專利名稱:改進緩蝕劑在工業(yè)冷卻水中性能的方法
本發(fā)明是一種防止pH至少為8的工業(yè)冷卻硬水腐蝕的方法，該方法所用的組合物包含能在含水的堿性環(huán)境中緩蝕的水溶性有機膦酸鹽和丙烯酸與某些取代的丙烯酰胺(如叔-丁基丙烯酰胺)的共聚物或三元共聚物。
“膦酸鹽”這一術(shù)語指的是含一個或一個以上-PO3H2基的有機物質(zhì)及其鹽。對于本發(fā)明特別有用的膦酸鹽包括1-羥基-1，1-乙烷二膦酸(HEDP)，2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸(PBTC)，氨基-三亞甲基膦酸(AMP)以及它們的鹽。列舉的聚合物、膦酸鹽和組合物的濃度、用量和(或)范圍均指有效成分。
腐蝕是在金屬氧化成各自的離子和(或)不溶的鹽時發(fā)生的。例如，金屬鐵的腐蝕就是鐵轉(zhuǎn)化成+2或+3氧化態(tài)的可溶鐵或不溶的氧化鐵和氫氧化鐵。腐蝕還具有雙重性，它表現(xiàn)在一方面有一部分金屬表面被除去，另一方面又由于生成不溶的鹽而有淀積物聚積。失去金屬使裝置的結(jié)構(gòu)完整性降低，最后會在水系統(tǒng)與作業(yè)流之間發(fā)生泄漏。
已知鐵在充氧水中的腐蝕是由下面成對的電化學過程引起的
防止金屬被充氧水腐蝕的典型方法是在金屬表面形成保護性阻擋層。這種阻擋層阻止氧與金屬表面接觸使金屬氧化。一種化學添加劑要起到緩蝕劑的作用就要便于使該過程發(fā)生，使生成不透氧的阻擋層并能保持。通過與陰極或陽極半電池反應的相互作用便能做到這一點。
緩蝕劑能與陽極反應1起相互作用使所得的Fe+2生成不透氧阻擋層，防止進一步腐蝕。要實現(xiàn)這一點，緩蝕劑化合物中應包括這樣一些成分能直接與Fe+2起反應使其沉淀的成分;能促進Fe+2氧化為典型的難溶的Fe+3化合物的成分;或有助于生成不溶的Fe+3化合物的成分。
緩蝕劑起作用的另一方法是使氧在腐蝕陰極還原。反應2代表腐蝕過程中氧被還原的半電池。該反應的產(chǎn)物是羥基(OH-)離子。由于有羥基生成，受到以氧為媒介的腐蝕作用的金屬表面的pH一般比周圍介質(zhì)高得多。許多化合物在pH值高的情況下溶解度降低。這些化合物能在腐蝕陰極沉淀，如果沉淀的形式是不透氧而且是不導電的，這些化合物就起到有效的緩蝕劑的作用。
緩蝕劑是通過創(chuàng)造一種能使腐蝕過程在金屬表面引起抑制性反應的環(huán)境而起作用的。要使緩蝕劑組合物有效地作用，組合物的組分不應在疏松介質(zhì)條件下沉淀。文獻中已有過大量關(guān)于通過動態(tài)抑制而有效地防止這種沉淀的緩蝕劑的敘述。其中一例是美國專利第3，880，765號，該專利介紹了用聚合物防止碳酸鈣沉淀的方法。
美國專利第4，303，568號敘述了將無機磷酸鹽和膦酸鹽與臨界緩蝕劑(threshold inhibitor)一起使用以控制充氧水引起的腐蝕。美國專利第4，443，340號進一步研究了這種方法，它指出在有溶解鐵的情況下僅含無機磷酸鹽和聚合物型緩蝕劑的組合物也能很好地起作用。
為達到緩蝕的目的，既要采用緩蝕劑又要改變介質(zhì)的化學性質(zhì)。美國專利第4，547，540號介紹的一種緩蝕方法是依靠在高pH和高堿度的條件下進行操作。由于該方法不必采用無機磷酸鹽，所得的產(chǎn)物從對環(huán)境的影響的觀點來看是更合乎要求的。
本發(fā)明描述含有一系列獨特的聚合物、膦酸鹽和供選用的芳香吡咯的膦酸鹽緩蝕化合物。采用這些聚合物大大地改善了緩蝕劑的性能。
美國專利第4，566，973號討論了本發(fā)明的共聚物用作水垢抑制劑的問題。一般這些化合物是含叔丁基丙烯酰胺單元和別的共聚用單體的共聚物。我們發(fā)現(xiàn)這些化合物是有效的膦酸鈣緩蝕劑，而且可作為含膦酸鹽的緩蝕劑化合物的有效組分。
