SK139498A3 - Use of aspartic acid-containing polymers in cooling circuits with added biocides - Google Patents

Use of aspartic acid-containing polymers in cooling circuits with added biocides Download PDF

Info

Publication number
SK139498A3
SK139498A3 SK1394-98A SK139498A SK139498A3 SK 139498 A3 SK139498 A3 SK 139498A3 SK 139498 A SK139498 A SK 139498A SK 139498 A3 SK139498 A3 SK 139498A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
acid
use according
water
organic polymers
polymers
Prior art date
Application number
SK1394-98A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Hater
Anja Friedrich
Michael Schlag
Original Assignee
Henkel Kgaa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel Kgaa filed Critical Henkel Kgaa
Publication of SK139498A3 publication Critical patent/SK139498A3/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Description

Použitie biologicky odbúrateľných organických polymérov
Oblasť techniky f
Vynález sa týka oblasti kondicionovania chladiacej vody pre vodné chladiace systémy. Pod kondicionovaním sa pritom bude rozumieť predovšetkým zmiernenie korozívnych účinkov vodnej fázy a jej stabilizácia proti tvorbe usadenín, usadzovaniu látok, spôsobujúcich tvrdosť vody, a tvorbe biologických nánosov. Vynález je vhodný tak pre otvorené, ako aj pre uzavreté chladiace systémy a týka sa rovnako prietokových chladiacich systémov, ako aj okruhových chladiacich systémov. Je koncipovaný najmä pre otvorené okruhové chladiace systémy. Pretože u týchto chladiaci účinok spočíva v odparovaní vody, tieto sú v dôsledku s tým spojeného koncentrovania sa látok, ktoré voda obsahuje, zvlášť náchylné na tvorbu anorganických a organických nánosov alebo usadenín.
Doterajší stav techniky
Dôležitými zložkami na kondicionovanie chladiacej vody sú stabilizátory tvrdosti vody, dispergátory, inhibítory korózie a biocídy. Ako stabilizátory tvrdosti vody sú napríklad známe: anorganické polyfosforečnany, kyseliny fosfónové, kyseliny aminometylénfosfónové, estery kyseliny fosforečnej, fosfónkarboxylové kyseliny, ako aj polykarboxylové kyseliny, napríklad typu čiastočne zmydelnených polyakrylamidov alebo polymérov, resp. kopolymérov kyseliny akrylovej a/alebo kyseliny metakrylovej. Posledne uvedené polykarboxylové kyseliny môžu prevziať aj funkciu dispergačných prostriedkov, t.j. stabilizujú mikrodispe'rzne rozdelené častice tuhých látok proti sedimentácii a tvorbe kalu. Okrem už uvedených čiastočne hydrolyzovaných polyakrylamidov a polymérov, resp. kopolymérov kyseliny akrylovej a/alebo kyseliny metakrylovej sa ako dispergačné prostriedky môžu použiť: polystyrolsulfonáty, polyvinylsulfonáty, kvaternárne zlúčeniny amónia, nezmydelnené polyakrylamidy a polyalkylénglykoly. Ako mikrobiocídy sa popri látkach, ktoré pôsobia jedovato na mikroorganizmy, používajú aj také látky, ktorých smrtiaci účinok na zárodky spočíva v ich oxidačnom potenciáli. Oxidačné pôsobiace
-2mikrobiocídy majú nevýhodu, že ich účinnosť sa stratí, keď zoxidujú iné látky a tým sa spotrebujú. Táto nevýhoda, ktorá sa dá vyrovnať spojitým alebo nárazovým dodatočným dávkovaním, sa však ukáže byť výhodou, keď sa chladiaca voda ako celok, alebo čiastočne vypustí z chladiaceho systému. Pretože sa oxidačné pôsobiace mikrobiocídy rýchlo spotrebujú, spravidla sú neúčinné, keď sa chladiaca voda, do ktorej sa pridali, dostane do životného prostredia. Takýmito oxidačné pôsobiacimi mikrobiocídmi sú napríklad ozón, chlór, bróm, oxid chloričitý, chlórnany, brómnany alebo peroxid vodíka.
Ako stabilizátory tvrdosti vody a/alebo dispergátory použité fosfororganické zlúčeniny alebo organické polyméry vykazujú spravidla nevýhodu, že nie sú biologicky odbúrateľné. Táto chýbajúca odbúrateľnosť je výhodou, pokiaľ sa tieto kondicionovacie prostriedky nachádzajú v chladiacom okruhu. Biologická stálosť sa však potom stane nevýhodou, keď sa chladiace médium čiastočne alebo úplne vypusti a s čistením alebo bez čistenia odpadových vôd sa vypustí do životného prostredia. Preto existuje potreba stabilizátorov tvrdosti vody a/alebo dispergátorov, ktoré vykazujú dostatočnú biologickú odbúrateľnosť, takže sa dajú rýchlo biologicky odbúrať najneskôr vtedy, keď sa chladiaca voda, do ktorej boli pridané, vypustí z chladiaceho systému.
