專利名稱：冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻水系統(tǒng)中的金屬部件的防腐蝕處理方法，其中，在冷卻水系統(tǒng)中實(shí)施水處理的情形，由于環(huán)境限制等的理由，不能使用磷，作為防腐蝕成分使用了鋅。
背景技術(shù)：
在冷卻水系統(tǒng)中的金屬腐蝕，會(huì)引起制品的生產(chǎn)效率的降低或工廠的緊急停工等的重大經(jīng)濟(jì)問題。因此，在以往，對(duì)于冷卻水系統(tǒng)中的金屬的防腐蝕方法提出了多種方法，作為停止金屬腐蝕的方法，通常是添加高濃度磷、鋅進(jìn)行實(shí)施。但是，隨著近年來環(huán)境限制的強(qiáng)化，在冷卻水系統(tǒng)中不能使用磷的情形增多，因此，作為其對(duì)策，實(shí)施了各種的無磷的非鋅處理、及無磷的鋅處理，但是防腐蝕效果與磷、鋅處理相比，多數(shù)情形下不充分。對(duì)于在本發(fā)明中使用的共聚物，存在有以下的報(bào)告，但是，均沒有涉及在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中使用該共聚物。在專利文獻(xiàn)I中，報(bào)告了在實(shí)施無磷的非鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中，并用由具有羧基的單體與具有磺基的單體構(gòu)成的共聚物、馬來酸與烯烴的共聚物、及吡咯化合物的金屬防腐蝕方法，但是，沒有明確記載并用鋅化合物的情形。在專利文獻(xiàn)2、3中，報(bào)告了在實(shí)施無磷的非鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中，丙烯酸/丙烯酰胺甲基丙烷磺酸/異丁烯的三元共聚物等的共聚物的防腐蝕效果、二氧化硅系垢的抑制效果，但是，沒有涉及聚合物種類的組合，也沒有并用鋅化合物。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :國(guó)際公開W02005/123981號(hào)小冊(cè)子專利文獻(xiàn)2 :日本特開平7-268666號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特許第3055815號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其能夠有效地抑制在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中的金屬部件的腐蝕。本發(fā)明人等為了解決上述課題，進(jìn)行了銳意研究，其結(jié)果是發(fā)現(xiàn)，通過并用具備具有金屬防腐蝕效果的特定的官能團(tuán)的2種類的共聚物和鋅化合物，與各自的單獨(dú)處理相t匕，防腐蝕效果顯著提高。本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)而達(dá)成的，本發(fā)明(技術(shù)方案I)的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其是在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中的金屬部件的防腐蝕處理方法，其特征在于，使水系內(nèi)存在下述(A) (C)成分(A)作為共聚物(A)的丙烯酸與含有磺基的單體的共聚物；(B)作為共聚物(B)的馬來酸與異丁烯的共聚物；
(C)鋅化合物。本發(fā)明的技術(shù)方案2的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I中，所述共聚物(A)的含有磺基的單體是2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸及/或3-烯丙氧基-2-羥基丙烷磺酸。本發(fā)明的技術(shù)方案3的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I或2中，其中，所述共聚物(A)的分子量是500 50000，丙烯酸與含有磺基的單體的摩爾比是7 : 3 9 : I。本發(fā)明的技術(shù)方案4的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I 3的任一項(xiàng)中，所述共聚物(B)的分子量是10000 50000，馬來酸與異丁烯的摩爾比是5 : 5 8 : 2。
本發(fā)明的技術(shù)方案5的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I 4的任一項(xiàng)中，所述鋅化合物是氯化鋅及/或硫酸鋅。本發(fā)明的技術(shù)方案6的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I 5的任一項(xiàng)中，相對(duì)于所述水系的排水(blow water)量，所述共聚物(A)與共聚物⑶的合計(jì)添加量是5 50mg-固體成分/L。本發(fā)明的技術(shù)方案7的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I 6的任一項(xiàng)中，相對(duì)于所述水系的排水(blow water)量，所述鋅化合物的添加量是O. 5mg/L以上。本發(fā)明的技術(shù)方案8的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其特征在于，在技術(shù)方案I 7的任一項(xiàng)中，所述水系的鈣硬度是100 1000mg-CaC03/L，作為腐蝕性離子濃度的氯化物離子濃度與硫酸離子濃度的合計(jì)濃度是2000mg/L以下。