本發(fā)明是一種改進膦酸鹽緩蝕劑在pH至少為8的硬水系統(tǒng)中的性能的方法，即在該硬水系統(tǒng)中投配5～50ppm包含下列物質(zhì)的組合物Ⅰ，一種能在含水的堿性環(huán)境中緩蝕的水溶性有機膦酸鹽，和Ⅱ，一種水溶性非交聯(lián)無規(guī)聚合物，該聚合物的組成為每100份(重量)聚合單體中含50～90份(重量)丙烯酸和10～50份(重量)取代的丙烯酰胺，所述聚合物的重均分子量約為1，000～50，000，丙烯酸和取代的丙烯酰胺的聚合單元的定義可用下面的化學式表示
式中m約為10～700，n約為0.1～350，受分子量限制，R和R1各選自氫和甲基;
X選自氫、鈉、鉀、鈣、銨和鎂部分;
R2和R3各選自氫和總共含1～8個碳原子的取代基和未取代基，其中R2和(或)R3上的取代基系選自烷基、芳基和酮基，其條件是R2和(或)R3不是氫;
組合物中聚合物與膦酸鹽的重量比為0.2/1～2/1。
一般說來，任何能在堿性體系中起緩蝕作用的水溶性膦酸鹽都可用于本發(fā)明。可參看美國專利第4，303，568號，該專利列舉了許多有代表性的膦酸鹽，其公開的內(nèi)容在此加以引述。
有機膦酸化合物是那些具有碳-磷鍵的，即
在上述范圍內(nèi)的化合物一般屬于下列通式表示的三種類型之一
式中R為約含1～6個碳原子的低級烷基，如甲基、乙基、丁基、丙基、異丙基、戊基、異戊基和己基;含1～6個碳原子的取代的低級烷基，如羥基和氨基取代的烷基;單環(huán)芳基，如苯基、苯等;取代的(如羥基、氨基取代的)單環(huán)芳族化合物、低級烷基取代的芳族化合物(如芐基膦酸);M為水溶性陽離子，如鈉、鉀、胺、鋰等或氫。
該化學式所包括的化合物的具體例子有甲基膦酸CH3PO3H2乙基膦酸CH3CH2PO3H22-羥乙基膦酸
2-氨乙基膦酸
異丙基膦酸
苯膦酸C6H5-PO3H2芐基膦酸C6H5CH2PO3H2
式中R1為約含1～12個碳原子的亞烷基或約含1～12個碳原子的取代的亞烷基，如羥基、氨基等取代的亞烷基，M的定義同前。
上述化學式所包括的具體的典型化合物及其化學式如下
亞甲基二膦酸H2O3P-CH2-PO3H2亞乙基二膦酸H2O3P-CH(CH3)PO3H2異亞丙基二膦酸(CH3)2C(PO3H2)21-羥基，亞乙基二膦酸(HEDP)
六亞甲基二膦酸H2O3P-CH2(CH2)4CH2-PO3H2三亞甲基二膦酸H2O3P-(CH2)3-PO3H2十亞甲基二膦酸H2O3P-(CH2)10-PO3H21-羥基，亞丙基二膦酸H2O3PC(OH)CH2(CH3)PO3H21，6-二羥基，1，6-二甲基，六亞甲基二膦酸H2O3PC(CH3)(OH)(CH2)4C(CH3)(OH)PO3H2二羥基，二乙基亞乙基二膦酸H2O3PC(OH)(C2H5)C(OH)(C2H5)PO3H2
式中R2為約含1～4個碳原子的低級亞烷基，或氨基或羥基取代的低級亞烷基;R3為[R2-PO3M2]H，OH，氨基，取代的氨基，含1～6個碳原子的烷基，含1～6個碳原子的取代的烷基(如OH、NH2取代的)，單環(huán)芳基和取代的單環(huán)芳基(如OH、NH2取代的);R4為R3或用下面的化學式表示的基團
式中R5和R6各為氫，約含1～6個碳原子的低級烷基，取代的低級烷基(如OH、NH2取代的)，氫，羥基，氨基，取代的氨基，單環(huán)芳基和取代的單環(huán)芳基(如OH和氨基取代的);R7為R5、R6或R2-PO3M2基(R2的定義同上);n為1～約15之中的一個數(shù);Y為約1～約14之中的一個數(shù);M的定義同前。
上述化學式所包括的典型化合物或其化學式如下
