JPH04166298A - 水処理剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水系における金属の腐食やスケール生成を防
止することが出来るスケール防止剤、腐食防止剤等の水
処理剤に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕一般に
、石油精製プラント、化学工業プラント、空調プラント
等の冷却水系及びボイラー水系においては、金属管表面
や水路壁面、ボイラーの伝熱面等に腐食やスケールが生
成し、効率低下を招（たけてな（、閉塞事故をも引き起
こしかねず、常に腐食やスケールの生成を防止するよう
に細心の注意が払われている。

従来、このような水系に対し、例えばスケールを防止す
るためにポリアクリル酸塩、ポリマレイン酸、リン酸系
化合物が通用されている。

しかし、スケール防止剤として、例えばポリアクリル酸
塩を用いるとカルシウム硬度が高い高硬度水系において
は、水中のカルシウムイオンと反応して不溶性塩を形成
し、スケール防止能が低下するばかりでなく、スケール
の発生原因となる場合すらある。

またマレイン酸単独重合物あるいは共重合物は水処理剤
として使用した場合、スケール抑制効果は優れているが
、腐食抑制剤としての効果は十分でない等の欠点を有す
る。

一方、前記の水系における金属の腐食防止のためには、
クロム酸塩やリン酸塩が用いられてきた。しかし、クロ
ム酸塩はその毒性のために排出規制の対象となっている
。また、リン酸塩についても閉鎖水域における富栄養化
の原因となるため規制の動向が顕著になりつつある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明者らは、かかる従来の課題を解決すべく鋭意研究
の結果、ポリエポキシコハク酸又はその塩が特にスケー
ル抑制剤、腐食抑制側として優れた性能を有する事を見
出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、次式 ％式％（１） ｃ式中、ｎは２〜４０の整数を表し、Ｘ、　Ｙは水素原
子、−価若しくは二価の金属陽イオン、アンモニウムイ
オン又は有機アミン陽イオンを表す。〕で示されるポリ
エポキシコハク酸又はその塩からなることを特徴とする
水処理剤を提供するものである。

本発明の前記一般式（１）で表されるポリエポキシコハ
ク酸又はその塩は従来公知の方法によって得ることがで
きる。

例えば、タングステン酸ナトリウムを触媒として、過酸
化水素にてマレイン酸塩をエポキシ化してエポキシコハ
ク酸塩とする（Ｇ、Ｂ、Ｐａｙｎｅ。

Ｐ、Ｈ，Ｗｉｌｌｉａｍｓ、　Ｊ、Ｏｒｇ、Ｃｈｅｍ、
、　２４．５４　（’５９））。

次にエポキシコハク酸塩をメチルあるいはエチルエステ
ルとした後、無溶剤系あるいは不活性溶剤中にて開環重
合し、得られた重合体を加水分解することにより、前記
一般式（１）で表されるポリエポキシコハク酸が得られ
る。更にこのポリエポキシコハク酸は、１価金属陽イオ
ン、２価金属陽イオン、アンモニウムイオン又は有機ア
ミン陽イオンによりカルボン酸基の一部又は全てを塩の
形に変えてもよい。

本発明の水処理剤は、純水、軟水、水道水及び工業用水
等あらゆる水質に適用でき、使用濃度は、目的に応じて
決定されるものであるが、一般には有効成分として０．
１〜５００ｐｐ１ｍであり、特に０．５〜２００ｐｐｍ
であることが好ましい。また、対象水系のｐＨ範囲は特
に制限はないが、一般にｐＨ６〜１４であり、好ましく
はｐＦ１６〜１２である。

本発明の水処理剤の対象水系の具体例としては、ボイラ
ー水系や開放又は密閉循環式冷却水系、−過式冷却水系
、ブライン水系、一部の転炉集塵水系、高炉転炉等のド
ライピットの冷却水系、コークス工場等におけるアンモ
ニア蒸留塔水系、都市ゴミ清掃工場等の焼却灰水系、海
水脱塩装置等が挙げられる。

本発明の水処理剤は、単独で使用して効果を発揮するも
のであるが、従来水処理剤として使用されている薬剤、
例えば防錆剤、他の防食剤、あるいはキレート剤、分散
剤等を併用することも可能である。

併用する薬剤としては、アミン、イミダシリン、アミド
などのＮ含有化合物、リン酸エステル、ヒドロキシカル
ボン酸類、リグニンスルホン酸塩、芳香族スルホン酸の
ホルマリン縮合物（塩）、メラミンスルホン酸ホルマリ
ン縮合物（塩）、アクリル酸又はメタクリル酸系のポリ
マー（ポリカルボン酸）、オレフィンとマレイン酸の共
重合物、亜硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩などの無機塩類、
芳香族カルボン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、アミノポリ
カルボン酸塩、千オ尿素、スルホコハク酸類、ポリエチ
レングリコール、チオグリコール酸エステル、ポリエチ
レンイミン、ポリエチレンイミド、ヘンゾトリアヅール
などが挙げられる。

