KR930004191B1 - 부식 및 스케일 방지용 수처리제 조성물 - Google Patents

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내용 없음.

Description

부식 및 스케일 방지용 수처리제 조성물

본 발명은 부식 및 스케일 방지용 수처리제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다음 일반식(I)로 표시되는 폴리아크릴레이트 아크릴아미드계 공중합체 화합물을 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 새로운 수처리제 조성물에 관한 것이다.

상기 식에서, n과 m은 서로 같거나 다른 것으로서, 각각 5 내지 1,000의 정수이고, R¹및 R⁶는 서로 같거나 다른 것으로서, 각각 수소원자, 알킬기 또는 히드록시기를 나타내며, R²와 R는 서로같거나 다른 것으로서, 각각 수소원자 또는 C₁-C₂알킬기를 나타내며, R⁴는 수소원자 또는 C₁-C₅의 알킬기를 나타내며, R⁵는 C₁-C₁₀의 알킬기 또는 C₈-C₁₀의 알알킬기(Aralkyl)를 나타내며, X, Y는 수소원자, 1가 금속원자 또는 N(R⁷)₂(여기에서, R⁷은 서로 같거나 다른 것으로서 수소원자, C₁-C₅의 알킬기 또는 C₁-C₅의 히드록시 알킬기)를 나타낸다.

열교환기등과 같이 냉각수 또는 보일러수가 필요한 각종 산업용 설비에 있어서, 냉각수계나 보일러수계등이 물과 접촉하게 되는 금속면, 특히 열전달면이 부식되거나 스케일이 생성되어 원활한 순환시스템에 커다란 장애가 되고 있다.

그중에서도 개방순환식 냉각수계에서는, 자원절약이나 에너지절약의 측면에서 냉각수가 그 수계밖으로 배수됨을 방지하거나 고농축 운전을 시행하게 되는데, 이때 용해된 염류가 고농축되어서 열전달면등의 부식성이 증가되고, 아울러, 칼슘염, 마그네슘염 등으로 인한 스케일이 발생하게 된다.

따라서, 이러한 부식이나 스케일방지를 위한 수계의 수처리제 조성물로서, 종래에는 말레인산계 중합체와 몰리브덴산염을 사용하거나, 아크릴아미드계 중합체와 아연염 또는 말레인산계와 아크릴아미드계 중합체를 사용하는 방법등이 알려져 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수처리제 조성물들은 그 방식효과나 스케일방지 효과에 있어서 다소 차이가 있기는 하지만 만족할만한 성과를 기대할 수 없었으며, 특히 이들 조성물들을 개방순환 냉각수계에 사용할 경우, 고농축 운전을 하게되면 수계에 용해된 염류가 농축되는 것을 완전히 방지할 수가 없어서 일정시간 동안 순환시시스템을 운전한 후에는 용해된 염류가 농축되어 부식이나 스케일을 완전하게 방지할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 몰리브덴산염 및 아연염등과 같은 중금속에 지나치게 의존할 경우에는 사용상의 안정성이나 공해유발등으로 인하여 많은 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 수처리제 조성물의 제결점을 완전히 개선시켜서 뛰어난 방식효과와 스케일방지를 나타내면서 사용이 간편하고 안전한 새로운 수처리제 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 부식 및 스케일 방지용 수처리제 조성물에 있어서, 다음 일반식(I)로 표시되는 폴리아크릴레이트 아크릴아미드계 공중합 화합물이 0.1 내지 50중량% 함유되어 있고, 히드록시 에틸리딘 디포스포네이트 0.5∼30중량%와 포스포노부탄 트리카르복실산 0.5∼30중량%와 포스포노 히드록시 아세트산 0.5∼30중량%중 하나 이상이함유되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리제 조성물인 것이다.

상기 식에서, n과 m은 서로 같거나 다른 것으로서, 각각 5 내지 1,000의 정수이고, R¹와 R⁶는 서로 같거나 다른 것으로서, 각각 수소원자, 알킬기 또는 히드록시기를 나타내며, R²와 R³는 서로같거나 다른 것으로서, 각각 수소원자 또는 C₁-C₂의 알킬기를 나타내며, R⁴는 수소원자 또는 C₁-C₅의 알킬기를 나타내며, R⁵는 C₁-C₁₀의 알킬기 또는 C₈-C₁₀의 알알킬기(Aralkyl)를 나타내며, X, Y는 수소원자, 1가 금속원자 또는 N-(R⁷)₂(여기에서, R⁷은 서로 같거나 다른 것으로서 수소원자, C₁-C₅의 알킬기 또는 C₁-C₅의 히드록시 알킬기)를 나타낸다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 수처리제 조성물은 상기 일반식(I)의 화합물 0.1∼50중량%를 포함하고 필요에 따라 히드록시에틸리딘 디포스포네이트와 포스포노부탄트리카르복실산과 포스포노히드록시아세트산중의 어느 하나 이상을 함유하고 있으며, 그외에 물을 비롯하여 인산 화합물과 트리아졸 화합물등 기타 공지의 부식방지제 또는 이들의 혼합물로 구성되어진다.