次氮基-三(亞甲基膦酸)N(CH2PO3H2)3亞氨基-二(亞甲基膦酸)NH(CH2PO3H2)2正丁基-氨基-二(甲基膦酸)C4H9N(CH2PO3H2)2癸基-氨基-二(甲基膦酸)C10H21N(CH2PO3H2)2三鈉-十五烷基-氨基-二甲基膦酸鹽C15H31N(CH2PO3HNa)(CH2PO3Na2)正丁基-氨基-二(乙基膦酸)C4H9N(CH2CH2PO3H2)2四鈉-正丁基-氨基-二(甲基膦酸鹽)C4H9N(CH2PO3Na2)2三銨-十四烷基-氨基-二(甲基膦酸鹽)C14H29N(CH2PO3(NH4)2)CH2PO3HNH4苯基-氨基-二(甲基膦酸)C6H5N(CH2PO3H2)24-羥基-苯基-氨基-二(甲基膦酸)HOC6H4N(CH2PO3H2)2苯基丙基氨基-二(甲基膦酸)C6H5(CH2)3N(CH2PO3H2)2四鈉苯基乙基氨基-二(甲基膦酸)C6H5(CH2)2N(CH2PO3Na2)2亞乙基二胺四(甲基膦酸)
(H2O3PCH2)2N(CH2)2N(CH2PO3H2)2三亞甲基二胺四(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)3N(CH2PO3H2)2七亞甲基二胺四(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)7N(CH2PO3H2)2十亞甲基二胺四(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)10N(CH2PO3H2)2十四亞甲基二胺四(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)14N(CH2PO3H2)2亞乙基二胺三(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)2NHCH2PO3H2亞乙基二胺二(甲基膦酸)H2O3PCH2)2NH(CH2)2NHCH2PO3H2n-己胺二(甲基膦酸)C6H13N(CH2PO3H2)2二亞乙基三胺五(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)2N(CH2PO3H2)-(CH2)2N(CH2PO3H2)2乙醇胺二(甲基膦酸)HO(CH2)2N(CH2PO3H2)2n-己基-氨基(異亞丙基膦酸)甲基膦酸C6H13N(C(CH3)2PO3H2)(CH2PO3H2)三羥甲基，甲基胺二(甲基膦酸)(HOCH2)3CN(CH2PO3H2)2三亞乙基四胺六(甲基膦酸)(H2O3PCH2)2N(CH2)2N(CH2PO3H2)(CH2)2N-
(CH2PO3H2)(CH2)2N(CH2PO3H2)2單乙醇，二亞乙基三胺三(甲基膦酸)HOCH2CH2N(CH2PO3H2)(CH2)2NH(CH2)2N-(CH2PO3H2)2氯亞乙基胺二(甲基膦酸)ClCH2CH2N((CH2PO(OH)2)2列舉上述化合物僅僅是為了達到舉例說明的目的，而并不是要全部列出適用于本發(fā)明范圍的化合物。
最好的膦酸鹽是下面兩種化合物A.2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸和B.1-羥乙烷-1，1-二膦酸。
雖然這些膦酸鹽都可各自與一種或多種聚合物一起使用，但使用膦酸鹽的混合物(如A與B的混合物)時效果更好。混合使用時A與B的重量比為0.5/1～4/1，較好的為0.5/1～2/1，最好為0.67/1左右。
除膦酸鹽外還可采用添加劑，如甲苯三唑。甲苯三唑?qū)τ跍p輕銅的腐蝕是有效的。
水溶性非交聯(lián)無規(guī)共聚物在美國專利第4，566，973號中有詳細的敘述，專利權(quán)人對其所作的具體敘述如下適用于這里的共聚物是含有用下面的結(jié)構(gòu)式表示的丙烯酸和取代的丙烯酰胺聚合單元的無規(guī)聚合物
