KR910003088B1 - 부식 및 스케일 형성을 억제하기 위해 수성 계를 처리하는 방법 - Google Patents

부식 및 스케일 형성을 억제하기 위해 수성 계를 처리하는 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

부식 및 스케일 형성을 억제하기 위해 수성 계를 처리하는 방법
수리 공학에서 발생하는 주요 문제점중의 하나는 처리되거나 비처리된 냉각수 계 모두에서의 금속의 부식이다. 수성 계에서 통상적으로 발견되는 강철, 알루미늄, 황동 및 구리와 같은 금속의 부식은 일차적으로 용해된 산소 및 이산화탄소에 기인한다. 산소를 제거하는 물질(예 : 이황산 나트륨 또는 히드라진)은 경제적이지 않으며 기술적으로 부적합하다. 그러므로, Zn2+, 크롬산염, 몰리브덴산염, 디가인산염, 오르토-인산염, 및 오가노-포스포네이트를 냉각수에 가하여 금속 표면상에 보호막을 형성한다. 크롬산염이 부식 억제제로서 매우 효율적이나, 종종 공지된 독성 효과 때문에 환경적으로 바람직하지 않다. Zn2+도 유사한 환경상의 문제를 지니고, 또한 이는 오르토-인산염, 수산화물 및 탄산염과 함께 낮은 용해도 적을 가지며, 이 용해도 적은 부식을 촉진시키는 슬러지 및 침전물을 형성할 수 있다.
다가인산염은 크롬산염과 같이 효율적이지 않고 냉각수 계에서는 불안정하므로 이들은 가수분해에 의해 종종 슬러지 및 침전물을 유발시키는 오르토- 및 피로-인산염으로 분해된다. 오르토-인산염은 크롬산염과 같이 효율적이지 않고, 적절히 조절되지 않을 경우, 역시 슬러지 및 침전물을 형성할 수 있다. 오가노-인산염이 특정한 부식을 보호한다하더라도, 결코 크롬산염과 같이 효율적이지는 않다.
금속 부식의 문제이외에도, 냉각수 계는 탄산칼슘 및 인산칼슘과 같은 물질을 침전시킬 수 있어, 금속상에 스케일을 형성시킨다. 그러한 스케일링은 냉각계에서 열 전이 특성 및 액체 속도에 해로운 영향을 미친다. 그러므로, 본 발명은 금속 부식 및 스케일 형성에 대한 우수한 정도의 보호를 제공하는, 수성 계(예 : 냉각수 계)를 처리하는 증진된 방법 및 본 방법에서 사용하기 위한 조성물을 제공한다.
본 발명은 수성 계에 존재하는 금속의 부식 및 금속상의 스케일 형성을 억제하는 증진된 조성물 및 방법에 관한 것이다. 본 조성물은 pH 7 내지 9인 수성 계에서 처리하기 적합하며, 아크릴산으로부터 유도된 잔기 및 저급 알킬 하이드록시아크릴레이트로부터 유도된 수용성 공중합체 및 수성 계에 망간 이온을 제공할 수 있는 망간 화합물과 유기 아미노알킬렌포스폰산 유도체 또는 그의 염과의 혼합물을 포함한다. 아미노 알킬렌포스폰산 유도체는 기타 작용성 그룹, 예를들어, 카복실, 4급 아민, 및 하이드록실 그룹을 함유할 수도 있다. 본 발명의 방법은 수성 계중에 조성물 10 내지 200ppm을 제공하는 양으로 조성물을 수성 계에 가함을 포함한다. 본 발명의 방법은 수성 계의 pH를 8이하로 조절할 필요가 없으며, 오히려 pH 8 내지 9에서 효율적이다.
본 발명을 예시하는 첨부된 도면에서, 제1도는 통상적인 오픈(open) 재순환 냉각수 계의 도식이다.
아크릴산/저급 알킬 하이드록시 아크릴레이트로부터 유도된 본 발명의 조성물은 공지된 스케일링 방지제에서 사용되며 하기 일반식으로 표시할 수 있다 :
Figure kpo00001
상기식에서, R은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬 그룹이고 ; R1은 OH, OM(여기에서, M은 NH4와 같은 수용성 양이온이다), NH2, 또는 알칼리 금속(예 : K 및 Na)이고 ; R2는 탄소수 2 내지 6의 저급 알킬그룹(이때, OH 치환체가 알킬 그룹의 탄소 원자중의 어느 하나에 결합될 수 있다)이고 ; R3는 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬 그룹이다.
