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JP2592803B2 - Stabilization of aqueous systems - Google Patents

Stabilization of aqueous systems

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JP2592803B2
JP2592803B2 JP61149329A JP14932986A JP2592803B2 JP 2592803 B2 JP2592803 B2 JP 2592803B2 JP 61149329 A JP61149329 A JP 61149329A JP 14932986 A JP14932986 A JP 14932986A JP 2592803 B2 JP2592803 B2 JP 2592803B2
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Japan
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hydrogen
water
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acrylic acid
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リチヤード アミツク デビツド
マチス ハン ウイリアム
ナトリ ジヨン
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Rohm and Haas Co
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Rohm and Haas Co
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、低分子量かつ水溶性の重合体の少量を添加
することによつて、水性系を安定化する改良された方法
に関する。更に詳細には、本発明は、一諸に重合したと
きに、水性系、例えば冷却塔中のリン酸塩、鉄、亜鉛、
およびその他の無機微粒物に対して、予想することがで
きないほど改良された沈殿阻止性能および分散性能を示
すターポリマー(terpolymer)およびインターポリマー
(interpolymer)を生成する少なくとも3種の単量体を
選定することに関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an improved method of stabilizing aqueous systems by adding small amounts of low molecular weight and water soluble polymers. More specifically, the present invention provides a method of polymerizing, when polymerized together, an aqueous system, such as phosphate, iron, zinc, in a cooling tower,
At least three monomers that produce terpolymers and interpolymers that exhibit unexpectedly improved settling inhibition and dispersing performance with respect to and other inorganic particulates About doing.

水性系において、前記のような改良された性能を示す
ことが見出された重合体は、ある種の選択された重量%
において、(メタ)アクリル酸およびその塩、アクリル
アミドアルキルまたはアリールスルホネートから誘導さ
れた単位、および、ビニルエステル、酢酸ビニル、およ
びアルキル置換アクリルアミドから誘導された1種また
はそれ以上の単位を有している。
Polymers that have been found to exhibit such improved performance in aqueous systems include certain selected weight percents.
Has units derived from (meth) acrylic acid and salts thereof, acrylamidoalkyl or arylsulfonates, and one or more units derived from vinyl esters, vinyl acetate, and alkyl-substituted acrylamides .

先行技術の説明 多くの産業上の応用領域および住宅関係の領域におい
ては、比較的高濃度の無機塩を含有する水が使用されて
いる。これらの塩は、金属カチオン、例えば、カルシウ
ム、マグネシウム、またはバリウム、と、無機アニオ
ン、例えば、リン酸塩、炭酸塩、および硫酸塩、との反
応によつて生成する。これらの塩は、水に対して低溶解
性であり、溶液中のこれらの塩の濃度が増加したとき、
または、これらの塩を含有する水のpHまたは温度が増加
したときは、これらの塩は溶液から沈殿結晶化し、各種
の表面上に固い沈積物またはスケール(scale)を生成
する傾向がある。このようなスケール生成は、熱を伝導
させる装置、ボイラー、セコンダリーオイル回収用ウエ
ル(well)、および前述のような硬水で洗たくされた布
にとつては問題となる。
2. Description of the Prior Art In many industrial application and residential areas, water containing relatively high concentrations of inorganic salts is used. These salts are formed by the reaction of a metal cation, such as calcium, magnesium, or barium, with an inorganic anion, such as phosphates, carbonates, and sulfates. These salts are poorly soluble in water and when the concentration of these salts in solution increases,
Alternatively, when the pH or temperature of the water containing these salts increases, these salts tend to precipitate out of solution and crystallize, producing hard deposits or scales on various surfaces. Such scale formation is problematic for heat conducting equipment, boilers, secondary oil recovery wells, and fabrics that have been washed with hard water as described above.

工業用の冷却塔および熱交換器を包含する炭素鋼から
造られた多くの冷却用水系は、溶解酸素の存在に基因す
る腐蝕問題を経験している。この腐蝕は、種々の防止
剤、例えばオルソ燐酸塩化合物、および/または亜鉛化
合物を添加することによつて防ごうとされている。しか
し、リン酸塩を添加すると、極めて不溶性のリン酸塩、
例えばリン酸カルシウムの生成を更に生起させることに
なる。また、亜鉛化合物の添加は、不溶性塩、例えば水
酸化亜鉛およびリン酸亜鉛の沈殿を生起させることにな
る。他の無機微粒物、例えば泥、シルト(silt)、およ
び粘土(clay)が一般的に冷却用水に見出されている。
これらの微粒物は、装置等の表面上に固着する傾向があ
り、これらの微粒物を効果的に分散させなければ水の流
れと熱の伝導等が制限させられる。
Many cooling water systems made from carbon steel, including industrial cooling towers and heat exchangers, have experienced corrosion problems due to the presence of dissolved oxygen. This corrosion has been attempted to be prevented by adding various inhibitors, for example orthophosphate compounds and / or zinc compounds. However, when phosphate is added, extremely insoluble phosphate,
For example, the formation of calcium phosphate will further occur. Also, the addition of the zinc compound will cause precipitation of insoluble salts, such as zinc hydroxide and zinc phosphate. Other inorganic particulates such as mud, silt, and clay are commonly found in cooling water.
These fine particles tend to adhere to the surface of the device or the like, and unless these fine particles are effectively dispersed, the flow of water and the conduction of heat are limited.

スケール生成性塩および無機微粒物を含有する水性系
の安定化は、1種または1組の機構を含んでいる。抗沈
殿には、塩の大きさを、塩結晶の核形成直後に塩結晶上
に防止剤を吸着させて更に結晶が生長するのを干渉させ
ることにより、コロイド的な大きさ以下の大きさになる
ようにできるだけ制限させて、沈殿が生起するのを遅延
させることである。沈殿した塩結晶の分散には他の安定
化機構がある。それは、沈殿した結晶上に防止剤を吸着
させることにより、電気的負電荷を与え、その反撥力に
よつて表面上の凝集、固着、および沈積を妨害すること
であると考えられている。また、防止剤の吸着は、他の
分散微粒物、例えば泥、シルト、および粘土、および、
金属、例えば鉄および亜鉛、およびこれらの不溶性塩、
の分散および次いでそれらの水性系からの除去を容易に
することにより、水性系を安定化させるのに使用するこ
とができる。他の安定化の機構は、スケールの結晶構造
に干渉しそしてその結晶構造をゆがめて、スケールをよ
り容易に破壊可能および分散可能にする防止剤の能力で
ある。
Stabilization of aqueous systems containing scale-forming salts and inorganic particulates involves one or a set of mechanisms. For anti-precipitation, the size of the salt is reduced to a size smaller than the colloidal size by adsorbing an inhibitor on the salt crystals immediately after the nucleation of the salt crystals and interfering with the further growth of the crystals. As late as possible to delay the onset of sedimentation. There is another stabilization mechanism for the dispersion of precipitated salt crystals. It is believed that by adsorbing the inhibitor onto the precipitated crystals, an electrical negative charge is imparted and its repulsion prevents aggregation, sticking, and deposition on the surface. Also, the adsorption of the inhibitor may be due to other dispersed particulates such as mud, silt, and clay, and
Metals such as iron and zinc, and their insoluble salts,
Can be used to stabilize aqueous systems by facilitating their dispersion and subsequent removal from the aqueous system. Another stabilizing mechanism is the ability of the inhibitor to interfere with and distort the crystal structure of the scale, making the scale more easily breakable and dispersible.

(メタ)アクリル酸から誘導された重合体、およびそ
の塩、およびそのような重合体と他の化合物および重合
体例えばホスホン酸、との混合物が、長い間、水性系の
沈殿防止剤として使用されてきた。また、(メタ)アク
リル酸と、ビニルエステル、例えばヒドロキシエチルメ
タクリレートおよびヒドロキシプロピルアクリレートと
の共重合体、および、(メタ)アクリル酸およびその塩
と、アクリルアミドアルキル、またはアリールスルホネ
ート、または未置換のアクリルアミドとの共重合体、が
水処理のために使用されてきた。また、アクリル酸、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AM
PS)、および未置換のアクリルアミドから造られた三元
共重合体が、表面から錆および小突起塊を除去するのに
提案されてきた。
Polymers derived from (meth) acrylic acid, and salts thereof, and mixtures of such polymers with other compounds and polymers, such as phosphonic acid, have long been used as suspending agents in aqueous systems. Have been. Also, a copolymer of (meth) acrylic acid and a vinyl ester such as hydroxyethyl methacrylate and hydroxypropyl acrylate, and (meth) acrylic acid and a salt thereof, and acrylamide alkyl or aryl sulfonate or unsubstituted acrylamide And their copolymers have been used for water treatment. Also, acrylic acid, 2
-Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid (AM
PS), and terpolymers made from unsubstituted acrylamide have been proposed to remove rust and nodules from surfaces.

例えば、米国特許第3,578,589号には、水性系におけ
るスケールを処理するためにポリ(メタ)アクリル酸お
よび共重合体を使用することが記載されている。米国特
許第3,332,904号、同第3,692,673号、同第3,709,815
号、同第3,709,816号、同第3,928,196号、同第3,807,36
7号、および、同第3,898,037号には、AMPS−含有重合体
を使用することが記載されている。米国特許第3,699,04
8号、および同第3,890,228号には、水処理のために、ポ
リ(メタ)アクリレートと混合したホスホン酸の使用が
記載されている。米国特許第3,085,916号には、分散剤
としてポリアクリルアミドを使用することが記載されて
いる。英国特許第2082600号には、スケール防止剤とし
て、アクリル酸、AMPS、アクリルアミド重合体、が記載
されており、一方、W083/02607およびW3/02608には、ス
ケール防止剤用として、(メタ)アクリル酸/AMPS共重
合体が記載されている。米国特許第4,404,111号および
同第4,342,653号には、アクリルアミドと、かつ任意的
にアクリル酸と、共重合したAMPSが記載されている。他
の興味ある刊行物には、米国特許第3,110,666号、同第
4,457,847号、同第4,029,577号、同第4,209,398号、EPC
0,108,842、同4,029,577、同4,209,398、同4,432,884、
同4,309,523、および、同4,432,879、がある。
For example, US Pat. No. 3,578,589 describes the use of poly (meth) acrylic acid and copolymers to treat scale in aqueous systems. U.S. Pat.Nos. 3,332,904, 3,692,673, 3,709,815
No. 3,709,816, No. 3,928,196, No. 3,807,36
No. 7 and 3,898,037 describe the use of AMPS-containing polymers. U.S. Patent 3,699,04
No. 8, and 3,890,228 describe the use of phosphonic acids mixed with poly (meth) acrylate for water treatment. U.S. Pat. No. 3,085,916 describes the use of polyacrylamide as a dispersant. GB 2082600 describes acrylic acid, AMPS, acrylamide polymers as scale inhibitors, while W083 / 02607 and W3 / 02608 disclose (meth) acrylic as scale inhibitors. Acid / AMPS copolymers are described. U.S. Pat. Nos. 4,404,111 and 4,342,653 describe AMPS copolymerized with acrylamide and, optionally, acrylic acid. Other interesting publications include U.S. Patent Nos. 3,110,666,
No. 4,457,847, No. 4,029,577, No. 4,209,398, EPC
0,108,842, 4,029,577, 4,209,398, 4,432,884,
4,309,523 and 4,432,879.