본 발명에서 사용될 수 있는 상기 일반식(I)로 표시되는 폴리아크릴레이트아크릴아미드계 화합물로서는 알킬기 또는 히드록시기를 가진 것을 사용할 수가 있는데, 이러한 폴리아크릴레이트아크릴아미드계 화합물은 수처리제 조성물 전체량을 기준으로 할 때 0.1 내지 50중량%, 바람직하게는 0.5 내지 40중량%로 사용하면 적당하다.

만일 상기 일반식(I) 화합물이 0.1중량% 이하가 되면 냉각수계에 스케일이 생길 가능성이 있고, 50중량%를 초과하면 경제성이 떨어진다. 또한, 본 발명에서는 필요에 따라 상기 일반식(I)의 화합물과 더불어 히드록시에틸리딘디포스포네이트 화합물이나, 포스포노부탄트리카르복실산, 또는 포스포노히드록시아세트산중의 어느 하나 이상을 사용할 수 있는데, 그중에서 히드록시에틸리딘디포스포네이트 화합물의 예를 들어 보면 모노소디움히드록시에틸리딘디포스포네이트, 디소디움히드록시에틸리딘디포스포네이트, 트리소디움히드록시에틸리딘디포스포네이트, 테트라소디움히드록시에틸리딘디포스페이트, 모노칼륨히드록시에틸리딘디포스페이트, 다칼륨히드록시에틸리딘디포스페이트, 트리칼륨히드록시에틸리딘디포스페이트, 테트라칼륨히드록시에틸리딘디포스포네이트등을 사용할 수가 있다.

또한 포스포노부탄트리카르복실산 화합물의 예를 들어보면, 모노소디움포스포노부탄트리카르복실레이트, 디소디움포스포노부탄트리카르복실레이트, 트리소디움포스포노부탄트리카르복실레이트, 테트라소디움포스포노부탄트리카르복실레이트, 모노칼륨포스포노부탄트리카르복실레이트, 디칼륨포스포노부탄트리카르복실레이트, 트리칼륨포스포노부탄트리카르복실레이트, 테트라칼륨포스포노부탄트리카르복실레이트 등을 사용할 수가 있다.

마지막으로, 포스포노히드록시아세트산 화합물의 예를 들어 보면 모노소디움포스포노히드록시아세테이트, 디소디움포스포노히드록시아세테이트, 트리소디움포스포노히드록시아세테이트, 테트라소디움포스포노히드록시아세테이트, 모노칼륨포스포노히드록시아세테이트, 디칼륨포스포노히드록시아세테이트, 트리칼륨포스포노히드록시아세테이트, 테트라칼륨포스포노히드록시아세테이트등을 사용할 수가 있다.

본 발명에 있어서, 히드록시에틸리딘포스포네이트와 포스포노부탄트리카르복실산과 포스포노히드록시아세트산 화합물은 수처리제 조성물 전체를 기준으로 할때 각각 0.5 내지 30중량%가 되도록 하는 것이 좋다.

만일, 히드록시에틸리딘디포스포네이트나 포스포노부탄트리카르복실산, 또는 포스포노히드록시아세트산 화합물의 사용량이 0.5중량% 미만이 되는 경우에는 칼슘염 또는 마그네슘염의 스케일이 생성되고, 30중량%를 초과해서는 침전이 생길 가능성이 있으므로 바람직하지 못하다.

본 발명에서는 또한 인산화합물을 물에 첨가 사용할 수 있는데, 인산화합물로는 인산 및 그의 염들로서, 예컨대 모노소디움하이드로겐포스페이트, 디소디움하이드로겐포스포네이트, 트리소디움포스페이트, 모노칼륨하이드로겐포스포네이트, 디칼륨하이드로겐포스포네이트, 트리칼륨포스포네이트, 소디움헥사메타포스페이트, 칼륨헥사메타포스페이트, 소디움트리폴리포스페이트, 칼륨트리폴리포스페이트, 소디움트리부틸포스페이트, 칼륨트리부틸포스페이트, 소디움피로포스페이트, 칼륨피로포스페이트 등을 사용할 수 있다.