공중합체의 아크릴산-유도된 잔기(AA) 및 저급 알킬 하이드록시 아크릴레이트-유도된 잔기(AHA)에서 가장 유익하게는 AHA에 대한 AA의 몰비는 약 34 : 1 내지 약 1 : 4, 바람직하게는 11 : 1 내지 1 : 2이다. 공중합체는 500 내지 1,000,000, 바람직하게는 1,000 내지 500,000의 분자량을 갖는다. AHA에 대한 AA의 몰비에 적용하는 중요한 단 하나의 기준은 공중합체가 수용성이 되게하는 것이 바람직하다는 데에 있다. AHA의 비율을 증가시킬수록, 공중합체의 용해도는 감소한다는 사실을 주지해야 한다.
바람직한 공중합체는 하기 일반식의 하나이다.
Figure kpo00002
상기식에서,
M은 상술한 바와 동일하다.
AA 및 AHA의 제조 및 공중합체 자체의 제조는 미합중국 특허 제 4, 324, 664호에 기술되어 있다.
금속 부식 보호제를 제공하기 위한 망간 화합물 및 아미노알킬렌포스폰산 유도체 또는 그의 염의 상승적 혼합이 미합중국 특허 제 4,640,818호에 기술되어 있다. 상승작용은 다양한 아미노알킬렌포스폰산 유도체를 경수 또는 탈광수중에서 단독으로 사용할 경우, 크롬산염에 의해 제공된 것과 비교할 만한 보호 정도는 제공하지 않으나, 물중에서 망간 이온의 공급원을 제공하기 위해 망간 화합물과 함께 사용할 경우, 부식 억제는 현저히 향상된다는 사실에 의해 입증된다. 본 발명은 이 상승작용에 영향을 미치치 않는다.
망간 이온 존재하에 금속의 부식을 억제하는데 유용한 것으로 판명된 유기 인산 유도체는 하기 일반식으로 표시되는, 질소 및 인의 알킬렌 또는 알킬렌 그룹에 의해 내부 결합된 아미노포스폰산 유도체이다 :
Figure kpo00003
상기식에서, X 및 Y는 독립적이고 수소, 하이드록실, 카복실, 포스폰산, 산 라디칼의 염 및 탄소수 1 내지 12의 탄화수소 라디칼의 염이고 ; n은 1 내지 3이며 ; 단, n이 1보다 클 경우, 각각의 X 및 Y는 탄소원자상에 존재하는 X 또는 Y와 동일하거나 상이할 수 있다.
본 화합물은 공지된 다양한 합성 기술에 의해 제조할 수 있다. 특히 중요한 것은 반응성 아민 수소를 함유하는 화합물과 카보닐 화합물(예 : 알데히드 또는 케톤) 및 인산 또는 그의 유도체와의 반응이다. 상세한 방법이 미합중국 특허 제 3,288,845호에 기술되어 있다.
하기 일반식은 본 발명의 실시에 있어서 Mn++이온과 혼합하여 부식을 억제하는데 사용할 수 있는 착물 리간드를 나타낸다 :
Figure kpo00004
상기식에서, 치환체 A, B, C, D, E 및 F는 독립적으로 수소,
Figure kpo00005
2-하이드록시-3-(트리알킬암모늄 할라이드)프로필 및 2-하이드록시프로필설폰산 그룹 및 산 라디칼의 염이고; X 및 Y 및 n은 상술한 바와 동일하며; X' 및 Y'는 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸 라디칼이고 ; n'는 2 또는 3이고; m 및 m'는 각각 0 내지 2500이며; 단, 아민 수소의 약 50% 이상은 본 명세서에서 이미 정의한 바와 같은 인-함유 그룹에 의해 치환되고; R4는 직쇄, 측쇄의 사이클릭, 헤테로사이클릭, 치환된 헤테로사이클릭, 또는 융합된 환 형 구조일 수 있는 탄화수소 잔기이며; 단, m 또는 m'이 1이상인 경우, E 및 F 치환제는 다른 질소 원자의 치환제와 동일하거나 상이할 수 있으며 R4는 각각 동일하거나 또는 상기할 수 있다.