更に、本発明者による米国特許第4,517,098号、およ
び同第4,530,766号、およびその中に引用された文献に
は、スケール防止剤および水中の無機微粒物を分散させ
るのに使用するために低分子量の(メタ)アクリル系共
重合体の使用が記載されている。
In addition, U.S. Pat.Nos. 4,517,098 and 4,530,766, and the references cited therein by the present inventor, disclose a scale inhibitor and a low molecular weight for use in dispersing inorganic particulates in water. The use of (meth) acrylic copolymers is described.

(メタ)アクリル酸、AMPS、およびエチレン系不飽和
単量体から誘導された重合体を利用する、水性系のスケ
ール防止、分散、および/または安定化を記載している
本技術領域の多数の文献の存在にもかかわらず、従来の
物質およびそれらの組合せ物は、水性系のpHおよび温度
に関係なく、冷却塔用の水中に普通に見出されるスケー
ル生成用塩、および分散した無機微粒物の種々のタイプ
の全てを含む水性系を安定化するためには、低使用量で
安全に効果的であることは見出されていなかつた。前述
の種々の応用のために用いられたある種の既知物質を、
ある種の選定した重量比で一諸に重合させ、低分子量か
つ水溶性のターポリマーまたはインターモリマーを生成
させたならば、各成分の最良安定性能特性を達成するこ
とができることを見出した者は現在まで誰もいなかつ
た。本明細書で使用されている用語「ターポリマー(te
rpolymer)」は、3種の単量体から生成される重合体を
意味し、また用語「インターポリマー(interpolyme
r)」は、少なくとも4種の単量体から生成される重合
体を意味する。また、本明細書で使用されている用語
「コーポリマー(copolymer)」は、2種だけの単量体
から生成される重合体を意味する。
A number of technical areas in the art describing scale prevention, dispersion, and / or stabilization of aqueous systems utilizing polymers derived from (meth) acrylic acid, AMPS, and ethylenically unsaturated monomers. Despite the presence of the literature, conventional materials and their combinations are known for scale-forming salts commonly found in water for cooling towers, and for dispersed inorganic particulates, regardless of the pH and temperature of the aqueous system. It has not been found to be safe and effective at low usage to stabilize aqueous systems, including all of the various types. Certain known substances used for the various applications described above are:
Those who have found that the best stable performance properties of each component can be achieved if they are polymerized at certain selected weight ratios to form a low molecular weight and water soluble terpolymer or intermolymer. No one has been up to now. As used herein, the term "terpolymer (te
"rpolymer" means a polymer formed from three monomers and the term "interpolymer"
"r)" means a polymer formed from at least four monomers. Also, as used herein, the term "copolymer" refers to a polymer formed from only two monomers.

スケールおよび堆積物は、供給水中の不純物の存在に
基因してボイラー回路の種々な部分に蓄積される。これ
らの不純物は、例えば、操作上の不調、漏れ、操作間違
い、および不正確な不純物分析のような種々な源から由
来する。ボイラー用供給水中の普通のタイプの異物は、
溶けている固体、ガス類、アルカリ性物質、有機物、お
よび、返された凝縮物からの腐蝕生成物等である。供給
水中に存在している硬度の塩が、ボイラー中で濃縮され
装置の加熱表面に移動したときは、それらの焼付けられ
た堆積物およびスケールを形成する。これらの堆積物ま
たはスケールは、過度の温度増加およびボイラー管の潜
在的な破裂の原因となる。ボイラー中に見出される典型
的な堆積物は、リン酸カルシウム、水酸化マグネシウ
ム、ケイ酸マグネシウム、および種々雑多な腐蝕生成
物、例えばマグネタイト(Fe3O4)、ヘマタイト(FeOO
H)、およびリン酸鉄、等である。
Scale and sediment accumulate in various parts of the boiler circuit due to the presence of impurities in the feed water. These impurities come from a variety of sources, such as, for example, operational malfunctions, leaks, operational errors, and inaccurate impurity analysis. Common types of foreign matter in boiler feedwater are:
These include dissolved solids, gases, alkaline substances, organic matter, and corrosion products from returned condensate. Salts of hardness present in the feed water form their baked sediments and scale when concentrated in the boiler and transferred to the heated surfaces of the equipment. These deposits or scales cause excessive temperature increase and potential rupture of the boiler tube. Typical deposits found in boilers are calcium phosphate, magnesium hydroxide, magnesium silicate and miscellaneous corrosion products such as magnetite (Fe 3 O 4 ), hematite (FeOO
H), and iron phosphate, and the like.

スケールや堆積物がボイラー中に形成されるのを防ぐ
には、2種の基本的な内部的水処理方法がある。これら
は、不純物を不溶性スラツジとして沈殿させること、ま
たはキレート化剤を使用して沈殿するのを完全に防ぐこ
と、のいずれかである。
To prevent scale and sediment from forming in the boiler, there are two basic internal water treatment methods. These are either the precipitation of impurities as insoluble sludge or the complete prevention of precipitation using chelating agents.

重合体は、キレート化剤すなわち金属イオン封鎖剤と
して作用させることができ、いくつかの例では、その目
的で通常使用されたキレート化剤、例えば、エチレンジ
アミン四酢酸(EDTA)またはニトリロ三酢酸(NTA)に
好ましいものがある。何故なら、これらには金属部分を
腐蝕する傾向が少ないからである。この重合体のより少
ない腐蝕傾向は、カチオン、例えば鉄、との積極的な結
合がより少ないことに由来し、これは、重合体が、再循
環ボイラー水中に存在するキレート化剤の化学量論量
(理論量)より高い量が存在するときに、金属部分を攻
撃する傾向が極めて少ないであろう、ということを意味
する。この方法のもつ困難性は、重合体と共にあつてさ
え、供給水の純度を詳細に監視し、過度の残留重合体を
金属表面を攻撃することから防がなければならないこと
である。
The polymer can act as a chelating agent or sequestering agent, and in some instances, the chelating agent commonly used for that purpose, such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) or nitrilotriacetic acid (NTA) ) Are preferred. This is because they have a low tendency to corrode metal parts. The lower propensity of the polymer to corrode is due to less active binding to cations, such as iron, which is due to the stoichiometry of the chelating agent present in the recirculated boiler water. When an amount higher than the amount (theoretical) is present, it means that there will be very little tendency to attack metal parts. The difficulty with this method, even with the polymer, is that the purity of the feedwater must be closely monitored and excessive residual polymer must be prevented from attacking the metal surface.

堆積増大を防ぐ他の主要な方法は、供給水硬度物を、
ボイラー中から排出することによつて容易に除去するこ
とができる不溶解スラツジとして沈殿させることであ
る。この方法においては、重合体を不溶解粒状物を分散
させるのに用いて、その粒状物が装置の熱い表面におい
て接着するのを防ぎ、かつ、スラツジが、除去すること
が困難である泥ドラム中で硬質の密な堆積物になるのを
防ぐことである。使用される最も普通の沈殿剤はリン酸
塩であり、これは、再循環水から大部分のカルシウムを
リン酸カルシウムとして除去する。かくして、リン酸塩
を用いる、冷却用水の処理とボイラー用水の処理との主
要な差異は、冷却用水においては、リン酸カルシウムを
沈殿することから防ぎ、またボイラー用水の処理におい
ては、リン酸カルシウムを沈殿させるようにするが、し
かし重合体によつて分散を維持するようにすることであ
る。
Another major method of preventing sedimentation growth is to use feedwater hardness
Precipitation as insoluble sludge that can be easily removed by discharging from the boiler. In this method, the polymer is used to disperse insoluble particulates to prevent the particulates from adhering to the hot surfaces of the equipment and to remove sludge in mud drums that are difficult to remove. To prevent hard and dense sediment. The most common precipitant used is phosphate, which removes most of the calcium from the recirculated water as calcium phosphate. Thus, the main difference between the treatment of cooling water and the treatment of boiler water using phosphates is to prevent calcium phosphate from precipitating in the cooling water and to precipitate calcium phosphate in the treatment of boiler water. However, the dispersion is maintained by the polymer.

スラツジを分散させ、または硬度質のカチオンをキレ
ートするのに現在用いられている通常の重合体には、ポ
リアクリル酸、ポリメタクリル酸、スルホネートスチレ
ンとマレイン酸とのコーポリマー、およびアクリル酸と
アクリルアミドとのコーポリマーが包含される。
Common polymers currently used to disperse sludge or chelate hard cations include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, copolymers of sulfonate styrene and maleic acid, and acrylic acid and acrylamide. And copolymers thereof.

従つて、本発明の目的は、従来の重合体添加物よりも
水性系において改良されたリン酸塩の安定性を示すター
ポリマーおよびインターポリマーを提供することであ
る。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide terpolymers and interpolymers that exhibit improved phosphate stability in aqueous systems over conventional polymer additives.

また、本発明の目的は、水性系において、鉄、および
亜鉛、およびこれらの塩の安定化のために選ばれたター
ポリマーを提供することである。
It is also an object of the present invention to provide terpolymers selected for stabilizing iron and zinc and their salts in aqueous systems.