V novšej dobe boli opísané biologicky odbúrateľné, na kondicionovanie vody použiteľné polyméry. Napríklad WO 94/01476 opisuje očkované kopolymerizáty nenasýtených monomérov a cukrov, spôsob ich prípravy a ich použitie. Tam opísané polyméry pozostávajú z očkovaných kopolymerizátov z monosacharidov, disacharidov a oligosacharidov, ich reakčných produktov a ich derivátov a zo zmesi monomérov, ktorá sa dá získať radikálnou kopolymerizáciou očkovaním zmesi monomérov zo 1) 45 až 96 % hmotn. najmenej jednej monoetylénicky nenasýtenej C3.io-monokarboxylovej kyseliny, 2) 4 až 55 % hmotn. najmenej jedného monoméru, obsahujúceho skupiny monoetylénicky nenasýtenej kyseliny sulfónovej, esteru monoetylénicky nenasýtenej kyseliny sírovej a/alebo vinylfosfónovej, 3) 0 až 30 % hmotn. najmenej jednej vo vode rozpustnej, monoetylénicky nenasýtenej zlúčeniny, ktorá je modifikovaná 2 až 50 mol alkylénoxidu na mol, 4) 0 až 45 % hmotn. najmenej jedného ďalšieho vo vode rozpustného, radikálne polymerizovateľného monoméru, 5) 0 až 30 % hmotn. iných, vo vode málo rozpustných, resp.
-3nerozpustných, radikálne polymerizovateľných monomérov, ktoré v súčte z 1) až 5) dávajú 100 %, pričom namiesto kyselín'sa môžu použiť aj ich soli s jednomocnými katiónmi v prítomnosti mono-, di a oligosacharidov, ich reakčných produktov a derivátov alebo ich zmesi, pričom obsah týchto sacharidových zložiek v celej zmesi je 5 až 60 % hmotn..
DE-A-43 00 772 taktiež opisuje biologicky odbúrateľné kopolyméry, spôsob ich prípravy a ich použitie. Pri tom ide o polyméry z 1) 10 až 70 % hmotn. monoetylénicky nenasýtených C4.8-dikarboxylových kyselín, 2) 20 až 85 % hmotn. monoetylénicky nenasýtených C3-io-monokarboxylových kyselín, 3) 1 až 50 % hmotn. mononenasýtených monomérov, ktoré sa po hydrolýze alebo zmydelnení môžu premeniť na monomérne jednotky s jednou alebo viacerými hydroxylovými skupinami, kovalentne viazanými na C-C reťazec, a 4) 0 až 10 % hmotn. ďalších radikálne kopolymerizovateľných monomérov, pričom súčet z 1) až 4) dáva 100 % hmotn. a namiesto kyselín sa môžu použiť aj ich soli s jednomocnými katiónmi.
Biologicky odbúrateľné, na kondicionovanie vody vhodné polyméry možno nájsť aj medzi prirodzene sa vyskytujúcimi polymérmi a ich derivátmi, vybranými z polysacharidov, polyglykozidov, polyglukozidov, oxidovanej celulózy, oxidovaného škrobu, oxidovaného dextrínu, proteínov.
Ako biologicky odbúrateľné polyméry, ktoré sa dajú použiť pri úprave vody ako dispergačné prostriedky alebo ako prostriedky na inhibovanie tvorby vodného kameňa, sa ďalej navrhli kyseliny polyasparágové a polyméry, obsahujúce kyselinu asparágovú. Napríklad WO 94/19409 opisuje prípravu a použitie vo vode rozpustných solí kyseliny beta-polyasparágovej, t.j. kyseliny polyasparágovej, v ktorej sú monoméry viacnásobne viazané beta-väzbami. Stredná molová hmotnosť je v oblasti medzi asi 1000 a asi 5000. Z WO 92/16462 ďalej'vyplýva, že taká kyselina polyasparágové, ktorá sa pripraví hydrolýzou anhydridu kyseliny asparágovej, je vhodná na zabránenie vápenatouhličitanovému a vápenatofosforečnanovému vodnému kameňu. Ďalšie údaje k syntéze kyseliny alfa- a betapolyasparágovej sa dajú zistiť v US-A-5 057 597. Pritom sa monomérna aminokyselina v časticovej forme vo fluidizovanom lôžku zahreje na najmenej 180 °C a tak dlho sa udržiava pri teplote medzi 180 a 250 °C, kým sa za odštiepenia vody nedosiahne požadovaný stupeň polymerizácie na anhydrid kyseliny
-4asparágovej. Anhydrid kyseliny polyasparágovej sa potom hydrolyzuje, s výhodou alkalický. Alternatívnu cestu prípravy opisuje WO 93/23452, po čom sa nechá kyselina maleínová zreagovať s nadbytkom amoniaku pri teplotách v oblasti od 200 do 300 °C na kyselinu polyasparágovú. Reakciou so zásadou sa dá táto kyselina premeniť na jej soli.
WO 94/01486 opisuje modifikované kyseliny polyasparágové, ktoré sa dajú použiť napríklad ako prostriedky na úpravu vody, ako aj spôsob ich prípravy. Tieto modifikované kyseliny polyasparágové sa získajú polykondenzáciou 1 až 99,9 % mol. kyseliny asparágovej s 99 až 0,1 % mol. mastných kyselín, viacsýtnych karboxylových kyselín, jednosýtnych polyhydroxykarboxylových kyselín, alkoholov, amínov, alkoxylovaných alkoholov a amínov, aminocukrov, uhľohydrátov, cukrových karboxylových kyselín a/alebo neproteinogénnych aminokarboxylových kyselín. Ďalej sa dajú modifikované kyseliny polyasparágové pripraviť polymerizáciou monoetylénicky nenasýtených monomérov v prítomnosti kyselín polyasparágových na spôsob radikálne iniciovanej kopolymerizácie očkovaním. Doplňujúco k tomu WO 94/20563 opisuje spôsob prípravy reakčných produktov z imidov kyseliny 1 ' ' I * ” j polyasparágovej a aminokyselín, ako aj reakčných produktov z imidov kyseliny polyasparágovej s alkanolamínmi alebo aminovanými etoxylátmi vyšších alifatických alkoholov. Aj takéto reakčné produkty sú vhodné ako inhibítory tvorby vodného kameňa a ako dispergačné prostriedky.