상기 구조식에서 포함되는 화합물의 특정예는 하기와 같으며, 이에 제한되지는 않는다 :
비스(아미노메틸)디사이클로펜타디엔테트라(메틸렌포스폰산); 비스(아미노메틸)비사이클로헵탄테트라(메틸렌포스폰산); 에틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산)(EDA-TMP); 디에틸렌트리아민펜타(메틸렌포스폰산)(DETA-PMP); 하이드록시에틸에틸렌디아민트리(메틸렌포스폰산)(HEEDA-TMP); 펜타에틸렌헥사민옥타(메틸렌포스폰산); 헥사메틸렌디아민테트라(메틸렌포스폰산), 분자량이 약 100,000이상이며, 쇄중에 피페라진 환을 함유할 수 있는 포스포노메틸화된 폴리알킬렌 폴리아민; [N-(3-트리알킬암모늄-2-하이드록시프로필)디에틸렌트리아민테트라(메틸렌포스폰산)]클로라이드; 디에틸렌트리아민모노카복시메틸테트라(메틸렌포스폰산); 에틸렌디아민모노-2-하이드록시프로필설포닉트리(메틸렌포스폰산); 및 피페라진 디메틸렌포스폰산.
디사이클로펜타디엔 및 비사이클로헵탄 유도체는 디메틸트리사이클로데칸 및 디메틸노보란 라디칼 각각을 함유한다.
망간 이온 존재하에 금속 부식 억제에 유용한 또다른 화합물이 하기 문헌에 기술되어 있다[참조 : 미합중국 특허 제 4,500,470호, "New Metal Ion Control Agents Based on Dicyclopentadiene Derivative" ; 미합중국 특허 제 4,459,241호, "New Compounds Containing Quaternary Ammonium and Methylenephosphonic Acid group" ; 미합중국 특허 제 4,489,201호, "Polymeric Alkylene Phosphonic Acid Piperazine Derivatives" : 미합중국 특허 제 4,680,396호, "Bis(aminoalkyl) Piperazine Derivatives and Their Use as Metal Ion Control Agents" ; 미합중국 특허 제 4,500,469호, "New Metal Ion Control Compounds Based on Norborane"].
질소 치환체로서 알킬렌포스폰산 그룹이외에 기타 작용성 그룹을 함유하는 오가노포스폰산 유도체를 하기방법에 의해 제조할 수 있다[참조 : 미합중국 특허 제 3,288,846호].
수성매질중에서 아민을 알킬렌 옥사이드(예 : 프로필렌 옥사이드(1, 2-에폭시프로판))와 반응시킴으로써 아민의 수소를 하이드록시알킬 그룹으로 치환시킬 수 있다[참조 : 미합중국 특허 제 3,398,198호].
아민 화합물의 질소상에서의 알킬렌 설폰산 그룹 치환체를 수득하기 위해, 아민을 중아황산 나트륨 및 알데히드(예 : 포름알데히드)의 혼합물과 반응시킴으로써 아민 수소를 알킬설폰산 그룹으로 치환시킬 수 있다. 이 반응은 하기 문헌에 교시되어 있다[참조 : "Preparation and Properites of Aminomethylenesulfonic Acids", J. Am. Chem. Soc. 77, 5512-15(1955)]. 기타 알킬설폰산 유도체는 아민을 클로로 알킬설폰산과 반응시키거나 또는 미합중국 특허 제 4,085,134호에 기술된 바와같이 프로판 설폰을 아민과 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
알칼리성 매질중에서 오가노포스폰성 아민 유도체의 알칼리 금속염을 알파, 베타-불포화된 카복실산 또는 그의 무수물, 에테르 또는 니트릴과 반응시킴으로써 수소를 카복시알킬 그룹으로 치환시킬 수 있다.
아민 질소의 치환체로서 카복시알킬 그룹을 수득하는 기타 방법이 하기 문헌에 기술되어 있다[참조 : 미합중국 특허 제 3,726,912호].