更に、本発明の目的は、無機微粒物および濃厚な水性
スラリーを分散させる選ばれたある種のターポリマーお
よびインタポリマーを提供することである。
It is a further object of the present invention to provide certain selected terpolymers and interpolymers in which the inorganic particulates and the thick aqueous slurry are dispersed.

更に、本発明の目的は、高いpH条件において水溶性お
よび加水分解安定性を維持し、かつ改良された安定化性
能および分散性能を有するターポリマーおよびインター
ポリマーを提供することである。
It is a further object of the present invention to provide terpolymers and interpolymers that maintain water solubility and hydrolytic stability at high pH conditions and have improved stabilizing and dispersing performance.

発明の概要 本発明者は、水性系に、(メタ)アクリル酸およびそ
の塩から誘導された単位の約10〜約84重量%、アクリル
アミドアルキルまたはアリールスルホネートから誘導さ
れた単位の11重量%以上約40重量%以下、およびある種
のビニルエステル、酢酸ビニル、および置換アクリルア
ミドから選ばれた1種またはそれ以上の単位の少なくと
も約5〜約50重量%、を含有する低分子量かつ水溶性の
ターポリマーおよびインターポリマーの添加によつて、
水性系を効果的に安定化させることができることを、予
想に反して、見出した。これらのターポリマーおよびイ
ンターポリマーは、水性系に添加したときに、従来の添
加剤と比較して、水溶性を維持しながら、改良されたリ
ン酸塩安定化および鉄と亜鉛の分散性を、予想に反して
示す。また、好ましいターポリマーおよびインターポリ
マーは、高いpH条件において、高度の加水分解安定性を
示す。更に、(メタ)アクリル酸およびその塩の約60〜
約90重量%、および置換アクリルアミドの約40〜約10重
量%から造られ、かつ重量平均分子量約2500〜約8000を
有するコーポリマーが、予想に反して、水性系中の亜鉛
およびその塩のための沈殿防止剤として有用であること
も見出された。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have found that in aqueous systems, about 10 to about 84% by weight of units derived from (meth) acrylic acid and salts thereof, 11% by weight or more of units derived from acrylamidoalkyl or aryl sulfonates. Low molecular weight and water soluble terpolymer containing up to 40% by weight and at least about 5 to about 50% by weight of one or more units selected from certain vinyl esters, vinyl acetate, and substituted acrylamides And by the addition of the interpolymer,
It has been unexpectedly found that aqueous systems can be effectively stabilized. These terpolymers and interpolymers, when added to aqueous systems, have improved phosphate stabilization and iron and zinc dispersibility while maintaining water solubility as compared to conventional additives. Show unexpectedly. Also, preferred terpolymers and interpolymers exhibit a high degree of hydrolytic stability under high pH conditions. In addition, (meth) acrylic acid and its salt about 60 ~
Copolymers made from about 90% by weight, and about 40 to about 10% by weight of the substituted acrylamide, and having a weight average molecular weight of about 2500 to about 8000, unexpectedly produce zinc and its salts in aqueous systems Have also been found to be useful as suspending agents.

発明の詳細 本発明者は、選択された重量比において、少なくとも
3種の選択された単量体から造られた、選択された低分
子量のターポリマーおよびインターポリマーが、それら
と相応する従来のホモポリマー、コーポリマー、および
これらの混合物と比較して、前記既知単量体の夫々の有
益なスケール防止特性および分散特性を組み入れるよう
に計画し、かつ水性系のための安定剤として予想できな
い改良された結果を生じさせることができることを見出
した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present inventors have determined that at selected weight ratios, selected low molecular weight terpolymers and interpolymers made from at least three selected monomers can be combined with their corresponding conventional homopolymers. Compared to polymers, copolymers, and mixtures thereof, it is planned to incorporate the beneficial anti-scaling and dispersing properties of each of the known monomers and to provide unexpected improvements as stabilizers for aqueous systems It has been found that results can be produced.

本発明に有用であることが見出されたターポリマーお
よびインターポリマーは、 (イ)(メタ)アクリル酸、およびその塩、 (ロ)アクリルアミドアルキル、またはアリールスルホ
ネート、および (ハ)ある種のビニルエステル、酢酸ビニル、および置
換アクリルアミド、から誘導された少なくも1単位、 である少なくとも3種のタイプの単量体から誘導された
単位を含有している。
Terpolymers and interpolymers that have been found to be useful in the present invention include (a) (meth) acrylic acid and its salts, (b) acrylamidoalkyl or aryl sulfonates, and (c) certain vinyls. At least one unit derived from an ester, vinyl acetate, and substituted acrylamide, and contains units derived from at least three types of monomers.

(メタ)アクリル酸、およびその塩から誘導されるタ
ーポリマーまたはインタポリマーの単位の重量%は、約
10−約84%、好ましくは少なくとも約30%である。
The weight percent of terpolymer or interpolymer units derived from (meth) acrylic acid and salts thereof is about
10 to about 84%, preferably at least about 30%.

これら(メタ)アクリル酸、およびその塩は、 式(A): 〔式中、R1は、水素、またはCH3であり、 Xは、水素、金属カチオン、またはN−(R2(式
中、R2は、水素、C1-CC4アルキル基、C1-C4ヒドロキシ
アルキル基、または、これらの混合物)〕 を有している。
These (meth) acrylic acids and salts thereof have the formula (A): Wherein R 1 is hydrogen or CH 3 , X is hydrogen, a metal cation, or N- (R 2 ) 4 (where R 2 is hydrogen, a C 1 -CC 4 alkyl group, C 1 -C 4 hydroxyalkyl group or a mixture thereof)].

好ましい(メタ)アクリル酸およびその塩には、アク
リル酸、メタクリル酸、およびそれらのナトリウム塩が
包含される。他のビニルジカルボン酸、およびそれらの
無水物、例えばマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、お
よびそれらの無水物も、(メタ)アクリル酸の全ての代
り、またはその1部として用いることもできるし、水性
系を安定化するのに使用するためのターポリマーおよび
インターポリマーの塩成分も用いることができる。
Preferred (meth) acrylic acids and salts thereof include acrylic acid, methacrylic acid, and their sodium salts. Other vinyl dicarboxylic acids and their anhydrides, such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and their anhydrides, can also be used in place of all or part of (meth) acrylic acid, Terpolymer and interpolymer salt components for use in stabilizing aqueous systems can also be used.

アクリルアミドアルキルまたはアリールスルホネート
から誘導されるターポリマーまたはインターポリマーの
単位は、11重量%以上、かつ約40重量%以下でなければ
ならない。ターポリマーまたはインターポリマー中の、
アクリルアミドアルキルまたはアリールスルホネート単
位の濃度が、11重量%またはそれ以下であるならば、安
定化性能の有意の低下を生じ、また、選択されたターポ
リマーまたはインターポリマー中のこの単位が約40重量
%より多ければ、この選択されたターポリマーまたはイ
ンターポリマーの経済的存続に影響を受ける。本発明の
ターポリマーまたはインターポリマーに有用なアクリル
アミドアルキルまたはアリールスルホネートは、 式(B): (式中、R3は、水素、またはメチルであり、 R4は、水素、またはC1-C4アルキル基であり、 R5は、C1-C8アルキル基、またはC8-C10アラルキル基で
あり、 Xは、式(A)の定義と同じである) を有する。
The units of the terpolymer or interpolymer derived from acrylamidoalkyl or arylsulfonate should be no less than 11% by weight and no more than about 40% by weight. In a terpolymer or interpolymer,
If the concentration of the acrylamidoalkyl or arylsulfonate unit is 11% by weight or less, a significant decrease in stabilization performance will occur, and if the unit in the selected terpolymer or interpolymer is about 40% by weight. More will affect the economic viability of the selected terpolymer or interpolymer. Acrylamide alkyl or aryl sulfonates useful in the terpolymers or interpolymers of the present invention have the formula (B): Wherein R 3 is hydrogen or methyl, R 4 is hydrogen or a C 1 -C 4 alkyl group, and R 5 is a C 1 -C 8 alkyl group or C 8 -C 10 An aralkyl group, and X is the same as defined in the formula (A).

ターポリマーまたはインターポリマーの他の単位は、
次の、式(C)により定義されたビニルエステル、式
(D)によつて定義された酢酸ビニル、または、式
(E)によつて定義された置換アクリルアミド、の1種
またはそれ以上から誘導される。これら単位の1種また
はそれ以上は、ターポリマーまたはインターポリマーの
中に夫々組み入れることができる。ターポリマーまたは
インターポリマー中のこの第3成分の単位の全濃度は、
少なくとも約5〜約50重量%、好ましくは約5〜約30重
量%の範囲である。
Other units of the terpolymer or interpolymer are:
Derived from one or more of the following vinyl esters as defined by formula (C), vinyl acetate as defined by formula (D), or substituted acrylamide as defined by formula (E): Is done. One or more of these units can be incorporated into a terpolymer or interpolymer, respectively. The total concentration of units of this third component in the terpolymer or interpolymer is
It ranges from at least about 5 to about 50% by weight, preferably from about 5 to about 30% by weight.

選択されたビニルエステルは、 式(C): 〔式中、R6は、ハロゲン、または、CH3であり、 R7は、C1-C6アルキル基、C6-C10アリール基、C6-C10
ラルキル基、または (式中、R8は、水素、または、CH3であり、 R9は、C1-C6アルキル基、または、水素であり、 nは、1〜3の整数である)〕 を有する。
The vinyl ester selected has the formula (C): Wherein R 6 is halogen or CH 3 , R 7 is a C 1 -C 6 alkyl group, a C 6 -C 10 aryl group, a C 6 -C 10 aralkyl group, or (Wherein, R 8 is hydrogen or CH 3 , R 9 is a C 1 -C 6 alkyl group or hydrogen, and n is an integer of 1 to 3)].

式(C)によつて示されたビニルエステルは、式
(A)によつて示された(メタ)アクリル酸塩からは異
つている。
The vinyl esters represented by formula (C) are different from the (meth) acrylates represented by formula (A).