Ďalšie polyméry a kopolyméry kyseliny asparágovej, prípadne v spojení s ďalšími aminokyselinami, sú napríklad opísané vo WO 92/17194, WO 94/03527, WO 94/21710, ako aj v DE-A-43 08 426. WO 94/19288 opisuje použitie kyseliny polyasparágovej a veľkého počtu ďalších produktov na zabránenie usadeninám v ( t , stavebnom odvodňovacom systéme, napríklad v tuneloch, štôlňach, priehradových múroch, hrádzach a podobne. Podľa poznatkov EP-A-672 625 sa získajú zlepšené prostriedky na úpravu vody, keď sa použije kyselina polyasparágové alebo jej derivát v spojení s kyselinou fosfónovou. Pritom je hmotnostný pomer kyseliny polyasparágovej, resp. jej derivátu, ku kyseline fosfónovej s výhodou v oblasti od 90 : 10 do 10 : 90. Ako výhodná kyselina polyasparágové sa používa kyselina betapolyasparágová s molekulovou hmotnosťou od 1000 do 10000.
-5Hoci vzhľadom na vyššie citovanú literatúru je. použitie biologicky odbúrateľných polymérov, ako napríklad kyseliny polyasparágovej alebo iných polymérov, obsahujúcich kyselinu asparágovú, na úpravu vody všeobecne známe, použitie týchto biologicky odbúrateľných látok je prinajmenšom v otvorených
I chladiacich systémoch problematické: Dá sa očakávať, že tieto látky sa rýchlo odbúrajú v samotnom chladiacom okruhu, takže ich účinok sa rýchlo stratí a ich použitie bude nehospodárne. Tento vynález si kladie za úlohu tieto polyméry stabilizovať proti biologickému odbúraniu v chladiacom systéme bez toho, aby sa zabraňovalo ich odbúraniu po opustení chladiaceho systému. Doterajšia literatúra neobsahuje žiadny poukaz na to, že by sa takéto produkty mohli použiť spolu s biocídne pôsobiacimi oxidačnými prostriedkami v chladiacich okruhoch. Takáto možnosť použitia sa zdá byť otáznou, pretože sa dá očakávať, že oxidačné prostriedky budú reagovať s polymérmi a dezaktivovať ich. Vynález si naproti tomu ďalej kladie za úlohu pripraviť kombináciu biologicky odbúrateľných polymérov a biocídne pôsobiacich oxidačných prostriedkov, ktorá sa dá použiť na kondicionovanie vôdy v< chladiacich okruhoch a ktorá pri podmienkach použitia 1 ‘ ' ,· t vykazuje dostatočne dlhú dobu pôsobenia.
Podstata vynálezu
Predmetom vynálezu je použitie biologicky odbúrateľných organických polymérov so strednou molovou hmotnosťou nad 500 vo vodných chladiacich systémoch, kde vodná fáza chladiacich systémov obsahuje dodatočne 0,05 až 5 mg/1 oxidačného prostriedku, ktorý má kladnejší štandardný redoxný potenciál než kyslík.
Štandardné redoxné potenciály, označované aj ako normálne potenciály, predstavujú všeobecne známe termodynamické pojmy, ktoré sú opísané v učebniciach všeobecnej alebo fyzikálnej chémie. Uveďme napríklad kapitolu 11 učebnice: H. R. Christen Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie, vydavateľstvo Sauerländer-Salle, 1973. Táto učebnica obsahuje na stranách 692 až 697 zoznam rôznych normálnych potenciálov, ako ich možno nájsť aj v mnohých
-6ďalších učebniciach a tabuľkách. Veľkosť štandardného redoxného potenciálu sa obyčajne udáva vo voltoch.
Na účel podľa tohto vynálezu sa s výhodou použijú oxidačné prostriedky so štandardným redoxným potenciálom väčším než 0,4 voltu. Tento oxidačný prostriedok sa s výhodou zvolí z peroxidu vodíka, chlóru, brómu, oxidu chloričitého, chlórnanov, brómnanov a ozónu. Pretože medzi týmito chemikáliami a vodou môžu prebiehať acidobázické a/alebo disproporcionačné reakcie, budeme pod vyššie uvedenými oxidačnými prostriedkami rozumieť aj ich reakčné produkty s vodou.
Biologická odbúrateľnosť sa dá merať rôznymi spôsobmi. Na stanovenie biologickej odbúrateľnosti sa dá napríklad použiť modifikovaný STURM-test (OECDnávod č. 301 B), pri ktorom sa meria množstvo oxidu uhličitého, vznikajúceho počas odbúravania. Alternatívne sa dá použiť modifikovaný MITI-test (OECD-návod č. 301 na testovanie chemikálií), pri ktorom sa meria množstvo kyslíka, spotrebovaného počas odbúravania. V zmysle tohto vynálezu sa polyméry budú považovať za biologicky odbúrateľné, ak sa po testovacej dobe 28 dní bude pozorovať odbúranie väčšie než 50 %. '.