式中m和n約為0.1～700范圍內(nèi)的數(shù)，m約在10～700范圍內(nèi)，n約在0.1～350范圍內(nèi)，受分子量限制;R和R1各選自氫和甲基;X為氫，堿金屬，堿土金屬或銨，特別是氫、鈉、鉀、鈣、銨和鎂;R2和R3各選自氫，總共含1～8個碳原子的烷基或取代的烷基，其條件是R2和R3不能都是氫，但其中之一(R2或R3)可以是氫。R2和R3基上的取代基包括烷基、芳基和酮基，但在優(yōu)先選用的具體方案中R2和R3各選自含1～8個碳原子的烷基和含1～8個碳原子的取代的烷基(含一個酮取代基)。R2和R3的具體例子包括叔丁基，異丙基、異丁基、甲基、2-(2，4，4-三甲基戊基)和2-(2-甲基-4-氧戊基)。
適用于此目的的丙烯酸一般是指含3～4個碳原子的單不飽和一元羧酸。這種酸的具體例子包括丙烯酸和甲基丙烯酸，最好是丙烯酸。這里所說的取代的丙烯酰胺一般是指那種其氮原子被含1～8個碳原子的烷基所取代的丙烯酰胺。
其它共聚用單體，只要它不會給所要求的性能帶來有害的影響，也可與丙烯酸和取代的丙烯酰胺一起使用。這類共聚用單體的例子包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺，丙烯腈，乙烯基酯等。
共聚用單體中的丙烯酸單元可以是酸的形式或中和的形式，在中和形式中，羧基的氫被堿金屬、堿土金屬或銨陽離子所取代，它取決于中和介質(zhì)。一般，共聚用單體可用強堿如氫氧化鈉中和，這時丙烯酸單元的羧基上的氫被鈉取代。用胺作中和劑時，氫被銨基取代。有用的共聚用單體包括未中和的、部分中和的和完全中和的三類。
單體聚合結(jié)果生成基本上是非交聯(lián)的無規(guī)共聚物，其分子量可用試差法進行調(diào)節(jié)。最好能獲得高產(chǎn)率的共聚物，即產(chǎn)率為共聚用單體的重量的50～99%左右。
上述類型的聚合物還可這樣改性，即在其結(jié)構(gòu)中引入含選自酰氨基、低級烷基酯和順丁烯二酸鹽等基團的非離子的或陽離子的極性基團的三聚用單體，其重量可達30%。
可用于聚合以生成三元聚合物的較好的單體的例子有丙烯酰胺，丙烯酸甲酯或乙酯，順丁烯二酸酐。其它可采用的極性單體的例子有乙烯基乙酸酯，丙烯腈，各種乙烯基甲酮，乙烯基醚等。下列化合物可作為這些單體的例子乙烯基吡咯烷酮、甲基乙烯基醚、甲基丙烯腈、烯丙醇、甲基丙烯酸甲酯、μ-二乙氨乙基甲基丙烯酸酯、乙烯基三甲基乙酸酯、異丁酸甲酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、N-乙烯基酰亞胺、N-乙烯基內(nèi)酰胺、二甘醇-二甲基丙烯酸酯、順丁烯二酸二烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、己二酸二烯丙酯等。
生成的聚合物的重均分子量可為約1，000～約50，000，最好約為2，000～30，000，是用含水凝膠滲透色譜法以分子量已知的聚苯乙烯作參比物質(zhì)而測得的。
用一般的KOH滴定法測得生成的共聚物的酸值為310～約740，相當于40～約95%重量分數(shù)的含COOH基的單體單元。最好聚合物含50%(重量)以上的游離羧基且酸值在390～約700的范圍內(nèi)。
下面表A所述為優(yōu)先選用的第1～12號聚合物組合物。
表A 聚合物質(zhì)聚合物組合物編號 M.W. 組成(摩爾%)1 (9300) AA/t-BAm(88∶12)2 (1200) AA/t-BAm(88∶12)3 (17700) AA/t-BAm(88∶12)4 (25900) AA/t-BAm(88∶12)5 (8900) AA/EA/t-BAm(86∶8∶6)6 (9400) AA/Am/t-BAm(84∶11∶5)＊7 (8200) AA/MAA/t-BAm(68∶19∶138 (13300)＊ AA/MAA/t-BAm(68∶19∶139 (14300)＊ AA/MAA/t-BAm(68∶19∶1310 (15700)＊ AA/MAA/t-BAm(68∶19∶1311 (15600) AA/MAA/t-BAm(68∶19∶1312 (23000) AA/MAA/t-BAm(68∶19∶13重均分子量即M.W.或Mw。