酢酸ビニル単位は、 式(D): によつて示すことができる。The vinyl acetate unit has the formula (D): Can be indicated by

置換アクリルアミド単位は、 式(E): 〔式中、R10は、水素、または、CH3であり、 R11およびR12は、水素、C1-C8アルキル基、C6-C8シクロ
アルキル基、ベンジル基、または式(C)で定義した如
き、 式 の、いづれかであり、ただしR11とR12の両方が共に水素
ではない〕 によつて示すことができる。
The substituted acrylamide unit has the formula (E): Wherein R 10 is hydrogen or CH 3 , R 11 and R 12 are hydrogen, C 1 -C 8 alkyl, C 6 -C 8 cycloalkyl, benzyl, or a compound represented by the formula (C Expression, as defined in R 11 and R 12 are not both hydrogen.]

(メタ)アクリル酸およびその塩の単位は、それ自体
で使用したときは、低水準の性能を可能にするコスト的
に有効な沈殿防止剤または分散剤である。アクリルアミ
ドアルキルまたはアリールスルホネート単位は、(メ
タ)アクリル酸およびその塩成分に、改良されたカルシ
ウム許容量およびリン酸塩安定化性を提供し、かつ鉄が
存在しているときに改良された安定化を提供する。第3
成分の単位が、選択されたビニルエステル、置換アクリ
ルアミド、または酢酸ビニル、であるときは、本発明者
は、リン酸塩、亜鉛、および無機微粒物に対するアクリ
ルアミドアルキルまたはアリールスルホネート成分の安
定化効率が、予想できないほど増加したことを見出し
た。
The units of (meth) acrylic acid and its salts, when used by themselves, are cost effective suspending or dispersing agents that enable low levels of performance. The acrylamidoalkyl or aryl sulfonate units provide (meth) acrylic acid and its salt components with improved calcium tolerance and phosphate stabilization, and improved stabilization when iron is present I will provide a. Third
When the unit of the component is a selected vinyl ester, substituted acrylamide, or vinyl acetate, the present inventors have determined that the stabilization efficiency of the acrylamide alkyl or aryl sulfonate component against phosphates, zinc, and inorganic particulates. And found that it increased unexpectedly.

また、選択されたターポリマーまたはインターポリマ
ーの水溶性は、選択された重量比で、アクリルアミドま
たはアリールスルホネート成分に、ビニルエステルまた
は酢酸ビニル単位を添合させることによって改良される
ことが見出された。第3成分の単位が置換アクリルアミ
ドであり、ビニルエステルまたは酢酸ビニルでないとき
は、結果として得られたターポリマーの加水分解安定性
が予想できないほど改良されることが見出された。
It has also been found that the water solubility of the selected terpolymer or interpolymer can be improved by incorporating vinyl ester or vinyl acetate units into the acrylamide or arylsulfonate component at selected weight ratios. . It has been found that when the unit of the third component is a substituted acrylamide, not a vinyl ester or vinyl acetate, the hydrolytic stability of the resulting terpolymer is unexpectedly improved.

本発明者は、1種以上のタイプの同じ第3成分の単量
体単位(すなわち、2種のタイプの選択されたビニルエ
ステル)がインターポリマーを造るのに用いられたとき
は、その安定化性能特性は、そのような単量体単位の1
種だけの同じ濃度を含む選択されたターポリマーと比較
して有意に改良されないことを見出した。
The inventor has noted that when one or more types of the same third component monomer units (ie, two types of selected vinyl esters) were used to make an interpolymer, the stabilization of the same was achieved. The performance characteristics indicate that one such monomer unit
It was found that there was no significant improvement compared to selected terpolymers containing the same concentration of species only.

また、本発明者は、2−アクリルアミド−2−メチル
プロパンスルホン酸(AMPS)が、好ましい置換アクリル
アミドスルホネートであり、t−ブチルアクリルアミ
ド、t−オクチルアクリルアミド、およびジメチルアク
リルアミドのようなヒンダードアミドが、好ましい(ア
ルキル)置換アクリルアミドであることを見出した。
The inventor has also found that 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) is a preferred substituted acrylamidosulfonate, and hindered amides such as t-butylacrylamide, t-octylacrylamide, and dimethylacrylamide, Preferred (alkyl) substituted acrylamides have been found.

選択された重量比において選択された単位を含有する
本発明の方法に有用なターポリマーおよびインターポリ
マーは、約3000〜約25,000の範囲の重量平均分子量、好
ましくは約4000〜約8000の重量平均分子量を有する。
Terpolymers and interpolymers useful in the methods of the invention containing the selected units in the selected weight ratios have a weight average molecular weight in the range of about 3000 to about 25,000, preferably about 4000 to about 8000. Having.

本発明の最も好ましいターポリマーは、(メタ)アク
リル酸またはその塩の単位の約57重量%、AMPSの23重量
%、およびビニルエステル、酢酸ビニル、またはアクリ
ル置換アクリルアミドの20重量%を有し、かつ分子量が
約4500〜約5500の重量平均分子量の範囲にあるターポリ
マーである。
The most preferred terpolymer of the present invention has about 57% by weight of units of (meth) acrylic acid or salt thereof, 23% by weight of AMPS, and 20% by weight of vinyl ester, vinyl acetate, or acryl-substituted acrylamide, And a terpolymer having a molecular weight in the range of about 4500 to about 5500 weight average molecular weight.

次の方法は、本発明を実施するのに有用なターポリマ
ーおよびインターポリマーを合成するために使用するこ
とができる。
The following methods can be used to synthesize terpolymers and interpolymers useful in practicing the present invention.

ターポリマーおよびインターポリマーの合成 一般に、先行技術には、(メタ)アクリル酸の低分子
量コーポリマーを製造するためのいくつかの適当な合成
方法が記載されている。これらの方法は、本発明に有用
なターポリマーおよびインターポリマーを製造するのに
使用することができる。
Synthesis of Terpolymers and Interpolymers In general, the prior art describes some suitable synthetic methods for producing low molecular weight copolymers of (meth) acrylic acid. These methods can be used to produce terpolymers and interpolymers useful in the present invention.

米国特許第4,314,004号には、1種のそのような適当
なコーポリマーの合成方法が記載されており、その記載
は本明細書の1部として本明細書の中に援用される。こ
の方法は、本発明に有用な所望の低分子量重合体を得る
ために、重合開始剤の特定した濃度範囲、および開始剤
濃度およびある種の金属塩の濃度の特定したモル比範囲
を必要としている。好ましい重合開始剤は、過酸化物化
合物、例えば過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過
酸化水素、およびt-ブチルハイドロペルオキシドであ
る。開始剤の好ましい濃度範囲は、単量体の重量を基準
として約1〜約20重量%である。分子量を調節するのに
使用される金属塩には、好ましくは、塩化第1銅、塩化
第2銅、臭化第1銅、臭化第2銅、硫酸第2銅、酢酸第
2銅、塩化第1鉄、塩化第2鉄、硫酸第1鉄、リン酸第
2鉄、およびリン酸第1鉄が包含される。重合開始剤:
金属塩のモル比は、好ましくは、約40:1〜約80:1の間に
ある。本発明に有用な(メタ)アクリル酸のターポリマ
ーおよびインターポリマーは、好ましくは、溶液の全重
量を基準として約40〜約50%の重合体濃度で水中で製造
する。
U.S. Pat. No. 4,314,004 describes a method for synthesizing one such suitable copolymer, the description of which is incorporated herein by reference. This method requires a specified concentration range of the polymerization initiator and a specified molar ratio range of the initiator concentration and the concentration of certain metal salts to obtain the desired low molecular weight polymer useful in the present invention. I have. Preferred polymerization initiators are peroxide compounds such as ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, and t-butyl hydroperoxide. A preferred concentration range for the initiator is from about 1 to about 20% by weight, based on the weight of the monomer. The metal salts used to control the molecular weight preferably include cuprous chloride, cupric chloride, cuprous bromide, cupric bromide, cupric sulfate, cupric acetate, Ferrous, ferric chloride, ferrous sulfate, ferric phosphate, and ferrous phosphate are included. Polymerization initiator:
The molar ratio of the metal salt is preferably between about 40: 1 to about 80: 1. Terpolymers and interpolymers of (meth) acrylic acid useful in the present invention are preferably prepared in water at a polymer concentration of about 40 to about 50%, based on the total weight of the solution.

前述の低分子量のターポリマーおよびインターポリマ
ーを製造するための他の有用な方法は、米国特許第4,30
1,266号明細書に記載されている。この記載は本明細書
の1部として本明細書中に援用される。この方法におい
ては、分子量調節剤としてまた反応溶媒としてイソプロ
パノールを使用する。また、反応溶媒は、イソプロパノ
ールの少なくとも45重量%を含有するイソプロパノール
と水との混合物を用いることもできる。重合開始剤は、
遊離基開始剤、例えば過酸化水素、過硫酸ナトリウム、
過硫酸カリウム、または過酸化ベンゾイルである。重合
は、120〜200℃の温度で加圧下で実施する。溶媒中のコ
ーポリマーの濃度は、好ましくは、全溶液の重量を基準
として25〜45%である。重合が完了したときには、イソ
プロパノールを反応器から蒸溜し、重合体を塩基を用い
て中和する。
Another useful method for producing the aforementioned low molecular weight terpolymers and interpolymers is described in U.S. Pat.
No. 1,266. This description is incorporated herein by reference. In this method, isopropanol is used as a molecular weight regulator and as a reaction solvent. Further, as the reaction solvent, a mixture of isopropanol and water containing at least 45% by weight of isopropanol can be used. The polymerization initiator is
Free radical initiators such as hydrogen peroxide, sodium persulfate,
Potassium persulfate or benzoyl peroxide. The polymerization is carried out under pressure at a temperature of from 120 to 200 ° C. The concentration of the copolymer in the solvent is preferably between 25 and 45%, based on the weight of the total solution. When the polymerization is complete, isopropanol is distilled from the reactor and the polymer is neutralized with a base.

