment agent composition of Examples 1 to 5 shown in Table 2 and the water treatment agent composition of Comparative Examples 1 to 5 shown in Table 3 were maintained in a concentration of 100 ppm in the test water quality of Table 1, and then the scale inhibition rate was tested. The results are shown in Table 5 below.
[식 1][Equation 1]
상기 식 1에서 Ce는 시험 전의 시험액 중의 총경도이고, Ct는 시험 후의 시험액 중의 총경도이다.In Formula 1, Ce is the total hardness in the test solution before the test, Ct is the total hardness in the test solution after the test.
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본원발명의 실시예 1 내지 5의 수처리제 조성물을 이용하여 스케일 성능을 시험하면 비교예 1 내지 5의 수처리제 조성물에 비하여 스케일 억제율이 현저히 향상됨을 알 수 있다.As shown in Table 5, when the scale performance test using the water treatment composition of Examples 1 to 5 of the present invention it can be seen that the scale inhibition rate is significantly improved compared to the water treatment composition of Comparative Examples 1 to 5.
테스트 용액의 pH 강하 시험 방법PH drop test method of test solution
농축도와 PH가 높은 냉각수에 적용하려면 냉각수의 pH 상승을 최대한 억제하여야 한다. 따라서 테스트 용액의 pH 강하 시험을 수행하여 적합성을 판단하였다. 이때 상기 표 1의 시험수질에 상기 표 2에 표시된 실시예 1 내지 5의 수처리제 조성물과 상기 표 3에 표시된 비교예 1 내지 5의 수처리제 조성물을 각각 100 ppm의 농도로 유지시킨 후의 pH를 측정하였고 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.In order to apply to cooling water with high concentration and pH, the pH rise of cooling water should be suppressed as much as possible. Therefore, the pH drop test of the test solution was performed to determine suitability. At this time, the pH of the water treatment agent compositions of Examples 1 to 5 shown in Table 2 and the water treatment agent compositions of Comparative Examples 1 to 5 shown in Table 3 were respectively maintained in the test water quality of Table 1 at a concentration of 100 ppm. The results are shown in Table 6 below.
상기 표 6에 나타난 바와 같이, 본원발명의 실시예 1 내지 5의 수처리제 조성물을 이용하여 pH 강하 시험을 하면 비교예 1 내지 5의 수처리제 조성물에 비하여 pH 강하 효과가 현저히 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 6, when the pH drop test using the water treatment composition of Examples 1 to 5 of the present invention it can be seen that the pH drop effect is significantly superior to the water treatment composition of Comparative Examples 1 to 5.
본 발명의 수처리제 조성물은 광범위한 수질에서 금속 부식 및 스케일 억제 효과가 우수하고 개방 순환 냉각시스템에서 pH 조절이 용이하고 사용하기 간편하다.The water treatment composition of the present invention is excellent in metal corrosion and scale suppression effect in a wide range of water quality, easy to adjust pH and easy to use in open circulation cooling system.
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