＊重均分子量系用含水凝膠滲透色譜法以四氫呋喃(THF)為洗脫液而測定的。
第1～4號聚合物組合物是丙烯酸和叔丁基丙烯酰胺(t-BAm)的未中和共聚物。第5號聚合物組合物、第6號聚合物組合物和第7～12號聚合物組合物都是三元共聚物，分別含丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酰胺(Am)和甲基丙烯酸(MAA)附加單體單元。
這些聚合物的一個顯著特點是具有叔-丁基丙烯酰胺單元。這種空間位阻的疏水丙烯酰胺基具有極好的抗水解性，因而該單元使聚合物具有優(yōu)異的特性。
由丙烯酸和叔-丁基丙烯酰胺所組成的共聚物含50～90%(重量)丙烯酸和10～50%(重量)叔-丁基丙烯酰胺。較好的是含丙烯酸70～90%(重量)，含叔-丁基丙烯酰胺10～30%(重量)。最好含丙烯酸80～90%(重量)，含叔-丁基丙烯酰胺10～20%(重量)。
三元共聚物的重量百分數(shù)組成范圍如下a.丙烯酸40～90，較好的是40～80，最好是60～80。
b.甲基丙烯酸5～30，較好的是10～30，最好是10～20。
c.叔-丁基丙烯酰胺5～50，較好的是10～30，最好是10～20。
水系統(tǒng)的配料用量要使前述組分Ⅰ和Ⅱ的重量占有效成分的5～50ppm，較好的是8～40ppm，最好是15～30ppm。
開始加入這些組分時用量取上限，有利于控制腐蝕并開始形成保護膜。大約一星期后用量可減少，一直減到最佳的保持用量為止。處理的系統(tǒng)是工業(yè)循環(huán)水和非循環(huán)冷卻水，這種水由于其天然性質(zhì)或經(jīng)過pH調(diào)節(jié)而使其pH至少達8。系統(tǒng)的pH宜在8～9.5的范圍內(nèi)，常在8.5～9.2的范圍內(nèi)。這些系統(tǒng)的特點是含至少10ppm的鈣離子，且會對與其接觸的黑色金屬和有色金屬產(chǎn)生腐蝕作用。
下面的實施例是本方案作用的典型配方。
實施例1將14克軟化水可加入玻璃或不銹鋼容器中，在攪拌下依次加入下列物質(zhì)的水溶液7克1-羥乙烷-1，1-二膦酸[60%(重量)]，12克2-膦酸?；⊥?1，2，4-三羧酸[50%(重量)]，15.3克丙烯酸/叔-丁基丙烯酰胺共聚物[49%(重量)]。
將混合物置冰浴中冷卻，然后在劇烈攪拌下將約22克50%(重量)氫氧化鈉水溶液慢慢加入溶液中使混合物堿化。加堿時溶液的溫度保持在130°F以下。用4.7克50%(重量)的甲苯三唑鈉溶液將pH調(diào)至13。最后加入足量的軟化水以獲得100克產(chǎn)物。移除冷卻浴并攪拌溶液直至其溫度達到室溫時為止。
將上述方法作簡單的改變便能很容易地使組成發(fā)生變化。例如，如果減少聚合物和氫氧化鈉的用量并增加最后的加水量，就會獲得含低級聚合物有效成分的組成。另一方面，聚合物和緩蝕劑也可分別加入。
在實驗室試驗中，硬性陽離子和堿度M用CaCO3或濃度循環(huán)(cycles of concentratian)表示。Fe+n列作Fe，列出的緩蝕劑(單體的或聚合物的)是指有效成分。在熱交換器沉積物的分析中，所有組分都列出化合物的化學元素或其酸形式的重量百分數(shù)。