本発明に有用な低分子量ターポリマーおよびインター
ポリマーを製造するための他の方法は、米国特許第3,64
6,099号に記載されており、この記載は本明細書の1部
として本明細書中に援用される。この方法は、シアノ含
有オリゴマーの製造に指向されているが、しかし、本発
明に有用な低分子量重合体を製造するために用いること
ができる。この方法は、重合分子量調節剤として重亜硫
酸塩を使用し、結果的に得られる重合体はスルホネート
末端基を有している。好ましい重亜硫酸塩は重亜硫酸ナ
トリウムであり、その濃度は単量体の重量を基準として
3〜20重量%である。遊離基重合開始剤は、過硫酸アン
モニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過酸化
水素、またはt−ブチルハイドロペルオキシドである。
開始剤の濃度は、単量体を基準として約0.2〜約10重量
%である。重合温度は、好ましくは20〜65℃であり、水
性溶媒中の重合体の濃度は、全溶液重量を基準として25
〜55重量%である。
Another method for producing low molecular weight terpolymers and interpolymers useful in the present invention is disclosed in U.S. Pat.
No. 6,099, which is incorporated herein by reference. This method is directed to the production of cyano-containing oligomers, but can be used to produce low molecular weight polymers useful in the present invention. This method uses bisulfite as a polymerization molecular weight regulator and the resulting polymer has sulfonate end groups. A preferred bisulfite is sodium bisulfite, the concentration of which is 3-20% by weight, based on the weight of monomer. The free radical polymerization initiator is ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, or t-butyl hydroperoxide.
The concentration of the initiator is from about 0.2 to about 10% by weight based on the monomer. The polymerization temperature is preferably 20-65 ° C., and the concentration of the polymer in the aqueous solvent is 25% based on the total solution weight.
~ 55% by weight.

試験方法 次に、水性系中におけるリン酸カルシウムの沈殿を安
定化するための本発明のターポリマーおよびインターポ
リマーを使用して実施した試験方法を示す。
Test Method Next, a test method performed using the terpolymer and the interpolymer of the present invention for stabilizing precipitation of calcium phosphate in an aqueous system will be described.

2種の冷却用水を用いた。その1種は、鉄汚染物およ
び少量のリン酸塩を含有する水であり、他の1種は、鉄
汚染物を含有しないで高濃度のリン酸塩イオンを含有し
ている水である。ターポリマー、インターポリマー、ま
たは比較用の従来の重合体の添加によつて生じる沈殿防
止%は、次式によつて計算する。
Two types of cooling water were used. One is water containing iron contaminants and small amounts of phosphate, and the other is water containing no iron contaminants and high concentrations of phosphate ions. The percent settling generated by the addition of the terpolymer, interpolymer, or comparative conventional polymer is calculated by the following formula:

T:アスコルビン酸法を用いて分析した試験の結末におい
て溶液中に残存しているリン酸塩イオンの部/ミリオン
(million)(ppm).〔APHA standard,13th edition,
page532,(1971)〕 I:試験の始めにおける水溶液中のリン酸塩のppm. 次の一般的操作法を、前記2種の水を用いる試験のた
めに使用した。
T: part of phosphate ion remaining in the solution / million (ppm) at the end of the test analyzed using the ascorbic acid method. (APHA standard, 13th edition,
page532, (1971)] I: ppm of phosphate in aqueous solution at the beginning of the test. The following general procedure was used for the two water tests.

カルシウムイオン(Ca+2)および試験により任意的に
第2鉄イオン(Fe+3)を含む原液を、最終試験溶液に必
要とする濃度の2倍の濃度において塩化物の塩から造つ
た。
A stock solution containing calcium ions (Ca +2 ) and optionally ferric ions (Fe +3 ) was made from the chloride salt at twice the concentration required for the final test solution.

リン酸塩イオン(PO4 -3)を含む第2の原液を、最終
試験溶液に必要とする濃度の2倍の濃度においてリン酸
二ナトリウムから造つた。
A second stock solution containing phosphate ions (PO 4 -3 ) was made from disodium phosphate at twice the concentration required for the final test solution.

活性重合体(酸形として表し)の0.1重量%を含む原
液を造つた。
A stock solution was made containing 0.1% by weight of the active polymer (expressed in acid form).

4オンスのジヤー(jar)中に、前記原液を次の順序
で添加した。
In a 4 oz jar, the stock solution was added in the following order.

1.リン酸塩原液の50ml。1. 50ml of phosphate stock solution.

2.重合体原液の1ml、1.5ml、または2.0ml. これは夫々10ppm、15ppm、または20ppmの活性重合体
を生成する。
2. 1 ml, 1.5 ml, or 2.0 ml of the polymer stock solution. This produces 10 ppm, 15 ppm, or 20 ppm of the active polymer, respectively.

3.カルシウムイオン原液の50ml. 得られた混合物の夫々のpHを8.5に調節した。次いで
ジヤーに蓋をし、水浴中で、第1表に示した如く、リン
酸塩原液によつて、70℃で17または24時間置いた。この
時間の終りにおいて、ジヤーを水浴から除き、0.22ミク
ロンの瀘紙を用いて溶液を濾過した。次いで、濾過した
溶液を、アスコルビン酸法を用いて分析し部/ミリオン
(ppm)を算出した。試薬濃度、重合体組成物、分子
量、および試験結果を第1表に示す。
3. 50 ml of calcium ion stock solution. The pH of each of the resulting mixtures was adjusted to 8.5. The jar was then capped and placed in a water bath at 70 ° C. for 17 or 24 hours according to the phosphate stock solution, as shown in Table 1. At the end of this time, the jar was removed from the water bath and the solution was filtered using 0.22 micron filter paper. Next, the filtered solution was analyzed using the ascorbic acid method to calculate parts / million (ppm). Table 1 shows the reagent concentrations, polymer compositions, molecular weights, and test results.

実施例1-10は比較例である。実施例11-49は、選択さ
れた単位および濃度を有するターポリマーおよびインタ
ーポリマーが、アクリル酸とAMPSとのコーポリマー、ア
クリル酸と同様なビニルエステルとのコーポリマー、お
よびアクリル酸とアルキル置換アクリルアミドとのコー
ポリマーよりも、改良されたリン酸塩安定化を示すこと
を例示している。例えば、試料2と3は従来の低分子量
のアクリル酸/AMPSコーポリマーのリン酸塩の安定化作
用を示している。しかしこれらのコーポリマーは、アク
リル酸とAMPSの単位を含む選択されたターポリマー(例
えば、試料18)と比較して、貧弱なリン酸塩の安定化作
用(試験条件2)を示していることに気付くであろう。
更に、実施例4(アクリル酸とヒドロキシエチルメタク
リレートとのコーポリマー)は、鉄とリン酸塩を含有す
る水に対する貧弱な安定化作用を示している。一方、試
料17と18は、選択されたターポリマーを使用して顕著な
改良を示している。また、アクリル酸とヒドロキシプロ
ピルアクリレートとの従来のコーポリマー(試料5)
は、選択されたアクリル酸/AMPS/HPAターポリマーを使
用している試料27-32と比較して、その効果において貧
弱である。試料7のアクリル酸/アルキル置換アクリル
アミドコーポリマーは、置換アクリルアミドを含有する
本発明の選択されたターポリマー、例えば試料38と39、
と比較して、貧弱なリン酸塩および鉄の安定化作用を示
している。更に、アクリル酸、AMPS、および非置換アク
リルアミドから造られた比較ターポリマーも、本発明の
アクリル酸/AMPS/置換アクリルアミドまたはビニルエス
テルのターポリマーと比較して、貧弱な性能を示してい
る。試料16と17は、選択されたターポリマー中のAMPS単
位が、11%より多いことが必要であることを示してい
る。
Example 1-10 is a comparative example. Examples 11-49 show that terpolymers and interpolymers with selected units and concentrations are copolymers of acrylic acid and AMPS, copolymers of acrylic acid and similar vinyl esters, and acrylic acid and alkyl-substituted acrylamide. And shows improved phosphate stabilization over the copolymers of US Pat. For example, Samples 2 and 3 show the conventional low molecular weight acrylic acid / AMPS copolymer phosphate stabilizing effect. However, these copolymers show poor phosphate stabilization (Test Condition 2) compared to selected terpolymers containing acrylic acid and AMPS units (eg, Sample 18). You will notice
Furthermore, Example 4 (copolymer of acrylic acid and hydroxyethyl methacrylate) shows a poor stabilizing effect on water containing iron and phosphate. On the other hand, Samples 17 and 18 show a significant improvement using the selected terpolymer. Also, a conventional copolymer of acrylic acid and hydroxypropyl acrylate (sample 5)
Is poor in its effect compared to samples 27-32 using the selected acrylic acid / AMPS / HPA terpolymer. The acrylic acid / alkyl substituted acrylamide copolymer of Sample 7 is a selected terpolymer of the invention containing substituted acrylamide, such as Samples 38 and 39,
Shows poor phosphate and iron stabilizing effects as compared to. In addition, comparative terpolymers made from acrylic acid, AMPS, and unsubstituted acrylamide also show poor performance as compared to the acrylic acid / AMPS / substituted acrylamide or vinyl ester terpolymers of the present invention. Samples 16 and 17 show that the AMPS units in the selected terpolymer need to be greater than 11%.

試料11-13(アクリル酸エチル)、試料15(酢酸ビニ
ル)、試料14(アクリル酸t−ブチル)、試料16-26
(ヒドロキシエチルメタクリレート)、試料27-32(ヒ
ドロキシプロピルアクリレート)および試料45-46(セ
ロソルブアクリレート)は、アクリル酸/AMPSコーポリ
マー(試料3)と比較して、ビニルエステル単位の少な
くとも5重量%を添合した選択されたターポリマーの有
効性能を示している。
Sample 11-13 (ethyl acrylate), Sample 15 (vinyl acetate), Sample 14 (t-butyl acrylate), Sample 16-26
(Hydroxyethyl methacrylate), Samples 27-32 (Hydroxypropyl acrylate) and Samples 45-46 (Cellosolve acrylate) contained at least 5% by weight of vinyl ester units compared to acrylic acid / AMPS copolymer (Sample 3). Figure 4 shows the effective performance of the selected terpolymer incorporated.

更に、試料3および10と、試料33-44との比較は、ア
クリル酸/AMPSおよび非置換アクリルアミドから造られ
たターポリマーよりも、置換アクリルアミドを組み入れ
たターポリマーの、予想することのできない有効性能を
示している。
In addition, a comparison of Samples 3 and 10 with Samples 33-44 demonstrates the unexpected and unexpected performance of terpolymers incorporating substituted acrylamide over terpolymers made from acrylic acid / AMPS and unsubstituted acrylamide. Is shown.