根據(jù)本發(fā)明，通過并用共聚物(A)、共聚物(B)以及鋅化合物，能夠有效地抑制進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中的金屬部件的腐蝕。即，根據(jù)本發(fā)明，通過共聚物(A)與共聚物(B)具有的羧基的作用，能夠抑制腐蝕部的陽極反應(yīng)，另一方面，通過鋅化合物抑制陰極反應(yīng)，進(jìn)一步地，通過共聚物(B)的磺基的作用，能夠在水中維持鋅化合物，獲得顯著的良好的防腐蝕效果的相乘效果。特別是，通過以規(guī)定的量使用共聚物㈧與共聚物(B)，并且將水系內(nèi)的鋅化合物濃度維持到必要濃度，即使在高硬度、高鹽類條件的水系中，也能夠充分提高無磷的鋅處理的防腐蝕效果。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⒗鋮s水系統(tǒng)的金屬部件的防腐蝕效果提高而降低環(huán)境負(fù)荷。


圖I是表示實(shí)施例1、2及比較例I 6中使用的試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)圖。圖2是表示實(shí)施例1、2及比較例I 6的結(jié)果的圖表。圖3是表示實(shí)施例3、4及比較例7、8中使用的試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下I母液罐2試驗(yàn)罐
3循環(huán)泵4碳素鋼管5腐蝕傳感器11冷卻塔12冷卻水槽13AU3B試驗(yàn)片柱14AU4B熱交換器
15AU5B電加熱器16AU6B 傳熱管
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)本發(fā)明的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。在本發(fā)明中，在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中，使存在下述(A) (C)成分，抑制水系內(nèi)的金屬部件的腐蝕。(A)作為共聚物(A)的丙烯酸與含有磺基的單體的共聚物；(B)作為共聚物(B)的馬來酸與異丁烯的共聚物；(C)鋅化合物。共聚物(A)是丙烯酸與含有磺基的單體的共聚物，作為共聚物(A)的含有磺基的單體，只要是含有磺基的單體即可，沒有特別限制。作為優(yōu)選的含有磺基的單體，可舉出
2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸及/或3-烯丙氧基-2-羥基丙烷磺酸。共聚物(A)中的丙烯酸與含有磺基的單體的摩爾比，在能夠很好地獲得丙烯酸的羧基的作用、以及含有磺基的單體的磺基的作用的平衡方面，丙烯酸與含有磺基的單體的摩爾比優(yōu)選是7 3 9 I。另外，共聚物(A)，其分子量過小則抑制碳酸鈣系垢的效果變小，過大，則與鈣發(fā)生凝膠化，因此，優(yōu)選共聚物(A)的分子量是5000 50000，特別優(yōu)選是5000 20000。此外，作為共聚物(A)，可使用2種以上的含有磺基的單體的種類、丙烯酸與含有磺基的單體的摩爾比、或分子量不同的共聚物(A)。另一方面，共聚物(B)是馬來酸與異丁烯的共聚物，共聚物(B)中，對(duì)于馬來酸與異丁烯的摩爾比而言，在很好地獲得馬來酸的羧基的作用、異丁烯的疎水性的作用的平衡方面，馬來酸與異丁烯的摩爾比優(yōu)選為5 : 5 8 : 2、特別優(yōu)選為I : I。另外，共聚物(B)中，其分子量過小，則碳酸鈣系垢抑制效果變小，過大則與鈣發(fā)生凝膠化，因此，共聚物(B)的分子量?jī)?yōu)選為10000 50000，特別優(yōu)選為30000 50000。此外，共聚物(B)，也可并用2種以上的馬來酸與異丁烯的摩爾比、或分子量不同的共聚物⑶。對(duì)于鋅化合物，沒有特別限制，可使用氯化鋅、硫酸鋅等的鋅化合物的I種或2種以上。在本發(fā)明中，共聚物(A)在水系中的添加量，相對(duì)于排水(blow water)量?jī)?yōu)選為3 25mg-固體成分/L,共聚物⑶在水系中的添加量,相對(duì)于排水(blow water)量?jī)?yōu)選為3 25mg-固體成分/L，這些共聚物(A)與共聚物(B)的合計(jì)添加量，相對(duì)于排水(blowwater)量，優(yōu)選為5 50mg-固體成分/L。另外，作為共聚物(A)與共聚物(B)的添加量t匕，為了能夠有效獲得并用這些共聚物的相乘效果，作為共聚物(A):共聚物(B)的添加重量比，優(yōu)選為I : O. 5 2。另外，對(duì)于鋅化合物而言，相對(duì)于水系的排水(blow water)量，作為鋅濃度優(yōu)選為添加O. 5mg/L以上，特別優(yōu)選為O. 5 3mg/L左右。在此，相對(duì)于排水(blow water)量的添加量，通常，是與在該冷卻水系統(tǒng)內(nèi)的管理濃度相等的添加量。在本發(fā)明中，共聚物(A)、共聚物(B)及鋅化合物，也可預(yù)先混合這些中的2種或3種制成一種試劑進(jìn)行添加，也可各自分別添加。另外，對(duì)于添加位置，也沒有特別限制，通常，在冷卻水系統(tǒng)的冷卻水槽中添加。如此的本發(fā)明的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法中，通過并用共聚物(A)、共聚物(B)與鋅化合物，能夠獲得顯著優(yōu)異的防腐蝕效果，因此，對(duì)于如鈣硬度高的水系或腐蝕性離子濃度高的水系的腐蝕傾向強(qiáng)的水系，也能夠有效地發(fā)揮防腐蝕效果，但是作為適用本發(fā)明的冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)，優(yōu)選鈣硬度是100 1000mg-CaC03/L，腐蝕性離子濃度(氯化物離子濃度與硫酸離子濃度的合計(jì)濃度)是2000mg/L以下。