〔作用及び発明の効果〕

本発明の水処理剤は、分子内にエーテル基及びカルボキ
シル基を多量に持つため、スケールや管壁等への吸着性
が向上する。従って、スケール防止能、腐食抑制能が向
上すると共に、毒性、生分解性にも優れているため、環
境に対する悪影響も少ないという特長を持つ。

〔実施例〕

以下、合成例及び実施例において、本発明を更に具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。

尚、本発明の効果を示す尺度としてはスケール抑制、腐
食抑制を採用した。

ポリエポキシコハク酸塩の合成例 Ｐａｙｎｅ　ら（Ｊ、Ｏｒｇ、Ｃｈｅｍ、、　２Ａ、　
５４（’５９））の方法に従いエポキシコハク酸塩を合
成した。

即ち、温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管及び還
流コンデンサーを備えたフラスコに無水マレイン酸２２
３ｇとイオン交換水３２０ｇを入れ、溶解させた。この
液に５０％苛性ソーダ２９３ｇを滴下した後、液温を６
０゛Ｃとした。この液にタングステン酸ソーダ７．８ｇ
を添加した後、３０％過酸化水素水２７０ｇを添加した
。この際、フラスコを氷冷し、反応液の温度を６０〜８
０°Ｃとなるように保った。その後、６０°Ｃで１時間
保持し、エポキシコハク酸ソーダを得た。

次に、このエポキシコハク酸ソーダをＰａｙｎｅらの方
法に従って酸型とした後、過剰量のオルトギ酸エチルと
反応させることにより、エポキシコハク酸ジエチルエス
テルを得た。

エポキシコハク酸ジエチルエステル２１ｇを温度計、攪
拌機、窒素導入管及び脱水管付きフラスコに入れ、三弗
化ホウ素ジエチルエーテル錯体０．３ｇを添加した後、
１００°Ｃ１４８時間保持した。得られた液をヘキサン
にて再沈澱を行い、乾燥後、苛性ソーダにてアルカリ加
水分解（８０”Ｃ，２４時間）を行うことによりポリエ
ポキシコハク酸ソーダを得た。

実施例１ 本発明の水処理剤のスケール抑制剤としての効果を調べ
るため以下の試験を行った。

塩化カルシウム２水塩０．１７６％水溶液１５０ｇに、
表１に示す本発明化合物を有効分として１％含有する水
溶液を３００μＩ添加し、更に炭酸水素ナトリウム０．
１６８％水溶液１５０ｇを加えた。ｐＨを８．０に調整
した後、ガラスビンに入れ、密栓した後６０℃に６時間
静置した０次いで冷却した後、沈澱物を０．１　μのメ
ンブレンフィルターで濾過し、濾液中のカルシウム濃度
をＥＤＴＡ滴定により分析した。得られた結果を表１に
示した。

また、比較のために、スケール抑制剤として、市販のポ
リマレイン酸、市販のポリアクリル酸ソーダおよび酒石
酸に対する結果も表１に示す。

表　　　　　　　１ 注） Ａ　：加熱前のＣａ濃度 Ｂ：試験後の濾液中のＣａ濃度 Ｃ：無添加での試験後の濾液中のＣａ１度実施例２ 以下の水質を示す合成水１１をビーカーにとり、これに
本発明の水処理剤及び比較試料を表２に示す所定量（固
型分として）加え、水温を５０゛Ｃに保持した。この水
中に炭素鋼の試験片５Ｓ−４１（４５ｘ２０ｘ　２　ｍ
ｍ）を浸漬し、その水をマグネチックスターラー、２０
Ｏｒｐｍにより撹拌し、１０日間その状態に保持した。

但し、その間試験水は２目間隔で交換した。

試験後の腐食速度を表２に示す。

く合成水〉 ｐ）＋　　　　　　８．０ 全　硬　度　　　２００ｐｐｍ　　（ＣａＣＯｓとして
）カルシウム硬度　１５０ｐｐｍ　　（ＣａＣＯｓとし
て）門−アルカリ度　１５０ｐｐｍ　　（ＣａＣＯｉと
して）塩化物イオン　　　９０ｐｐｍ 硫酸イオン　　　　６０ｐｐｍ 表　　　　　　　２ 実施例３ 海水加熱系に対するスケール抑制効果を調べるため以下
の試験を行った。

内径６ｍ糟のステンレスパイプ内を循環している海水を
、１１０℃に蒸気加熱できる試験機を用いて、濃縮倍率
２倍の人工海水を３２０１／Ｈｒで２０時間循環させた
。加熱器内のパイプに付着したスケールを、酸洗浄によ
り溶解後、原子吸光法により定量を行い、各スケール抑
制剤の抑制効果を調べた。

結果を表３に示す。尚、表中の添加量は固型分としての
量である。

表　　　　　　３ 注） ＊　：伝熱管単位面積当たりのＣａＣＯ５スケールとＭ
ｇ　（０）１）　ｚスケールの総量を表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　次式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） 〔式中、ｎは２〜４０の整数を表し、Ｘ，Ｙは水素原子
   、一価若しくは二価の金属陽イオン、アンモニウムイオ
   ン又は有機アミン陽イオンを表す。〕で示されるポリエ
   ポキシコハク酸又はその塩からなることを特徴とする水
   処理剤。