試料11-13、18-21、28-30、33-35、38および39は、タ
ーポリマー中の第3成分単位の量の増加、アクリル酸の
量の減少、における効果を示している。多くの場合、リ
ン酸塩安定化作用は、ターポリマー中の第3成分の単位
の量が5重量%以上に増加するときに、その改良が示さ
れる。
Samples 11-13, 18-21, 28-30, 33-35, 38 and 39 show the effect on increasing the amount of the third component unit in the terpolymer and decreasing the amount of acrylic acid. In many cases, the phosphate stabilizing effect is shown to improve when the amount of units of the third component in the terpolymer increases to 5% by weight or more.

試料48と49は、少なくとも5重量%の濃度におけるビ
ニルエステル単量体とアルキル置換アルキルアクリルア
ミドの両方を含有する選択されたインターポリマーが使
用されるならば、ターポリマーより更に改良がなされる
ことを示している。比較において、試料47は、2種類の
ビニルエステルを、アクリル酸およびAMPSと共にインタ
ーポリマーを造るのに使用したときは、これらビニルエ
ステルのいずれか1種を同量含む選択されたターポリマ
ーよりも実質的な改良は生起しないことを示している。
Samples 48 and 49 show that a further improvement would be made over the terpolymer if a selected interpolymer containing both a vinyl ester monomer and an alkyl-substituted alkylacrylamide at a concentration of at least 5% by weight was used. Is shown. In comparison, sample 47 shows that when the two vinyl esters were used to make an interpolymer with acrylic acid and AMPS, they were substantially more effective than the selected terpolymer containing equal amounts of any one of these vinyl esters. No significant improvement has occurred.

また、選択されたターポリマーおよびインターポリマ
ーは、炭酸塩および硫酸塩を含有する水性系を安定化す
るのに有効である。第2表は、炭酸カルシウムと硫酸カ
ルシウムに対する沈殿防止作用を示している。硫酸カル
シウムの測定値は標準試験方法(NACE standard TM-03-
74)を用いて得た値であり、炭酸カルシウムの測定値は
米国特許第4,326,980号に記載された方法と同じ方法を
用いて得た値であり、これらは本明細書の1部として本
明細書中に援用される。
Also, the selected terpolymers and interpolymers are effective in stabilizing aqueous systems containing carbonates and sulfates. Table 2 shows the effect of preventing precipitation on calcium carbonate and calcium sulfate. The measured value of calcium sulfate is determined by the standard test method (NACE standard TM-03-
74), and the calcium carbonate measurements were obtained using the same method as described in U.S. Pat. No. 4,326,980, which are incorporated herein by reference. Used in the book.

水性系におけるリン酸塩、炭酸塩、および硫酸塩に対
する安定化作用に加えて、本発明者は、選択されたター
ポリマーおよびインターポリマーが水中に懸濁された無
機微生物のための有用な分散剤であることを見出した。
これを例示するために本発明者は、カオリンクレーまた
は酸化鉄を含む水性系を使用して、懸濁された、泥、シ
ルト、またはその他の親水性微粒物、例えば炭酸カルシ
ウム、を含む水性系を摸造した。カオリンクレーは泥、
シルト、または炭酸カルシウムのような無機微粒物の摸
擬品である。酸化鉄は、再循環冷却用水中の疎水性微粒
物として通常見出されるので選んだ。酸化鉄の分散性試
験は、疎水性微粒物、例えば、リン酸鉄、および種々の
形態のリン酸カルシウム、水酸化鉄、および酸化鉄、を
分散させる選択されたターポリマーの能力を示す。
In addition to the stabilizing effect on phosphates, carbonates and sulfates in aqueous systems, the inventors have determined that useful dispersants for inorganic microorganisms in which selected terpolymers and interpolymers are suspended in water. Was found.
To exemplify this, the inventor has used an aqueous system containing kaolin clay or iron oxide to produce an aqueous system containing suspended, mud, silt, or other hydrophilic particulates, such as calcium carbonate. Was imitated. Kaolin clay is mud,
Simulated product of inorganic fine particles such as silt or calcium carbonate. Iron oxide was chosen because it is commonly found as a hydrophobic particulate in recirculating cooling water. Iron oxide dispersibility tests indicate the ability of selected terpolymers to disperse hydrophobic particulates, such as iron phosphate, and various forms of calcium phosphate, iron hydroxide, and iron oxide.

カオリン分散性および酸化鉄分散性試験に用いた試験
方法は次の如くである。
The test methods used for the kaolin dispersibility and iron oxide dispersibility tests are as follows.

カオリン分散性試験 マルチミツクス用カツプ中に、炭酸カルシウムとして
200ppmのCaCl2を含む水の430ml、およびハイドライトUF
カオリン(1000ppmカオリン)の0.43g、を入れた。この
混合物を10分間混合し、次いで、混合物のpHを水酸化ナ
トリウムを用いてpH7.5に調節した。調節された混合物
の100mlを4オンスのジヤーに入れ、それに重合体の5pp
m(pH8.0に調節された0.1%溶液の0.5ml)を加えた。こ
のジヤーに蓋をし、撹拌しないで2時間放置した。次い
で、各ジヤー中の上部20mlを1オンスのガラスびん中に
入れ、このガラスびん中の溶液の濁度をHF型DRT 100D濁
度計を用いて測定し、比濁計による濁度単位(NTU)と
して示した。この結果を第3表に示した。
Kaolin dispersibility test As calcium carbonate in multimix cups
430 ml of water containing 200 ppm CaCl 2 and Hydrite UF
0.43 g of kaolin (1000 ppm kaolin) was added. The mixture was mixed for 10 minutes, then the pH of the mixture was adjusted to pH 7.5 using sodium hydroxide. 100 ml of the conditioned mixture is placed in a 4 oz. Jar, into which 5 pp of polymer
m (0.5 ml of a 0.1% solution adjusted to pH 8.0) was added. The jar was capped and left for 2 hours without stirring. Next, the upper 20 ml of each jar was placed in a 1 oz glass bottle, and the turbidity of the solution in the vial was measured using an HF type DRT 100D turbidimeter, and the turbidity unit (NTU ). The results are shown in Table 3.

酸化鉄分散性試験は、マルチミツクス用カツプ中に、
炭酸カルシウムとして200ppmのCaCl2を含む水の430ml、
およびFe2O3〔フイツシヤー試薬(Fisher reagent)〕
(700ppm Fe 203)を入れることによつて実施した。こ
の混合物を15分間混合し、次いでpHを水酸化ナトリウム
を用いてpH7.5に調節した。次いで、その100mlを採つて
4オンスのジヤー中に入れ、それに重合体の3ppm(pH8.
0に調節された0.1%溶液の0.3ml)を加えた。このジヤ
ーに蓋をし、低速度の振盪機上に15分間置いた。振盪の
次にジヤーを撹拌しないで4時間放置した。次いで、各
ジヤー中の上部20mlを採り1オンスのガラスびん中に入
れ、HF型100D濁度計を用いて測定しNTUとして示した。
より高いNTU値はより良好な分散性を示す。その結果を
第3表に示した。
The iron oxide dispersibility test was performed in a multi-mix cup.
430 ml of water containing 200 ppm CaCl 2 as calcium carbonate,
And Fe 2 O 3 (Fisher reagent)
(700 ppm Fe 203). The mixture was mixed for 15 minutes and then the pH was adjusted to pH 7.5 using sodium hydroxide. A 100 ml aliquot was then placed in a 4 oz. Jar, into which 3 ppm of polymer (pH 8.
0.3 ml of a 0.1% solution adjusted to 0) was added. The jar was capped and placed on a low speed shaker for 15 minutes. Following shaking, the jar was left unstirred for 4 hours. The upper 20 ml of each jar was then taken and placed in a 1 oz glass bottle and measured using an HF type 100D turbidimeter and indicated as NTU.
Higher NTU values indicate better dispersibility. The results are shown in Table 3.

一般に、選択されたターポリマーは、カオリンおよび
酸化鉄のための従来のコーポリマー用の分散剤よりも改
良された微粒物分散性を示した。
In general, the selected terpolymers showed improved particulate dispersibility over conventional copolymer dispersants for kaolin and iron oxide.

次の表は、本発明の選択されたターポリマーは、既知
のコーポリマーおよびホモポリマーと比較して、水性系
におけるリン酸塩用安定剤および無機微粒物用分散剤と
しての改良された性能を示す比較データーを提示する。
The following table shows that selected terpolymers of the present invention have improved performance as stabilizers for phosphates and dispersants for inorganic particulates in aqueous systems compared to known copolymers and homopolymers. Present the comparative data shown.

比較試料50は、M(重量平均)5070を有し、アクリ
ル酸/AMPS(6.7/93.7重量%)コーポリマーの19%(活
性重合体固体)と、アクリル酸とHEMA(80/20重量%、
M5460)のコーポリマーの81%(活性)とを混合する
ことによつ造つた。公平な比較をするために、活性重合
体混合物の24.8ppmを、ターポリマーの20ppmに対して比
較した。1.24倍の係数は、アクリル酸66重量%/AMPS 18
重量%とHEMA 16重量%を、ターポリマー試料(20およ
び25)に比較し得るAA 82重量%、AMPS 22重量%とHEMA
20重量%の全ての組成物に結果として生じさせた。
Comparative sample 50 has an M (weight average) of 5070, 19% (active polymer solids) of acrylic acid / AMPS (6.7 / 93.7% by weight) copolymer, acrylic acid and HEMA (80/20% by weight,
M5460) with 81% (active) of the copolymer. For a fair comparison, 24.8 ppm of the active polymer mixture was compared to 20 ppm of the terpolymer. The coefficient of 1.24 times is 66% by weight of acrylic acid / AMPS 18
% By weight and 16% by weight of HEMA can be compared to terpolymer samples (20 and 25) by 82% by weight of AA, 22% by weight of AMPS and HEMA
20% by weight of all compositions resulted.