實(shí)施例下面，舉出實(shí)施例更具體地說明本發(fā)明。在以下的實(shí)施例及比較例中，作為共聚物(A)、共聚物⑶使用以下的物質(zhì)。<共聚物⑷>丙烯酸(AA)與2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)的共聚物、分子量10，000、AA與AMPS的摩爾比是8 2 (以下，簡(jiǎn)記為“AA/AMPS” )丙烯酸(AA)與3-烯丙氧基-2-羥基丙烷磺酸(HAPS)的共聚物、分子量10，000、AA與HAPS的摩爾比是8 2(以下，簡(jiǎn)記為“AA/HAPS”)<共聚物⑶>馬來酸(MA)與異丁烯(IB)的共聚物、分子量40，000、MA與IB的摩爾比是I 1(以下，簡(jiǎn)記為“MA/IB”)另外,作為鋅化合物使用硫酸鋅。進(jìn)一步地，為了比較，使用了馬來酸的均聚物(分子量500，以下，簡(jiǎn)記為“MA” )。[實(shí)施例I、2，比較例I 6]使用圖I中所示的試驗(yàn)裝置，通過以下的順序進(jìn)行試驗(yàn)。在M堿度的調(diào)整中，使用5重量％碳酸氫鈉水溶液；作為聚合物使用表I所示的聚合物；鈣硬度的調(diào)整中，使用10重量％氯化鈣水溶液；氯化物離子濃度的調(diào)整中，使用10重量％氯化鈉水溶液；硫酸離子濃度的調(diào)整中，使用硫酸鈉水溶液；另外，在pH調(diào)整中使用硫酸，并且，作為鋅化合物溶液使用10重量％硫酸鋅水溶液，將上述物質(zhì)添加至純水中，制備下述水質(zhì)的合成水。<合成水水質(zhì)>
、
M 堿度200mg/L-CaC03聚合物濃度表I所示的濃度
鈣硬度500mg/L-CaC03氯化物離子濃度500mg/L硫酸離子濃度500mg/L鋅濃度2mg/LpH 8. 6表I
權(quán)利要求
1.ー種冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其是在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中的金屬部件的防腐蝕處理方法，其特征在于，使水系內(nèi)存在下述(A) (C)成分 (A)作為共聚物(A)的丙烯酸與含有磺基的單體的共聚物； (B)作為共聚物(B)的馬來酸與異丁烯的共聚物； (C)鋅化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其中，所述共聚物(A)的含有磺基的單體是2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸及/或3-烯丙氧基-2-羥基丙烷磺酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其中，所述共聚物(A)的分子量是500 50000，丙烯酸與含有磺基的單體的摩爾比是7 : 3 9 : I。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其中，所述共聚物(B)的分子量是10000 50000，馬來酸與異丁烯的摩爾比是5 5 8 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法,其中,所述鋅化合物是氯化鋅及/或硫酸鋅。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中任一項(xiàng)所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法,其中,相對(duì)于所述水系的排水量，所述共聚物(A)與共聚物(B)的合計(jì)添加量是5 50mg-固體成分/L0
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法,其中,相對(duì)于所述水系的排水量，所述鋅化合物的添加量是0. 5mg/L以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其中，所述水系的鈣硬度是100 1000mg-CaC03/L，作為腐蝕性離子濃度的氯化物離子濃度與硫酸離子濃度的合計(jì)濃度是2000mg/L以下。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其能夠有效地抑制在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中的金屬部件的腐蝕。本發(fā)明的冷卻水系統(tǒng)的金屬防腐蝕處理方法，其是在進(jìn)行無磷的鋅處理的冷卻水系統(tǒng)中存在下述(A)～(C)成分。(A)丙烯酸與含有磺基的單體的共聚物，優(yōu)選含有磺基的單體是2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸及/或3-烯丙氧基-2-羥基丙烷磺酸，分子量是500～50000，丙烯酸與含有磺基的單體的摩爾比是7∶3～9∶1。(B)馬來酸與異丁烯的共聚物，優(yōu)選分子量是10000～50000，馬來酸與異丁烯的摩爾比是5∶5～8∶2。(C)鋅化合物。
文檔編號(hào)C23F11/173GK102732897SQ20121009753
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者寺本哲也, 村野靖, 藤田和久 申請(qǐng)人:栗田工業(yè)株式會(huì)社