1
V zmysle tohto vynálezu použiteľné, biologicky odbúrateľné polyméry sa môžu napríklad vybrať z
a) očkovaných kopolymerizátov z monosacharidov, disacharidov a oligosacharidov, ich reakčných produktov a ich derivátov a zmesi monomérov, ziskateľnej radikálnou kopolymerizáciou očkovaním zmesi monomérov z 1) 45 až 96 % hmotn. najmenej jednej monoetylénicky nenasýtenej C3.i0-monokarboxylovej kyseliny, 2) 4 až 55 % hmotn. najmenej jedného monoméru, obsahujúceho skupiny monoetylénicky nenasýtenej kyseliny sulfónovej, esteru monoetylénicky nenasýtenej kyseliny sírovej a/alebo vinylfosfónovej, 3) 0 áž 30 % hmotn. najmenej jednej vo vode rozpustnej, monoetylénicky nenasýtenej zlúčeniny, ktorá je modifikovaná 2 až 50 mol alkylénoxidu na mol, 4) 0 až 45 % hmotn. najmenej jedného ďalšieho vo vode rozpustného, radikálne polymerizovateľného monoméru, 5) 0 až 30 % hmotn. iných, vo vode málo rozpustných, resp. nerozpustných, radikálne polymerizovateľných monomérov, ktoré v súčte z 1) až 5) dávajú 100 %, pričom namiesto kyselín sa môžu použiť aj ich solí s jednomocnými katiónmi v prítomnosti mono-, di a
-Ί oligosacharidov, ich reakčných produktov a derivátov alebo ich.zmesi, pričom obsah týchto sacharidových zložiek v celej zmesi je 5 až 60 % hmotn.,
b) polymérov z 1) 10 až 70 % hmotn. monoetylénicky nenasýtených C4-8dikarboxylových kyselín, 2) 20 až 85 % hmotn. monoetylénicky nenasýtených C3.10i monokarboxylových kyselín, 3) 1 až 50 % hmotn. mononenasýtených monomérov, ktoré sa po hydrolýze alebo zmydelnení môžu premeniť na monomérne jednotky s jednou alebo viacerými hydroxylovými skupinami, kovalentne viazanými na C-C reťazec, a 4) 0 až 10 % hmotn. ďalších, radikálne kopolymerizovateľných monomérov, pričom súčet z 1) až 4) dáva 100 % hmotn. a pričom sa namiesto kyselín môžu použiť aj ich soli s jednomocnými katiónmi,
c) prirodzene sa vyskytujúcich polymérov a ich derivátov, vybraných z polysacharidov, polyglykozidov, polyglukozidov, oxidovanej celulózy, oxidovaného škrobu, oxidovaného dextrínu, proteínov,
d) organických polymérov, ktoré prinajmenšom z 80 % mol. pozostávajú z kyseliny asparágovej.
Očkované kopolymerizáty skupiny a) šú bližšie opísané vo WO 94/01476, r : \. · ’ ktorý sa sem výslovne zahrnuje ako odkaz. Podľa tohto odkazu sa s výhodou použijú: ako monoméry 1) kyselina akrylová a/alebo kyselina metakrylová, ich alkalické, amónne a/alebo amínové soli, ako monoméry skupiny 2) kyselina alylsulfónová, kyselina metalylsulfónová, kyselina akrylamidometylpropánsulfónová, kyselina vinylsulfónová, sulfátoetyl(met)akrylát, kyselina vinylfosfónová a/alebo soli týchto kyselín s jednomocnými katiónmi, ako zložky 3) alylalkohol alebo estery nenasýtených karboxylových kyselín, ako kyselina akrylová alebo metakrylová, ktorých alkoholová zložka je modifikovaná alkylénoxidom, ako zložka 4) molekulovú hmotnosť zvyšujúce monoméry, ako aj tieto s viacnásobne monoetylénicky nenasýtenými dvojitými väzbami alebo s etylénicky nenasýtenou dvojitou väzbou a jednou ďalšou funkčnou, sieťujúco pôsobiacou skupinou. Uskutočnenie tejto polymerizácie je podrobnejšie opísané v uvedenej literatúre WO 94/01476.
V zmysle tohto vynálezu ďalej použiteľné polyméry skupiny b) sú podrobnejšie opísané v DE-A-43 00 772, ktorého obsah je sem výslovne zahrnutý odkazom. Zložky týchto polymérov sa s výhodou vyberú z 1) kyseliny maleínovej, kyseliny itakónovej a kyseliny fumarovej, resp. ich solí, 2) kyseliny akrylovej alebo
-8metakrylovej, resp. ich solí, a 3) vinylacetátu, vinylpropianátu a/alebo metylvinyléteru.
Výhodne sa ako organické polyméry môžu použiť čisté kyseliny polyasparágové alebo kopolyméry, obsahujúce kyselinu asparágovú, aké sú uvedené napríklad v literatúre, uvedenej v úvode. Pri tom je výhodné, keď organické polyméry pozostávajú z najmenej 95 % mol., s výhodou z najmenej 98 % mol. a najmä zo 100 % mol. kyseliny asparágovej. Stredná molová hmotnosť, ktorá sa dá určiť napríklad podľa v úvode citovaného WO 94/19409 gélovou chromatografiou, je s výhodou v oblasti od asi 1000 do asi 5000. Pritom je kyselina polyasparágová, resp. podiel kyseliny polyasparágovej v organickom polymére s výhodou z najmenej 50 % a najmä z najmenej 70 % v takzvanej beta-forme. Rozdiel medzi alfa- a betaväzbou je v US-A-5 057 597, citovanom v úvode, znázornený pomocou vzorcov. Rozlíšenie spočíva v tom, či sa chemická väzba k susednému monoméru uskutoční v alfa- alebo beta-polohe k polykondenzáciou vytvoreným amidovým funkčným skupinám.
Koncentrácia organických pôlymérov vo vodnej fáze vodných chladiacich ' , < . », · . · systémov sa s výhodou nastaví tak, aby bola v rozsahu od asi 1 do asi 50 mg/l a najmä v oblasti medzi asi 5 a asi 20 mg/l. Pritom môže optimálna východisková koncentrácia závisieť od stupňa čistoty použitej chladiacej vody. Odborník preto východiskové množstvo experimentálne prispôsobí príslušnej kvalite vody.