比較試料51は、AA/EA(70/30重量%)コーポリマー
(M5340)の66重量%(活性)、AA/AMPS(6.3/93.7
重量%)コーポリマー(M5070)の25重量%(活
性)、およびポリAA(M4570)の9重量%(活性)、
を混合することによつて造つた。
Comparative sample 51 contains 66% by weight (active) of AA / EA (70/30% by weight) copolymer (M5340) and AA / AMPS (6.3 / 93.7%).
% By weight) 25% by weight of copolymer (M5070) (active) and 9% by weight of poly AA (M4570) (active),
Was made by mixing

比較試料52は、AA/HPA(62/38重量%)コーポリマー
(M3000)の60重量%(活性)、AA/AMPS(6.3/96.7
重量%)コーポリマー(M5070)の25重量%(活
性)、およびポリAA(M4570)の15重量%(活性)、
を混合することによつて造つた。
Comparative sample 52 was composed of 60% by weight (activity) of AA / HPA (62/38% by weight) copolymer (M3000) and AA / AMPS (6.3 / 96.7%).
% By weight) 25% by weight of copolymer (M5070) (active) and 15% by weight of poly AA (M4570) (active),
Was made by mixing

比較試料53は、AA/t-BAM(70/30重量%)コーポリマ
ー(M2770)の66.7重量%(活性)、AA/AMPS(6.3/9
3.7重量%)コーポリマー(M5070)の24.5重量%
(活性)、およびポリAA(M4570)の8.8重量%、を
混合することによつて造つた。
Comparative sample 53 was composed of 66.7% by weight (activity) of AA / t-BAM (70/30% by weight) copolymer (M2770) and AA / AMPS (6.3 / 9%).
3.7% by weight) 24.5% by weight of copolymer (M5070)
(Active), and 8.8% by weight of poly AA (M4570).

前述と同じ一般的操作によつて行つた比較試験の結果
を第4表に示す。
Table 4 shows the results of comparative tests performed by the same general procedure as described above.

第4表は、全組成物において、ターポリマーの組成物
に実質的に均等であるように配合されたコーポリマーの
混合物と比較して、リン酸塩安定化作用および無機微粒
物分散性に対するターポリマーの予想することができな
い優秀性を示している。
Table 4 shows the terpolymer for phosphate stabilizing action and inorganic fines dispersibility in all compositions as compared to a mixture of copolymers formulated to be substantially equivalent to the terpolymer composition. It shows the unexpected excellence of the polymer.

水性系において、低濃度において微粒物を分散させる
ことに加えて、本発明者は、カオリンクレーまたは炭酸
カルシウムの濃厚分散液またはスラリーの粘度を減少さ
せるための分散剤としての選択されたターポリマーの能
力を調べた。カオリンクレースラリーのために用いられ
た試験操作は次の如くである。
In addition to dispersing the particulates at low concentrations in aqueous systems, the present inventors have determined that selected terpolymers as dispersants to reduce the viscosity of concentrated dispersions or slurries of kaolin clay or calcium carbonate. The ability was checked. The test procedure used for the kaolin clay slurry is as follows.

1のステンレススチール製混合用カツプ中にpH約7.
0の選択された重合体の10%溶液6.13g、炭酸ナトリウム
の20%溶液4.66g、および水溶液重量を210gにするのに
充分な水を入れた。これにASPカオリンクレーの490gを
加え、得られた混合物を、マルチミキサー(multimixe
r)を用いて低速度にて約5分間、続いて高速度にて15
分間撹拌してスラリーを造つた。次いで、その結果得ら
れた0.125重量%(クレー上の重合体)分散剤を有する7
0重量%クレースラリーの500gを採り、1パイントジヤ
ー(pint jar)中に入れ、蓋をし、スラリーが室温に冷
却するまでゆつくり振盪した。次いでスラリーの粘度
を、B型RV粘度計(Brookfield RV uiscometer)を用い
て測定し、またスラリーのpHを測定した。このパイント
ジヤー中に、10%重合体溶液0.88g、およびカオリンク
レー2.05gを加えた(全分散剤量を0.025重量%高め、か
つカオリンクレー固体を70%に保持する)。次いで、こ
のパイントジヤーをマルチミキサーを用いて高速度にて
2分間撹拌した。その粘度を測定し、次いで、重合体お
よびクレーを追加して加え、混合し、前述の如く測定を
繰返した。それらの結果を第5表に示す。
PH 7 in a stainless steel mixing cup.
6.13 g of a 10% solution of the selected polymer of 0, 4.66 g of a 20% solution of sodium carbonate, and enough water to bring the aqueous solution weight to 210 g. To this, 490 g of ASP kaolin clay was added, and the resulting mixture was mixed with a multimixer (multimixe).
r) for about 5 minutes at low speed, followed by 15 minutes at high speed.
Stir for a minute to make a slurry. Then, with 0.125% by weight of the resulting (polymer on clay) dispersant, 7
500 g of a 0 wt% clay slurry was taken, placed in a pint jar, capped and shaken gently until the slurry had cooled to room temperature. The viscosity of the slurry was then measured using a Brookfield RV uiscometer and the pH of the slurry was measured. 0.88 g of a 10% polymer solution and 2.05 g of kaolin clay were added to the pint jia (adding 0.025% by weight of the total dispersant and keeping the kaolin clay solids at 70%). The pint jer was then stirred at high speed for 2 minutes using a multi-mixer. The viscosity was measured and then additional polymer and clay were added and mixed, and the measurements were repeated as described above. Table 5 shows the results.

濃厚炭酸カルシウムスラリーに対するターポリマーの
分散性を測定するために用いられた試験操作は次の如く
である。
The test procedure used to determine the dispersibility of the terpolymer in the concentrated calcium carbonate slurry is as follows.

1容のステンレススチール製混合用カツプ中に、pH
約7.0の10%重合体溶液の17.5g、および水溶液の重量を
300gにするのに充分な水を入れた。これにM60沈降炭酸
カルシウム(Mississippi Lime Company製)の700gを添
加し、次いでマルチミキサーを用いて低速度で約5分間
撹拌してスラリーを造つた。次いで、このスラリーを高
速度で15分間撹拌した。次いでその結果得られた0.25重
量%(CaCO3上の重合体)を有する70重量%CaCO3スラリ
ーの500gをパイントジヤー中に注入し、蓋をし、スラリ
ーが室温に冷却するまでゆつくり振盪した。次いで、ス
ラリーの粘度をB型RV粘度計を用いて測定した。このス
ラリーに、10%重合体溶液の1.76g、および炭酸カルシ
ウム4.10gを加え全分散剤量を0.05重量%高め、一方、
スラリー固体を70%に維持した。次いで、このスラリー
をマルチミキサーを用いて高速度で2分間撹拌しその粘
度を測定した。前述の如くこれらの工程を繰返し、第6
表にその粘度の減少を示した。
PH 1 in a 1 volume stainless steel mixing cup
17.5 g of a 10% polymer solution of about 7.0, and the weight of the aqueous solution
Pour enough water to make 300g. To this, 700 g of M60 precipitated calcium carbonate (manufactured by Mississippi Lime Company) was added, followed by stirring at low speed for about 5 minutes using a multi-mixer to form a slurry. The slurry was then stirred at high speed for 15 minutes. Then poured the resulting 0.25 wt% to 500g of 70 wt% CaCO 3 slurry with a (polymer on CaCO 3) in Paintojiya, capped, slurry was shaken make boiled to cool to room temperature. Next, the viscosity of the slurry was measured using a B-type RV viscometer. To this slurry, 1.76 g of a 10% polymer solution and 4.10 g of calcium carbonate were added to increase the total dispersant amount by 0.05% by weight, while
The slurry solids were maintained at 70%. Next, the slurry was stirred at a high speed for 2 minutes using a multi-mixer, and the viscosity was measured. These steps are repeated as described above,
The table shows the decrease in viscosity.

第5表および第6表は、水性カオリンクレースラリー
および炭酸カルシウムスラリーに対する、分散剤として
のターポリマーおよびインターポリマーの有効性を示し
ている。重合体濃度が増加するにつれて、スラリー粘度
は、その粘度が最小に達するまで減少する。重合体濃度
が最小粘度になるのに必要な濃度以上に増加すると粘度
は増加し始める。分散剤を添加していないときのスラリ
ーの粘度は極めて高いので、20RPMにおいては測定でき
ない。
Tables 5 and 6 show the effectiveness of terpolymers and interpolymers as dispersants on aqueous kaolin clay slurries and calcium carbonate slurries. As the polymer concentration increases, the slurry viscosity decreases until the viscosity reaches a minimum. The viscosity begins to increase as the polymer concentration increases above that required to reach a minimum viscosity. The viscosity of the slurry when no dispersant is added is extremely high and cannot be measured at 20 RPM.

水処理用に用いられた重合体の加水分解安定性は重要
である。多くの水処理用配合物、特にポリリン酸塩を含
有する配合物は、高いpH(pH11以上)を保持し、ポリリ
ン酸塩からオルトリン酸塩への戻りを防がなければなら
ない。高いpHに安定でない重合体は、ポリリン酸塩から
分離して包装しなければならない。第7表は本発明のい
くつかのターポリマーの加水分解安定性の比較を示して
いる。この試験は、脱イオン水を用いて10%(活性)重
合体溶液を造り、その溶液をpH13.5に調節し、次いで、
この調節された試料を第7表に示されている間隔で70℃
オーブン中に置き、次いで、20ppm重合体濃度における
高リン酸塩水(試験条件2に示す如き)中のリン酸塩の
沈殿を防ぐ重合体の能力を調べた。沈殿防止%による有
意の減少は、重合体が加水分解的に安定でないことを示
している。
The hydrolytic stability of the polymer used for water treatment is important. Many water treatment formulations, especially those containing polyphosphate, must maintain a high pH (pH 11 or higher) to prevent the return of polyphosphate to orthophosphate. Polymers that are not stable to high pH must be packaged separately from the polyphosphate. Table 7 shows a comparison of the hydrolytic stability of some terpolymers of the present invention. This test creates a 10% (active) polymer solution using deionized water, adjusts the solution to pH 13.5, and then
The conditioned sample was heated at 70 ° C at the intervals shown in Table 7.
The polymer was placed in an oven and then tested for its ability to prevent phosphate precipitation in high phosphate water (as shown in Test Condition 2) at 20 ppm polymer concentration. A significant decrease with the percent settling inhibition indicates that the polymer is not hydrolytically stable.