이러한 인산화합물은 수처리제 전체 조성물을 기준으로하여 0.1 내지 30중량%이하로 되도록 하는 것이 좋은데, 만일 인산화합물이 0.1중량% 미만이면 효과가 거의 나타나지 않고 30중량%를 초과하게 되면 칼슘염 스케일이 발생될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수처리제 조성물에는 상기 이외에도 통상의 부식방지제를 첨가사용할 수가 있는데, 그 예로는 토릴트리아졸, 벤조트리아졸, 몰리브데이트, 벤조산염등을 사용할 수 있다.

이와 같이 조성되는 본 발명에 따른 수처리제 조성물은 수계의 부식방지와 스케일방지를 위해 효과적으로 사용될 수 있는바, 그 사용대상이 되는 수계로서는 개방 또는 밀폐 순환식 냉각수계, 일과식 냉각수계, 보일러수계, 지열수계 등 일반적으로 부식이나 스케일 장애가 발생하는 수계에 있으며, 특히 개방순환 냉각수계와 같이 고농축 운전을 행하는 경우처럼, 용해된 염류가 고농축되어서 부식성으로 됨과 동시에 칼슘염 등 스케일이 발생하기 쉬운 계의 수처리제로 사용하기에 바람직하다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1∼4]

전열면적이 약 0.5m²인 열교환기를 가진 보유수량 200ℓ의 개방순환식 냉각수계에다, 공업용수에 순수 및 염류를 첨가한 물을 순환수 및 보급수로 첨가하고, 농축배수가 5배가 되도록 조정하면서 30일 동안 운전하였다.

이때, 다음 표 1과 같은 조성으로 이루어진 수처리제 조성물을 제조하여 상기 수계에다 용수 1ℓ당 100mg의 비율로 첨가하고 30일 경과후, 시험편의 최대 침식깊이(부식속도)와 스케일 부착정도를 측정하여 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

시험편은 개방순환식 냉각수계의 경우, 열교환기류와 배관등으로 많이 사용되고 있는 냉간 압연강판의 1종(SPCI)을 본 실험에 사용하였으며, 순환수의 수질은 pH8.7, 도전율 1,000μ/Ω,M-알칼리도 200mg/ℓ, 칼슘경도 300mg/ℓ, 마그네슘경도 150mg/ℓ, 염화물이온 150mg/ℓ, 황산이온 7.6mg/ℓ이었고, 순환수의 입구온도는 30℃, 출구온도는 40℃로 하면서 유속을 0.13m/sec로 하였다.

[비교예 1∼4]

다음 표 2에 나타낸 바와 같은 조성으로 이루어진 수처리제 조성물을 제조하고, 역시 상기 실시예 1∼4와 동일한 방법으로 실험하여, 그때의 최대침식깊이(부식속도)와 스케일 부착정도를 측정하여 다음 표 3에 비교하여 나타내었다.

[표 1]

* 일반식(I)의 화합물은

n=24,

m=18,

R¹,R²,R³,R⁶=H,

R⁴=CH₃,

R⁵=-CH₂-CH₂-,

X,Y=Na 또는 K인 경우이다.

[표 2]

* 일반식(I)의 화합물은

n=24,

m=18,

R¹,R²,R³,R⁶=H,

R⁴=CH₃,

R⁵=-CH₂-CH₂-,

X,Y=Na 또는 K인 경우이다.

[표 3]

* 부식속도는 최대침식 깊이이다.

Claims (1)

1. 부식 및 스케일 방지용 수처리제 조성물에 있어서, 다음 일반식(I)로 표시되는 폴리아크릴레이트 아크릴아미드계 공중합 화합물이 0.1 내지 50중량% 함유되어 있고, 히드록시 에틸리딘 디포스포네이트 0.5∼30중량%와 포스포노부탄 트리카르복실산 0.5∼30중량%와 포스포노히드록시 아세트산 0.5∼30중량%중 하나 이상이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 수처리제 조성물.

   상기 식에서, n과 m은 서로 같거나 다른 것으로서, 각각 5 내지 1,000의 정수이고, R¹와 R⁶는 서로 같거나 다른 것으로서, 각각 수소원자, 알킬기 또는 히드록시기를 나타내며, R²와 R³는 서로같거나 다른 것으로서, 각각 수소원자 또는 C₁-C₂알킬기를 나타내며, R⁴는 수소원자 또는 C₁-C₅의 알킬기를 나타내며, R⁵는 C₁-C₁₀의 알킬기 또는 C₈-C₁₀의 알알킬기(Aralkyl)를 나타내며, X, Y는 수소원자, 1가 금속원자 또는 N-(R⁷)₂(여기에서, R⁷은 서로 같거나 다른 것으로서 수소원자, C₁-C₅의 알킬기 또는 C₁-C₅의 히드록시 알킬기)를 나타낸다.