Bežne a v zmysle tohto vynálezu sa uprednostňuje, aby vodná fáza vodných chladiacich systémov obsahovala naviac ďalšie zložky, ktoré môžu pôsobiť inhibične na koróziu a tvorbu vodného kameňa alebo dispergačne. Napríklad uveďme: 1 až 10 mg/l zinočnatých iónov, 1 až 200 mg/l monomérnych alebo oligomérnych molybdénahových iónov, organické fosforečnany v takej koncentrácii, aby obsah fosforu, počítaný ako fosforečnan, bol v rozsahu 1 až 20 mg/l fosforečnanu, monomérne, oligomérne alebo polymérne anorganické fosforečnany v takej koncentrácii, aby obsah fosforu, počítaný ako fosforečnan, bol v rozsahu 1 až 20 mg/l fosforečnanu, ako aj inhibítory farebných kovov, ako napríklad triazoly. Ako ďalšie ochranné zložky proti korózii môže vodná fáza obsahovať známe účinné látky, ako napríklad alkanolamíny, najmä trietanolamín, boritany, siričitany, sorbitol, kyselinu askorbovú, hydrochinón, hydroxylamíny, ako najmä N,N-dietylhydroxyl-9amín, dusitany, dusičnany a kremičitany. Ako ďalšie prísady s inhibičným účinkom proti korózii a/alebo dispergačným účinkom sa môžu použiť: fosfátové estery, estery kyseliny polyfosforečnej, aminofosforečnany, kyseliny aminometylénfosforečné, Nobsahujúce fosforečnany, najmä kyseliny aminoalkylénfosfónové, kyseliny fosfónkarboxylové, amid kyseliny jantárovej, glukonáty, kyseliny polyoxykarboxylové a ich kopolyméry, tanínové deriváty, lignínsulfonáty, sulfónované kondenzačné produkty naftalénu s formaldehydom, polyakryláty, polymetakrylátpolyakrylamidy, kopolyméry kyseliny akrylovej, resp. kyseliny metakrylovej a akrylamidu, homo- a kopolyméry kyseliny akrylovej, obsahujúce kyselinu fosfínovú, a akrylamidu, oligomérne zlúčeniny kyseliny fosfinojantárovej, sulfometylované alebo sulfoetylované polyakrylamidy a kopolyméry, resp. terpolyméry s kyselinou akrylovou a estery kyseliny maleínovej, N-butylakrylamid a jeho kopolyméry, kyselina akrylamidopropiónsulfónová a jej kopolyméry, polyméry a kopolyméry anhydridu kyseliny maleínovej, fosfínalkylované akrylamidové polyméry a kopolyméry s kyselinou akrylovou, kyselina citrónová, éterkarboxyláty alebo oxidované uhľohydráty.
Aby sa dosiahla optimálna ochrana proti korózii, vo vodnej fáze vodných chladiacich systémov sa s výhodou nastaví pH hodnota v oblasti od asi 7 do asi 9. Dávkovanie biocídne účinkujúcich oxidačných prostriedkov do chladiaceho systému sa môže uskutočňovať spojito alebo s výhodou nespojito vo forme nárazovej úpravy.
Ako sme uviedli v úvode, pri vodných chladiacich systémoch môže ísť o prietokové systémy alebo o otvorené alebo uzatvorené okruhové systémy. Vynález je zvlášť koncipovaný na použitie v otvorených okruhových systémoch, pretože je najmä vhodný na pôsobenie proti problémom tvorby vodného kameňa, tvorby usadenín a/alébo biologického znečistenia, ktoré v takýchto systémoch nastávajú.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Na preskúmanie stálosti kyseliny polyasparágovej v prítomnosti rôznych oxidačných prostriedkov, o ktorých je známe, že pôsobia biocídne, sa preskúmal inhibičný účinok kyseliny polyasparágovej na tvorbu vodného kameňa v prítomnosti oxidačného prostriedku ako funkcia času. Ako kyselina polyasparágová sa zvolil
-10výrobok Donlar GS 12-30 firmy Donlar Corporation, 6502 S. Archer Ave., Bedford Park, IL 60501-9998, USA. Tento polymér má molovú hmotnosť, určenú gólovou chromatografiou, asi 3000 a vykazuje pomer alfa- k beta-väzbám asi 30 : 70. Tento polymér sa použil s dávkovaním 10 mg/l do vody, ktorej pH hodnota sa zriedeným sodným lúhom alebo zriedenou kyselinou sírovou nastavila na pH 8,5. K tomu sa pridalo vždy 0,4 mg/l oxidačného prostriedku, pričom v oddelených pokusoch sa ako oxidačný prostriedok vždy použili: a) chlórnan sodný, b) oxid chloričitý, c) peroxid vodíka, d) zmes chlórnanu sodného a brómnanu sodného v hmotnostnom pomere 1:1.
Hneď po pridaní oxidačného prostriedku a potom vždy po polhodine až do celkovej testovacej doby 4 hodín sa preskúmal inhibičný účinok zmesi kyselina polyasparágová/oxidačný prostriedok na tvorbu vodného kameňa. Preskúmanie účinnosti sa uskutočnilo nasledujúcim spôsobom: Pripravila sa testovacia voda, ktorá obsahovala 5,4 mmol/l vápenatých iónov a 1,8 mmol/l horečnatých iónov. K testovacej vode sa najprv pridala zmes kyselina polyasparágová/oxidačný prostriedok a potom 20 mmol/l hydrogénuhličitanu sodného'. Testovácí roztok sa i · · . ' .
perístaltickým čerpadlom čerpal rýchlosťou 0,5 l/h cez špirálu skleného chladiča, vo vonkajšom priestore ktorého cirkulovala voda s teplotou 80 °C. Po skúšobnej dobe 2 hodín sa sklený chladič vyprázdnil a vzniknuté usadeniny sa oddelili kyselinou soľnou. V tomto roztoku kyseliny soľnej sa titračne stanovil obsah iónov látok, spôsobujúcich tvrdosť vody. Inhibičný účinok skúšobnej zmesi na tvorbu vodného kameňa je tým lepší, čím menej iónov látok, spôsobujúcich tvrdosť vody, roztok kyseliny soľnej obsahuje. Za okamih skúšky sa považoval vždy začiatok 2-hodinovej skúšky.
Tieto pokusy ukázali, že pri použití chlórnanu sodného, oxidu chloričitého alebo peroxidu vodíka v skúšobnej dobe 4 hodín sa nedal zistiť žiadny merateľný pokles inhibičného účinku na tvorbu vodného kameňa. Pri použití zmesi d) sa po 4 hodinách zachovalo ešte asi 95 % východiskovej účinnosti.
Podobným spôsobom sa skúmala stabilita voči chlóru ďalších dvoch biologicky odbúrateľných polymérov: aniónovo modifikovaného očkovaného kopolyméru (výrobok W 70280 podľa DE-A-42 21 381, dodávateľ: firma Stockhausen, Nemecko) a terpolyméru kyselina akrylová-kyselina maleinová-11 vinylalkohol (výrobok W 71409 podľa DE-A-43 00 772, dodávateľ: firma Stockhausen, Nemecko). Prvý polymér sa rozpustil vo vode v koncentrácii 5 ppm, druhý v koncentrácii 15 ppm a pH hodnota sa nastavila na 8,5. Roztoky sa rozdelili. Vždy k jednému čiastočnému roztoku sa pridalo 0,4 mg/l chlóru. Po 4 hodinách sa skúmal inhibičný účinok týchto roztokov na tvorbu vodného kameňa pomocou predtým opísanej testovacej metódy. Pritom sa nezistil žiadny rozdiel v inhibičnom účinku na tvorbu vodného kameňa medzi vždy chlórovaným a nechlórovaným roztokom. Polyméry sú teda voči chlóru stabilné.
Správanie, čo sa týka odbúravania kyseliny polyasparágovej, bez a s dávkovaním oxidačného prostriedku (chlórnan sodný) sa sledovalo jeden mesiac na chladiacej veži. Pritom sa pridalo denne medzi 20 a 50 mg/l kyseliny polyasparágovej a vždy pred ďalším pridaním sa určil skutočný obsah kyseliny polyasparágovej v chladiacom okruhu. Analytické stanovenie sa pritom uskutočnilo tak, že kyselina polyasparágová sa vyzrážala z roztoku, pufrovaného citrátom sodným, katiónovým tenzidom (Hyamin 1622, Rohm & Haas). Tým vzniklo zäkalenie, ktoré sa stanovilo fotometrický a porovnalo sa s kalibračnou krivkou. .
Počas prvých dvoch týždňov pokusu skutočne zistené množstvá kyseliny polyasparágovej napriek dodatočnému dávkovaniu spojito klesali a boli v rozsahu medzi asi 11 a asi 2 mg/l. Po 2 týždňoch sa popri pokračovaní denného dodatočného dávkovania 30 až 40 mg/l kyseliny polyasparágovej pridávalo naviac 0,2 mg/l chlóru vo forme chlórnanu sodného. Nato stúpol obsah stanoviteľnej kyseliny polyasparágovej v chladiacom okruhu v priebehu 2 dní na asi 20 mg/l a zostal na tejto hodnote počas zvyšnej doby pokusu. Odbúravanie kyseliny polyasparágovej v chladiacom okruhu sa teda dodatočným dávkovaním chlórnanu sodného významne zníži. ‘ ·

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY .
    1. Použitie biologicky odbúrateľných organických polymérov so strednou molovou hmotnosťou nad 500, ktoré vykazujú biologickú odbúrateľnosť väčšiu než 50 % po testovacej dobe 28 dní, vo vodných chladiacich systémoch, kde vodná fáza chladiacich systémov obsahuje naviac 0,05 až 5 mg/l oxidačného prostriedku s kladnejším štandardným redoxným potenciálom než kyslík.
  2. 2. Použitie podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že organické polyméry sú zvolené z:
    a) očkovaných kopolymerizátov z monosacharidov, disacharidov a oligosacharidov, ich reakčných produktov a ich derivátov a zmesi monomérov, získateľnej radikálnou kopolymerizáciou očkovaním zmesi monomérov zo 1) 45 až 96 % hmotn. najmenej jednej monoetylénicky nenasýtenej C3-io-monokarboxylovej kyseliny, 2) 4 až 55 % hmotn. najmenej jedného monoméru, obsahujúceho skupiny monoetylénicky nenasýtenej kyáelihy sulfónovej, esteru monoetylénicky nenasýtenej kyseliny sírovej a/alebo vinylfosfónovej, 3) 0 až 30 % hmotn. najmenej jednej vo vode rozpustnej, monoetylénicky nenasýtenej zlúčeniny, ktorá je modifikovaná 2 až 50 molmi alkylénoxidu na mol, 4) 0 až 45 % hmotn. najmenej jedného ďalšieho vo vode rozpustného, radikálne polymerizovatefného monoméru, 5) 0 až 30 % hmotn. iných, vo vode málo rozpustných, resp. nerozpustných, radikálne polymerizovateľných monomérov, ktoré v súčte z 1) až 5) dávajú 100 %, pričom namiesto kyselín sa môžu použiť aj ich soli s jednomocnými katiónmi v prítomnosti mono-, di a oligosacharidov, ich reakčných produktov a derivátov alebo ich zmesi, pričom obsah ’ t týchto sacharidových zložiek v celej zmesi je 5 až 60 % hmotn.,
    b) polymérov z 1) 10 až 70 % hmotn. monoetylénicky nenasýtených C4-sdikarboxylových kyselín, 2) 20 až 85 % hmotn. monoetylénicky nenasýtených C3.i0monokarboxylových kyselín, 3) 1 až 50 % hmotn. mononenasýtených monomérov, ktoré sa po hydrolýze alebo zmydelnení môžu premeniť na monomérne jednotky s jednou alebo viacerými hydroxylovýmí skupinami, kovalentne viazanými na C-C reťazec, a 4) 0 až 10 % hmotn. ďalších, radikálne kopolymerizovateľných
    -13monomérov, pričom súčet z 1) až 4) dáva 100 % hmotn. a. pričom sa namiesto kyselín môžu použiť aj ich soli s jednomocnými katiónmi,
    c) prirodzene sa vyskytujúcich polymérov a ich derivátov, vybraných z polysacharidov, polyglykozidov, polyglukozidov, oxidovanej celulózy, oxidovaného škrobu, oxidovaného dextrínu, proteínov, '
    d) organických polymérov, ktoré prinajmenšom z 80 % mol. pozostávajú z kyseliny asparágovej.
  3. 3. Použitie podľa jedného alebo oboch nárokov 1 a 2, vyznačujúce sa tým, že štandardný redoxný potenciál oxidačného prostriedku je väčší než 0,4 voltu.
  4. 4. Použitie podľa jedného alebo viacerých z nárokov 1 až 3, vyznačujú c e sa t ý m, že oxidačný prostriedok sa zvolí z peroxidu vodíka, chlóru, brómu, oxidu chloričitého, chlórnanov, brómnanov a ozónu, alebo z ich reakčných i
    produktov s vodou. '
  5. 5. Použitie podľa jedného alebo viacerých z nárokov 1 až 4, vyznačujú c e sa t ý m, že sa použijú organické polyméry skupiny d), ktoré pozostávajú najmenej z 95 % mol. z kyseliny asparágovej.
  6. 6. Použitie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že tieto organické polyméry vykazujú strednú molovú hmotnosť v oblasti 1000 až 5000.
  7. 7. Použitie podľa jedného alebo oboch nárokov 5 a 6, vyzná čuj úc e sa t ý m, že prinajmenšom 50 % podielu kyseliny polyasparágovej v organických polyméroch je v β-forme.
  8. 8. Použitie podľa jedného alebo viacerých z nárokov 1 až 7, vyznačujú c e s a t ý m, že koncentrácia organických polymérov vo vodnej fáze vodných chladiacich systémov je v oblasti 1 až 50 mg/l.
    - 149. Použitie podľa nároku 8, v y z n a č u j ú c e sa t.ý m, že koncentrácia organických polymérov vo vodnej fáze vodných chladiacich systémov je v oblasti 5 až 20 mg/l.
  9. 10. Použitie podľa jedného alebo viacerých z nárokov 1 až 9, vyznačujú c e sa t ý m, že vodná fáza vodných chladiacich systémov naviac obsahuje jednu alebo viaceré z nasledujúcich zložiek: 1 až 10 mg/l zinočnatých iónov, 1 až 200 mg/l monomérnych alebo oligomérnych molybdénanových iónov, organické fosforečnany v takej koncentrácii, aby obsah fosforu, počítaný ako fosforečnan, bol v rozsahu 1 až 20 mg/l fosforečnanu, monomérne, oligomérne alebo polymérne anorganické fosforečnany v takej koncentrácii, aby obsah fosforu, počítaný ako fosforečnan, bol v rozsahu 1 až 20 mg/l fosforečnanu, alkanolamíny, boritany, siričitany, sorbitol, kyselinu askorbovú, hydrochinon, hydroxylamíny, dusitany, dusičnany, kremičitany, monomérne, oligomérne alebo polymérne karboxylové kyseliny s chelatačným účinkom, ich amidy alebo estery, tanínové deriváty, ligriínsulfonáty, sulfónované kondenzačné produkty naftalénu s formaldehydom a/alebo inhibítory farebných kovov.
  10. 11. Použitie podľa jedného alebo viacerých z nárokov 1 až 10, vyznačujú c e sa t ý m, že vodná fáza vodných chladiacich systémov vykazuje pH hodnotu v oblasti 7 až 9.
  11. 12. Použitie podľa jedného alebo viacerých z nárokov 1 až 11,vyznačujú c e sa t ý m, že pri chladiacich systémoch ide o otvorené okruhové systémy.