수용액중에서 가성제(예 : 수산화나트륨)의 존재하에 아민을 3-클로로-2-하이드록실-1-프로판설폰산과 반응시킴으로써 아민 수소를 2-하이드록시프로필설폰산 그룹으로 치환시킬 수 있다. 하이드록시프로필나트륨설포네이트 그룹이 질소 치환체이다. 산을 수득하고자 할 경우, 강산(예 : 염산)을 사용하여 산성화시켜 나트륨 염을 산으로 전환시킬 수 있다. 이 반응은 하기 문헌에 교시되어 있다[참조 : 미합중국 특허 제 3,091,522호].
포스폰산 유도체를 제조하기 위한 반응에 앞서 아민을 3-클로로-2-하이드록시프로필트리메틸암모늄 클로라이드와 반응시켜 아민 수소를 하이드록시프로필트리메틸암모늄 클로라이드 그룹으로 치환시킬 수 있다.
본 발명의 목적을 실행하기 위하여, 본 명세서에 기술된 유효 아미노알킬렌포스폰산 유도체 및 그의 염도 고려될 수 있다. 그 염으로는 아미노알킬렌포스폰산 유도체의 하나 이상의 산 그룹과 함계 염을 형성할 염기의 산 부가염이 언급될 수 있다. 적합한 염기로는 예를들어, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 수산화물, 탄산염, 및 중탄산염(예 : 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘, 탄산칼륨, 중탄산나트륨, 및 탄산마그네슘 암모니아, 1급, 2급, 및 3급 아민)을 들수 있다.
이들 염은 하나 이상의 산 그룹을 갖는 아미노알킬렌포스폰산 유도체를 적합한 염기로 처리하여 제조할 수 있다.
망간 이온의 공급원으로서 사용할 수 있는 마그네슘 화합물들은 예를들어, MnO, MnO2·H2O, KMnO4또는 Mn(CH3COO)2·4H2O를 들 수 있다. 망간 화합물을 아미노알킬렌포스폰산 유도체와 동시에 또는 각각 물에 가할 수 있다. 또한 물에 가하기전에 망간을 아미노알킬렌포스폰산 유도체에 의해 착물화시킬 수 있다. 망간에 대한 아미노알킬렌포스폰산 유도체의 중량비가 적어도 약 2 : 1인 조성물이 바람직하다.
AA/AHA 공중합체 및 망간 화합물과 아미노알킬렌포스폰산 유도체(M/AAP)의 혼합물을 수성 계에 각각 또는 함께 가할 수 있다. 바람직한 첨가율은 조성물이 신속히 수성 계에 용해되도록 하는 것이다.
본 발명의 조성물중 M/AAP 혼합물에 대한 AA/AHA 공중합체의 중량비가 7 : 1 내지 0.1 : 1의 범위내에 존재한다는 점이 중요하다. 바람직한 범위는 4 : 1 내지 1 : 1이다. 가장 바람직한 비율은 약 2 : 1이다. 약 0.1 : 1의 중량비가 제공하는 양 미만인 공중합체의 양을 제공하는 중량비가 사용될 경우, 스케일링 방지 효과는 역 영향을 미치게 된다는 사실을 관찰하였다. 심지어 이러한 현상은 공중합체의 양을 일정하게 하고 M/AAP 혼합물의 양을 증가시킬 경우에도 관찰된다. 그러므로, 상기 진술된 범위내의 중량비의 사용은 공중합체와 M/AAP 혼합물간의 양적으로 기초로한 이로운 상승효과를 제공한다.
본 발명의 조성물은 처리될 수성 계중에서 적어도 2ppm의 공중합체, 0.05ppm의 Mn++및 1ppm의 아미노알킬렌포스폰산 유도체 또는 그의 염을 제공하기에 효율적인 농도를 제공한다. 특히 적합한 범위는 4 내지 25ppm의 공중합체, 0.1 내지 0.5ppm의 Mn++및 2 내지 10ppm의 아미노알킬렌포스폰산 유도체 또는 그의 염이다. 본 명세서에서 사용된 ppm 측정은 중량을 기준으로하며, 처리된 수성 계 1,000,000부를 기준으로 한다.