用標準的熱“燒杯”試驗來，評定膦酸鹽緩蝕劑的性能(表B)。采用膦酸鈣抑制試驗的鈣和緩蝕劑儲液。此外制備Bayer PBS-AM和Dequest 2010儲液(1000ppm有效成分)。St.Louis，Missouri的Monsanto公司制造的Dequest-2010為羥亞乙基1，1-二膦酸(HEDP)(參看美國專利第3，959，168號)。PBS-AM是Bayer公司的2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸的商標。開始試驗時將400毫升蒸餾水加到保持60±2℃的帶夾套的燒杯中。加入儲液使最后得到的500毫升試驗液中含360ppmCa+2，10ppm緩蝕劑，5.6ppm Dequest和8ppm PBS-AM。然后用氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)至9.2。
在第1小時內(nèi)每隔15分鐘要人工調(diào)節(jié)試樣的pH一次，以后每隔1小時調(diào)節(jié)一次。4小時的試驗時間足以使這些沉淀反應穩(wěn)定化。最好使每種試驗溶液的一部分通過乙酸纖維素/硝酸纖維素微孔過濾器(HA型，0.45微米)。取等分的過濾試樣和未過濾試樣進行分光光度分析以測定膦酸鹽的總含量。為了研究顆粒大小的影響，另取一份試樣使之通過0.10微米微孔過濾器(VC型)。緩蝕百分率由下式確定緩蝕百分率＝ ([過濾的-空白])/([未過濾的-空白]) ×100表B 膦酸鈣的緩蝕作用10ppm聚合物有效成分5.6ppmDeqnest 2010和8ppm Bayer PBS-AM(有效成分)360ppm Ca(CaCO3)140°F/pH9.2/4小時聚合物組合物編號 M.W.H2O 緩蝕率%過濾器大小(微米)0.45 0.101 (9300) 82% 265 (8900) 74 246 (9400) 8 1311 (15600) 98 58Versa TL-4 (19000) 95 26
在膦酸鈣緩蝕試驗中研究了聚合物性能與沉淀顆粒大小的函數(shù)關(guān)系，結(jié)果列于表B中。
膦酸鈣“緩蝕”過程即是使顆粒的增長減少到最低程度。使垢粒保持非常小的尺寸和質(zhì)量，這最終是確定聚合物性能的關(guān)鍵因素。采用孔的平均大小分別為0.10微米和0.45微米的過濾器能很容易地觀察到聚合物性能的差別。第11號聚合物組合物(MW＝15，600)的綜合性能最好，它是唯一在采用0.10微米過濾器時仍具有良好的緩蝕作用的聚合物。Versa TL-4(磺化苯乙烯與順丁烯二酸的低分子量共聚物)和第1號、第5號聚合物組合物在用0.45微米過濾器時具有很好的緩蝕作用，但當過濾器孔徑降到0.10微米時其性能迅速降低。特別是第11號聚合物組合物在試驗臺上的試驗和中間冷卻塔試驗中都具有最好的綜合性能。
中間冷卻塔試驗是一種模擬工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的很多特點的動態(tài)試驗?？偟脑囼灧椒ㄔ贒.T.Reed和R.Nass的“評定冷卻水處理的小規(guī)模短期方法-是否值得？”一文(“第36屆國際水會議年會記錄”，Pittsburgh，Pennsylvania，Nov，4-6，1975)。
表C列出了總的操作條件。
表C中間冷卻塔試驗操作條件管編號 金屬＊/熱負荷(英熱量單位/平方英尺-小時)8 MS/15，000(頂部)7 SS/15，0006 MS/12，4005 Adm/5，0004 MS/5，0003 SS/12，4002 Adm/12，4001 SS/12，400(底部)補充水 合成＃3＊＊要求周期 4水槽體積/溫度＊＊＊ 50L/125°F保留時間指數(shù) 24小時流速 2gpmpH 9.2產(chǎn)物-高含量 200ppm產(chǎn)物-維持量 100ppm試驗時間 14天＊MS＝軟鋼 Adm＝海軍黃銅 SS＝306不銹鋼＊＊合成＃3含離子總量為90ppm Ca+2，50ppm Mg+2，90ppm Cl-，50ppm硫酸鹽，110ppm Na+和110～120ppm “M”堿度(CaCO3)＊＊＊回水溫度高出10°F。