SK1394-98A 1996-04-12 1997-04-04 Use of aspartic acid-containing polymers in cooling circuits with added biocides SK139498A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19614565A DE19614565A1 (de) 1996-04-12 1996-04-12 Verwendung von Asparaginsäure-haltigen Polymeren in mit Bioziden versetzten Kühlkreisläufen
PCT/EP1997/001690 WO1997039078A1 (de) 1996-04-12 1997-04-04 Verwendung von asparaginsäure-haltigen polymeren in mit bioziden versetzten kühlkreisläufen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK139498A3 true SK139498A3 (en) 1999-04-13

Family

ID=7791139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1394-98A SK139498A3 (en) 1996-04-12 1997-04-04 Use of aspartic acid-containing polymers in cooling circuits with added biocides

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0892838B1 (sk)
AT (1) ATE202593T1 (sk)
AU (1) AU2383697A (sk)
BG (1) BG102828A (sk)
CA (1) CA2252044A1 (sk)
CZ (1) CZ290664B6 (sk)
DE (2) DE19614565A1 (sk)
ES (1) ES2160344T3 (sk)
HU (1) HU224064B1 (sk)
PL (1) PL188818B1 (sk)
SK (1) SK139498A3 (sk)
TR (1) TR199802040T2 (sk)
WO (1) WO1997039078A1 (sk)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19721346A1 (de) * 1997-05-22 1998-11-26 Henkel Kgaa Verwendung von Asparaginsäure-haltigen Polymeren zusammen mit Hydroxycarbonsäuren zur Korrosionsinhibierung in Kühlkreisläufen
DE19834226C1 (de) * 1998-07-29 2000-02-10 Excor Korrosionsforschung Gmbh Dampfphasen-Korrosionsinhibitoren, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE19837068A1 (de) * 1998-08-17 2000-02-24 Bayer Ag Mittel zur Wasserbehandlung
DE10228628A1 (de) 2002-06-26 2004-01-22 Stockhausen Gmbh & Co. Kg Copolymerisate zur Vermeidung von Ablagerungen in wasserführenden Systemen, deren Herstellung und Verwendung
RU2008126444A (ru) 2005-12-02 2010-01-10 Басф Се (De) Химическая композиция, применимая в качестве ингибитора коррозии
CA2956455C (en) 2014-08-08 2021-01-26 Nch Corporation Composition and method for treating white rust
US11104587B2 (en) 2016-04-14 2021-08-31 Nch Corporation System and method for automated control, feed, delivery verification, and inventory management of corrosion and scale treatment products for water systems
US11085118B2 (en) 2016-04-14 2021-08-10 Nch Corporation Composition and method for inhibiting corrosion and scale
US10351453B2 (en) 2016-04-14 2019-07-16 Nch Corporation Composition and method for inhibiting corrosion

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL297360A (sk) * 1962-09-04
DE4221381C1 (de) * 1992-07-02 1994-02-10 Stockhausen Chem Fab Gmbh Pfropf-Copolymerisate von ungesättigten Monomeren und Zuckern, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE4221875A1 (de) * 1992-07-03 1994-01-05 Basf Ag Modifizierte Polyasparaginsäuren, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE4300772C2 (de) * 1993-01-14 1997-03-27 Stockhausen Chem Fab Gmbh Wasserlösliche, biologisch abbaubare Copolymere auf Basis von ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE59406871D1 (de) * 1993-02-17 1998-10-15 Wegmueller Marcel Christian Verfahren zur verhinderung von ablagerungen in einem bauwerksentwässerungssystem
DE4408478A1 (de) * 1994-03-14 1995-09-21 Bayer Ag Mittel zur Wasserbehandlung

Also Published As

Publication number Publication date
CA2252044A1 (en) 1997-10-23
EP0892838B1 (de) 2001-06-27
TR199802040T2 (xx) 1999-01-18
AU2383697A (en) 1997-11-07
WO1997039078A1 (de) 1997-10-23
DE59703910D1 (de) 2001-08-02
ES2160344T3 (es) 2001-11-01
HUP9903607A3 (en) 2003-07-28
ATE202593T1 (de) 2001-07-15
HU224064B1 (hu) 2005-05-30
PL188818B1 (pl) 2005-04-29
HUP9903607A2 (hu) 2000-04-28
CZ327498A3 (cs) 1999-03-17
CZ290664B6 (cs) 2002-09-11
BG102828A (en) 1999-08-31
DE19614565A1 (de) 1997-10-16
EP0892838A1 (de) 1999-01-27
PL329242A1 (en) 1999-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5525257A (en) Composition for water treatment containing polyaspartic acidora derivative thereof and a polcarboxylic acid and methods of using the composition
US4659793A (en) Preparation of aqueous solutions of copolymers of dicarboxylic acids having a low dicarboxylic acid monomer content
EP1346957B1 (en) Multifonctional calcium carbonate and calcium phospate scale inhibitor
JPS60220197A (ja) スケールおよび腐食抑制剤用のカルボキシル/スルホン/第四級アンモニウムポリマー
EP0526786B1 (en) Method for inhibiting corrosion of iron and mild steel in contact with industrial waters by using hydroxamic acid containing polymers as corrosion inhibitors
JPS5881494A (ja) 水処理剤組成物
EP0353817B1 (en) Method for controlling scale deposition in aqueous systems using allyl sulfonate maleic anhydride polymers
JP4146230B2 (ja) ホスフェート安定化組成物
SK139498A3 (en) Use of aspartic acid-containing polymers in cooling circuits with added biocides
US6986852B2 (en) Process for conditioning standing and flowing water systems
US4707271A (en) Stabilization of iron in aqueous systems
JPS63258697A (ja) 水系における金属類のスケ−ル抑制を兼ねた腐食防止剤
JP4859158B2 (ja) 水処理組成物
JP2003082479A (ja) 防食剤及び方法
EP1088794A2 (en) Polymers containing styrene and unsaturated polycarboxylates as monomers for high stressed water treatment application
EP1487884B1 (en) &#34;poly-beta-carboxyacrylamide polymer, use thereof and process for preparing the same&#34;
JPH01299700A (ja) 水系における金属類の腐食及びスケールの同時防止剤
EP0309049A1 (en) Method for controlling calcium carbonate scaling in high PH aqueous systems using carboxylic/sulfonic polymers
US4728436A (en) Anionic polymers containing 3-acrylamido-3-methylbutanoic acid as scale inhibitors for preventing or reducing calcium phosphate and other scales
JPS62298554A (ja) ジカルボン酸モノ−(2−ヒドロキシドデシル)−エステルおよびその塩、並びにその用途
Liu et al. Linear-dendritic block copolymer containing fluorescent groups: an effective and environmentally benign inhibitor for calcium carbonate
JP3169505B2 (ja) 金属防食剤および金属防食方法
JPH10121272A (ja) 金属防食剤及び金属防食方法
CN115784473A (zh) 一种具有荧光示踪功能的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法和用途
JP2001254191A (ja) 防食剤