염소를 수성 계에서 사용할 경우, 본 발명의 조성물의 스케일링방지 특성상에서의 효과를 모니터링(monitering)하여야 한다. 염소의 농도가 너무 높게 유지될 경우, 즉 총 유효 염소가 3.5ppm 이상일 경우, 스케일링 보호에 손실이 있다. 허용가능한 염소의 농도는 각 시스템에서, 관찰하고 염소의 함량을 낮추고/낮추거나 본 조성물에서 사용된 공중합체의 양을 낮춤으로써 측정할 수 있다. 실상 이러한 조정은 경험적이며 관련된 수성 계 및 전문가에 의해 교시된 스케일링 보호의 정도에 따른다.
상술한 바와같이, 수성 계에 본 발명의 조성물의 사용은 다른 조성물의 경우와 마찬가지로 계 pH 7 내지 8의 조절과는 무관하다. 심지어 계 pH 9 이상일 경우, 바람직하게는 7 내지 9의 pH 범위, 가장 바람직하게는 8 내지 9의 pH 범위일 경우 매우 우수한 부식방지 및 스케일링 방지 결과가 수득된다. pH 7 내지 8의 조절은 본 조성물 및 방법에 의해 얻어진 효과에 해를 미치지 않으면 아마도 그러한 pH 조절은 부식 및 스케일링 억제 이외의 이유에 적합한 곳에서 실행할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
어떤 수성 계에서, pH 7 내지 8에서 pH 조절을 실패하면, 미생물 조절의 손실을 야기시킨다. 조절은 수성계에서 살균제(biocide)를 사용하여 수득한다. 살균제의 예를들면 4급 암모늄/주석 살균제인 SLIMICIDE 1-12TM(제조원 : Betz Laboratories, Inc., Trevose, Pennsylvania)를 들 수 있다.
제1도에서, 통상적인 개구 재순환 냉각수계가 도식화 되어있다. 일반적으로 숫자 10으로 표시되는 계는 수탑(water tower) 12 및 수탑 집수갱(sump) 14를 포함한다. 공급수를 라인 20을 통해 집수갱 14에 가한다. 본 발명의 조성물을 또한 라인 21을 통해 집수갱 14에 가한다. 순환 펌프 16을 경유하여 라인 22를 통해 집수갱 14로부터 물을 끌어낸다. 순환 펌프 16의 유출부는 라인 23에 집수갱 14로부터 나온 냉각수를 공급시킨다. 만약에 냉각수가 열교환기, 공기 콘디쇼닝계, 또는 유사 장치내에 있다면, 냉각수를 사용하여 열교환을 수행할 수 있다. 열교환의 이러한 사항은 도면에서의 열교환기 18로 표시되어 있다. 열의 교환후, 온수를 재순환 파이프 24를 통해 냉각탑 12로 재순환시킨다. 하기 실시예는 별도의 언급이 없는한 본 발명의 실시를 예시한다.
하기 실시예에서 기술된 본 발명의 조성물은 개구의 재순환 냉각수계를 처리하기 위해 사용된다. 계의 주요 작동 구성요소가 제1도에 명시되었다.
조성물을 냉각탑 집수갱에서 냉각수중으로 메터링(metering)한다. 측정할 부식 및 스케일링은 통상적으로 장시간의 발생 기간을 필요로하기 때문에, 부식 및 스케일링 효과를 두드러지게 하기 위해 다양한 장치 및 기술을 사용하는 것이 유익하다.
부식은 휴대용 부식율 측정 장치(제조원 : 텍사스 하우스톤 소재의 Petrolite Instruments)를 사용하여 측정한다. 이 장치는 즉석에서 부식율을 측정할 수 있다. 하기 표 1 내지 5은 매년 손실된 금속(mpy)의 1/1000인치(mil)로서 측정하여 수득한 값을 나타낸다.
즉석의 부식율 측정치를 확인하기 위해, 또한 연철 및 선박 놋쇠의 1/2"×3"×1/16" 쿠폰을 계에 위치시킨다. 쿠폰을 ASTM 고안된 선반중의 냉각수 탑으로 돌아가는 고온수 회수 라인에 위치시킨다. 쿠폰을 표 6에 지시된 시간 동안 계에 두고 ASTM D2688에 따라서 측정한다. 부식율을 myp로 기록한다. 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 연철 1mpy 및 선박 놋쇠 0.1mpy의 공업적 표준은 본 발명의 조성물 및 방법에 의해 현저히 개선되었다.
스케일링 효과는 가열된 탐침 모니터, 특히 MONITALLTM장치(제조원 : 펜실바니아 트레보스 소재의 Betz Laboratories, Inc.)를 사용하여 측정한다. 조포한(harsh) 상태를 탐침 모니터를 사용하여 수득하는데 12,500BTU/시간/ft2 및 1ft/초 선상 속도이다. 이들 상태들은 처리 방법을 매우 가속화시킨다. 한달 동안 열교환기 중에 나타낸 비교용 스케일링 정도는 2주일내 모니터 탐침을 사용하여 복제된다.
스케일링 효과를 오염율로서 기록하고 표 1 내지 5에 나타내었다. 오염율은 오염계수의 시간-조절된 함수이며 시험의 지속기일로 나눈 오염계수에 상응한다.
Figure kpo00006
하기 척도가 평가에 사용된다 :
매우 우수함, E, ＜ 0.5×10-5오염계수/일
우수함, G, 1 내지 5×10-5오염계수/일
보통, F, 5 내지 10×10-5오염계수/일
불량함, P, ＞ 10×10-5오염계수/일
일반적으로, 가장 우수한 열교환기는 0.002의 오염계수를 허용하도록 고안된다. 판독 E는 1ft/sec의 12, 500 BTU/시간/ft2에서 약 100일 걸린다. 판독 P는 동일한 조건하에서 대략 10일 걸린다.
냉각수 계에서 처리된 물에서의 무기물 분석은 하기와 같다 :
Figure kpo00007
일반적으로 냉각수 분석은 일반적으로 농도의 주기 수의 배수이다.
냉각계 작동 파라미터는 하기와 같다 :
Figure kpo00008
물의 pH는 별도로 언급한 것을 제외하고는 조절되지 않으며, 일반적으로 pH 범위는 8 내지 9이다.
[표 1]
Figure kpo00009
1 모니터상 감소된 유량 1ft/초 ; 다른 모든 경우는 2ft/초.
2 Mn++는 MnO2에 의해 제공되며 아미노알킬렌포스폰산 유도체는 디에틸렌트리아민펜타메틸렌 포스폰산이다 ; 중량비=1 : 23 ; 생성물은 33% 활성이다.
Betz 2020TM은 Betz Laboratories, Inc,에서 시판하는 AA/HAA공중합체의 수용액이다.
[표 2]
Figure kpo00010
1 모니터상 감소된 유량 1ft/초.
2 Mn++는 MnO2에 의해 제공되며 아미노알킬렌포스폰산 유도체는 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산이다 ; 중량비=1 : 23 ; 생성물은 33% 활성이다.
PAA는 30% 활성이며 Alco에서 시판된다.
[표 3]
Figure kpo00011
1 모니터상 감소된 유량 1ft/초.
2 Mn++는 MnO2에 의해 제공되며 아미노알킬렌포스폰산 유도체는 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산이다 ; 중량비=1 : 23 ; 생성물은 33% 활성이다.
DE-1000은 개질된 AA/HAA공중합체의 수용액이며 Betz에서 시판한다.
[표 4]
Figure kpo00012
1 모니터상 감소된 유량 1ft/초.
2 Mn++는 MnO2에 의해 제공되며 아미노알킬렌포스폰산 유도체는 디에틸렌트리아민펜타메틸렌 포스폰산이다 ; 중량비=1 : 23 ; 생성물은 33% 활성이다.
N-8301은 NALCO8301TM으로서 NalCo Chemical Company에서 시판하는 인산 칼슘 분산제이다.
3 내지 4회 반복적으로 시행한다.
[표 5]
Figure kpo00013
1 모니터상 감소된 유량 1ft/ ; 초.
2 1/2 Betz 2020 및 1/2 DE-1000.
3 Mn++는 MnO2에 의해 제공되며 아미노알킬렌포스폰산 유도체는 디에틸렌트리아민펜타메틸렌포스폰산이다 ; 중량비=1 : 23 ; 생성물은 33% 활성이다.
Betz 2020TMBetz Laboratories, Inc.에서 시판하는 AA/HAA 공중합체의 수용액이다. DE-1000은 Betz에서 시판하는 개질된 AA/HAA공중합체의 수용액이다.
[표 6]
Figure kpo00014

Claims (12)

  1. 아크릴산으로부터 유도된 잔기와 저급 알킬 하이드록시아크릴레이트로부터 유도된 잔기를 갖는 수용성 공중합체 및 유기 아미노알킬렌포스폰산 유도체 또는 이의 염과 수성 계에 망간 이온을 제공할 수 있는 망간 화합물과의 혼합물을 포함하며 pH가 7 내지 9인 수성 계를 처리하기에 적합한 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 공중합체가 일반식(Ⅰ)의 공중합체인 조성물.
    Figure kpo00015
    상기식에서, R은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬 그룹이고 ; R1은 OH, OM(여기에서, M은 수용성 양이온이다), NH2이고 ; R2는 탄소수 2 내지 6의 저급 알킬 그룹(OH 치환체가 알킬 그룹의 탄소원자중의 어느 하나에 결합될 수 있다)이고 ; R3은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬 그룹이다.
  3. 제2항에 있어서, R은 수소 또는 CH3이고 ; R1은 OM이고 ; R2OH는 CH2CHOHCH3이고 ; R3은 수소인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 수성 계의 pH가 8 내지 9인 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 공중합체의 분자량이 500 내지 1,000,000이고, 공중합체의 저급 알킬 하이드록실아크릴레이트-유도된 잔기에 대한 아크릴산-유도된 잔기의 몰비가 34 : 1 내지 1 : 4인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 혼합물에 대한 공중합체의 중량비가 7 : 1 내지 0.01 : 1의 범위내인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 유기 아미노알킬렌포스폰산 유도체의 알킬렌 라디칼 성분이 하기 일반식으로 표시되는 조성물.
    Figure kpo00016
    상기식에서, X 및 Y는 독립적으로 수소, 하이드록실, 카복실, 포스폰산, 산 라디칼의 염 및 탄소수 1 내지 12의 탄화수소 라디칼의 염이고 ; n은 1 내지 3이고 ; 단, n이 1보다 클 경우, 각각의 X 및 Y는 탄소원자에 존재하는 X 또는 Y와 동일하거나 상이할 수 있다.
  8. 제1항에 있어서, 유기 아미노알킬렌포스폰산 유도체가 일반식(Ⅱ)를 갖는 조성물.
    Figure kpo00017
    상기식에서, 치환체 A, B, C, D, E 및 F는 독립적으로 수소,
    Figure kpo00018
    2-하이드록시-3-(트리알킬암모늄 할라이드)프로필 및 2-하이드록시프로필설폰산 그룹 및 산 라디칼의 염이고; X 및 Y는 독립적으로 수소, 하이드록실, 카복실, 산 라디칼의 포스폰산염 및 탄소수 1 내지 12의 탄화수소 라디칼의 포스폰산 염이고; n은 1 내지 3이며; 단, n이 1보다 클 경우 각각의 X 및 Y는 탄소원자에 존재하는 X 또는 Y와 동일하거나 상이할 수 있으며; X' 및 Y'는 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸 라디칼이고; n'는 2 또는 3이고; m 및 m'는 각각 0 내지 2,500이며; 단, 아민 수소의 약 50% 이상은 본 명세서에서 이미 정의한 바와같은 인-함유 그룹에 의해 치환되고 ; R4는 직쇄, 측쇄, 사이클릭, 헤테로사이클릭, 치환된 헤테로사이클릭, 또는 융합된 환 형 구조일 수 있는 탄화수소 잔기이며, 단, m는 m'가 1이상인 경우, E 및 F 치환체는 다른 질소원자의 치환체와 동일하거나 상이할 수 있으며, R4는 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 망간 이온이 킬레이트 형태로 존재하는 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 망간 화합물이 MnO, MnO2·H2O, KMnO4, Mn(CH3COO)2·4H2O 또는 이의 혼합물인 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항중의 어느 한 항에서 정의한 바와같은 조성물을 수성 계에 가함을 포함하여, 수성계중에서 금속의 부식과 금속상에서 스케일의 형성을 억제하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 조성물이 공중합체 2ppm 이상, 망간 이온 0.05ppm 이상 및 아미노알킬렌포스폰산 유도체 1ppm 이상을 수성 계에 제공하는 방법.
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