如表D所示，第1、3、5、6、7和11號聚合物組合物是按照實施例1制備的并用來直接取代高pH標準配方中的VTL-4。用按照實施例1的方法制備但含有第1、6或11號聚合物組合物的一些配方進行的長期穩(wěn)定試驗(120°F/pH13)表明聚合物在3個月內(nèi)沒有水解。PCT沉積/腐蝕率列于下面的表D中。
表D熱交換管試驗結(jié)果聚合物 沉積(毫克/日) 腐蝕(mpy)(ppm有效成分) MS Adm SS MS Adm SS空白-無聚合物＊ 148 8 - 8.8 0.6 -第1號聚合物組合物 72 10 42 2.8 0.45 0.0(7.5)第3號聚合物組合物 30 2 37 1.3 0.0 -0.1(7.5)第5號聚合物組合物 76 15 49 2.9 0.35 0.0(7.5)第6號聚合物組合物 101 26 72 3.1 0.20 0.1(7.5)第7號聚合物組合物 57 10 94 1.3 0.05 0.0(7.5)
第11號聚合物組合物 21 3 15 1.3 0.25 0.1(7.5)第11號聚合物組合物 50 1 22 2.9 0.04 0.0(5)＊＊Versa TL-4 54 7 27 2.8 0.2 0.0(7.5)＊空白試驗是在回水溫度為110°F的情況下進行的。降低空白試驗條件的劇烈程度是必要的，這是由于在更高的溫度下會結(jié)垢過多。
＊＊兩次試驗的平均值發(fā)現(xiàn)在某些情況下加入少量甲苯三唑是可取的。
Hackh的化學辭典(第4版，第91頁，參看苯并三唑)對甲苯三唑作了說明，甲苯三唑可用作與水接觸的銅和銅合金表面的緩蝕劑，使用時用于該系統(tǒng)的量為1～20ppm(重量)。
權(quán)利要求
1.一種改進膦酸鹽緩蝕劑在pH至少為8的硬水系統(tǒng)中的性能的方法，該方法的特點是在該硬水系統(tǒng)中投配5～50ppm的包含下列物質(zhì)的組合物。Ⅰ，一種能在含水的堿性環(huán)境中緩蝕的水溶性有機膦酸鹽，和Ⅱ，一種水溶性非交聯(lián)無規(guī)聚合物，該聚合物的組成為每100份(重量)聚合單體中含50～90份(重量)丙烯酸和10～50份(重量)取代的丙烯酰胺，所述聚合物的重均分子量約為1，000～50，000，丙烯酸和取代的丙烯酰胺的聚合單元的定義可用下面的化學式表示
式中m約為10～700，n約為0.1～350，受分子量限制，R和R1各選自氫和甲基；X選自氫、鈉、鉀、鈣、銨和鎂部分；R2和R3各選自氫和總共含1～8個碳原子的取代基和未取代基，其中R2和(或)R3上的取代基系選自烷基、芳基和酮基，其條件是R2和(或)R3不是氫，組合物中聚合物與膦酸鹽的重量比為0.2/1～2/1。
2.權(quán)利要求
1所述的方法，其中膦酸鹽的用量包括2-膦?；⊥?1，2，4-三羧酸與1-羥基-1，1-二膦酸之比為0.5/1～4/1。
3.權(quán)利要求
1所述的方法，其中所述的水系統(tǒng)中投配8～30ppm的所述組合物。
專利摘要
pH至少為8的工業(yè)冷卻硬水緩蝕方法，該方法所用的組合物包含能在含水的堿性環(huán)境中緩蝕的水溶性有機磷酸鹽和丙烯酸與某些取代的丙烯酰胺(如叔-丁基丙烯酰胺)的共聚物或三元共聚物。
文檔編號C08L33/26GK87102313SQ87102313
公開日1988年2月24日 申請日期1987年3月25日
發(fā)明者約翰·胡茨, 唐納德·約翰森 申請人:諾爾科化學公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan