[其他]改進緩蝕劑在工業冷卻水中性能的方法

無效

• 申請號: 87102313
• 申請日: 1987-03-25
• 公開（公告）號: CN87102313A
• 公開（公告）日: 1988-02-24
• 發明（設計）人: 約翰·胡茨;唐納德·約翰森
• 申請（專利權）人: 諾爾科化學公司
• 主分類號: C23F11/10
• 分類號: C23F11/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 樊衛民,穆德俊

本發明是一種防止pH至少為8的工業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”這一術語指的是含一個或一個以上-PO₃H₂基的有機物質及其鹽。對于本發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）不溶的鹽時發生的。例如，金屬鐵的腐蝕就是鐵轉化成+2或+3氧化態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構完整性降低，最后會在水系統與作業流之間發生泄漏。

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。

緩蝕劑是通過創造一種能使腐蝕過程在金屬表面引起抑制性反應的環境而起作用的。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條件下沉淀。文獻中已有過大量關于通過動態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的化學性質。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，所得的產物從對環境的影響的觀點來看是更合乎要求的。

本發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。我們發現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。

本發明是一種改進膦酸鹽緩蝕劑在pH至少為8的硬水系統中的性能的方法，即在該硬水系統中投配5～50ppm包含下列物質的組合物：

Ⅰ，一種能在含水的堿性環境中緩蝕的水溶性有機膦酸鹽，和