この表は、AA/AMPS/ビニルエステルターポリマー(試
料13,20,および31)が、高い初期防止性能を有しており
ながら、加水分解に対して安定でなく、それ故、高pH配
合物から分離して包装しなければならないことを示して
いる。
This table shows that the AA / AMPS / vinyl ester terpolymers (samples 13, 20, and 31) are not hydrolytically stable, while having high initial protection, and therefore high pH formulations Indicates that it must be separated and packaged.

AA/AMPS/アルキル置換アクリルアミドのターポリマーで
ある試料35および39は、加水分解に対して安定であつて
高い初期リン酸塩沈殿防止性能を維持しており、それ
故、単一の包装で高pH配合物と配合することができる。
Samples 35 and 39, terpolymers of AA / AMPS / alkyl-substituted acrylamide, are hydrolytically stable and maintain high initial phosphate settling performance, and are therefore highly packaged in a single package. It can be combined with a pH formulation.

重合体を水処理用として適切に機能させるためには、
重合体は、その重合体を水に添加したときに水溶性でな
ければならない。与えられた組成物に関して、重合体の
分子量が減少すれば重合体の水に対する溶解度は増加す
る。それ故、溶解性に関するターポリマーを含む組成物
の効果の有効な比較をなすためには、重合体は、同じ分
子量において比較しなければならない。第8表は、選択
されたターポリマーと、これと同分子量を有するコーポ
リマーおよびホモポリマーとの、溶解性に関する比較を
示している。水溶液の夫々は、100ppm(活性)重合体お
よび炭酸カルシウムとして6000ppm CaCl2を含有してい
る。試料を4オンス容ジヤー中に入れ、次いで61℃の湯
浴中に置く。次いで、試料を平衡温度にし、520nmフイ
ルターを使用するブリンクマン(Brinkman)PC/600比色
計を用いて透過率%を測定した。重合体の高い溶解性
は、高い透過率%によつて示される。
In order for the polymer to function properly for water treatment,
The polymer must be water-soluble when the polymer is added to water. For a given composition, the solubility of the polymer in water increases as the molecular weight of the polymer decreases. Therefore, the polymers must be compared at the same molecular weight in order to make a valid comparison of the effect of the composition comprising the terpolymer on solubility. Table 8 shows a comparison of the solubility of selected terpolymers with copolymers and homopolymers having the same molecular weight. Each of the aqueous solutions contains 100 ppm (active) polymer and 6000 ppm CaCl 2 as calcium carbonate. The sample is placed in a 4 oz. Jar and then placed in a 61 ° C. water bath. The samples were then brought to equilibrium temperature and the percent transmission was measured using a Brinkman PC / 600 colorimeter using a 520 nm filter. The high solubility of the polymer is indicated by a high% transmission.

第8表は、ほぼ同じMにおいて、本発明の、AA/AMS
とビニルエステルモノマーまたはアルキル置換アクリル
アミドのいずれかとのターポリマー(試料30および39)
は、AA/AMPSのコーポリマー(試料3)またはAAとビニ
ルエステルとのコーポリマー(試料6)よりも、より多
い溶解性を有していることを示している。AA/置換アク
リルアミドコーポリマーの溶解性は、AA/EAコーポリマ
ーの溶解性と同等であり、これすなわち、本発明のAA/A
MPS/置換アクリルアミドターポリマーよりもより少ない
溶解性を有することが容易に予想されよう。
Table 8 shows that AA / AMS of the present invention at almost the same M
Terpolymer of vinyl ester monomer or alkyl-substituted acrylamide (Samples 30 and 39)
Indicates that it has more solubility than the AA / AMPS copolymer (Sample 3) or the copolymer of AA and vinyl ester (Sample 6). The solubility of the AA / substituted acrylamide copolymer is equivalent to that of the AA / EA copolymer, i.e., the AA / A of the present invention.
It would easily be expected to have less solubility than the MPS / substituted acrylamide terpolymer.

更に、(メタ)アクリル酸およびその塩約60〜約90重
量%、および置換アクリルアミド約40〜約10重量%から
造られ、かつ約2500〜約8000の重量平均分子量を有する
重合体は水性系中における亜鉛およびその塩に対する沈
殿防止剤として、予想することができないほど有用であ
ることが見出された。その結果を、試料7によつて第9
表に示す。
In addition, polymers made from about 60 to about 90% by weight of (meth) acrylic acid and its salts, and about 40 to about 10% by weight of substituted acrylamide, and having a weight average molecular weight of about 2500 to about 8000, are present in aqueous systems. Has been found to be unexpectedly useful as a suspending agent for zinc and salts thereof. The result was converted to the ninth
It is shown in the table.

工業上で使用されたボイラー処理用重合体と本発明の
ターポリマーとの比較は、これらの性能の有用な判定基
準を提供する。典型的には、重合体は約0.5〜約5mg/Lの
用量でボイラー用供給水中に入れる。再循環ボイラー水
中には、水蒸気の生成に基因する溶解固体の濃縮のため
に、典型的には、重合体濃度は約5〜約50mg/Lになるで
あろう。
Comparison of industrially used boiler treating polymers with the terpolymers of the present invention provides a useful measure of their performance. Typically, the polymer is placed in boiler feed water at a dose of about 0.5 to about 5 mg / L. In recirculated boiler water, the polymer concentration will typically be from about 5 to about 50 mg / L due to concentration of dissolved solids due to the formation of water vapor.

これらの重合体の効能試験に用いられた選別法は、19
85年11月4〜7日にピツツバーグPAで行われた国際水会
議(International Water Conference)の第46年会にお
いて提案された方法に基づいている。“ボイラにおける
濁度と形態学についての処理および温度効果(Treatmen
t and Temperature Effects on Turbidity and Morphol
ogy in Boilers)”と題した報文には、Fe3O4およびFe
(OH)として加えられた鉄を有するカルシウムおよび
マグネシウムの過大量を含有する合成ボイラー水を使用
する方法が記載されている。
The screening method used to test the efficacy of these polymers was 19
It is based on the method proposed at the 46th Annual Meeting of the International Water Conference, Pittsburgh PA, November 4-7, 1985. "Treatment and temperature effects on turbidity and morphology in boilers (Treatmen
t and Temperature Effects on Turbidity and Morphol
ogy in Boilers) ”includes Fe 3 O 4 and Fe
A method is described that uses synthetic boiler water containing an excess of calcium and magnesium with iron added as (OH) 3 .

この合成ボイラー水は、そのような組成における硬度
を有する物質の洩れをうけている実際のボイラー水、ま
たは供給水に比較することができる。この方法において
は、分散されたボイラースラツジの沈降を防ぐ重合体の
能力は、1時間沈降後の分散液の濁度を測定することに
よつて定めた。
This synthetic boiler water can be compared to actual boiler water, or feed water, which is leaking material having hardness in such a composition. In this method, the ability of the polymer to prevent settling of the dispersed boiler sludge was determined by measuring the turbidity of the dispersion after settling for one hour.

これらの試験に使用した合成ボイラー用水は次の如く
して造つた。
The synthetic boiler water used in these tests was made as follows.

a.5.68g/L水酸化カルシウム溶液の14.78g b.6.63g/L硫酸マグネシウム溶液の14.78g c.4.24%Na3PO4・12H2O溶液の14.78g d,1.81%Na2SiO3・9H2O溶液の14.78g e.5.41%Na2CO3溶液の14.78g f.FeCl3から造り、かつpH11に調節された228mg/L Fe+3
を含有する分散液の137.72g 上記の混合物を2l容メスフラスコに入れた。このフラ
スコにFe3O4の50mgを加え、脱イオン水を加えて標線ま
で充した。
a.5.68g / L 14.78g c.4.24% Na 3 PO 4 · 12H 2 O solution 14.78gd of 14.78g b.6.63g / L magnesium sulfate solution calcium hydroxide solution, 1.81% Na 2 SiO 3 · 9H 14.78 g of a 2 O solution e. 5.78 g / L Fe +3 made from 14.78 g f.FeCl 3 of a 5.41% Na 2 CO 3 solution and adjusted to pH 11
137.72 g of the above dispersion was placed in a 2 l volumetric flask. 50 mg of Fe 3 O 4 was added to the flask, and deionized water was added to fill the marked line.

合成ボイラー用水分散液の100mlを4オンス容ジヤー
中に入れ、実験室用振盪器上に高速度で10分間置いた。
100 ml of the aqueous synthetic boiler dispersion was placed in a 4 oz. Jar and placed on a laboratory shaker at high speed for 10 minutes.

次いで、ジヤーを振盪器から除き、pH9.5に調節され
た0.1%活性重合体の脱イオン水溶液の0.5または1.0ml
を加えた(活性重合体の5または10mg/Lに相応する)。
次いで、ジヤーを振盪器上に高速度で5分間置いた。分
散液の上部20mlをピペツトで採り、その濁度を測定し比
濁計による濁度単位(NTU)として示した。この試験に
おいて、高濁度は、ボイラー水中のスラツジの良好な分
散性を示している。
The jar was then removed from the shaker and 0.5 or 1.0 ml of a 0.1% active polymer deionized aqueous solution adjusted to pH 9.5.
Was added (corresponding to 5 or 10 mg / L of active polymer).
The jar was then placed on a shaker at high speed for 5 minutes. The upper 20 ml of the dispersion was pipetted and the turbidity was measured and indicated as turbidity units (NTU) by nephelometer. In this test, high turbidity indicates good dispersibility of the sludge in the boiler water.

前記諸成分の混合物から得られた固体は次の組成を有
している。
The solid obtained from the mixture of the above components has the following composition:

溶解した固体 リン酸塩 46mg/L シリカ 12mg/L 硫酸塩 39mg/L 炭酸塩 226mg/L ナトリウム 214mg/L 分散した固体 ハイドロキシアパタイト 57mg/L サーペンチン 38mg/L マグネタイト 25mg/L ヘマタイト 25mg/L 試験結果を次の第10表に示す。Dissolved solid phosphate 46mg / L Silica 12mg / L Sulfate 39mg / L Carbonate 226mg / L Sodium 214mg / L Dispersed solid hydroxyapatite 57mg / L Serpentin 38mg / L Magnetite 25mg / L Hematite 25mg / L The results are shown in Table 10 below.

この第10表から明らかな如く、本発明のターポリマー
(試料G-J)は、従来使用された重合体よりも、ボイラ
ースラツジを分散させる良好な能力を有している。これ
は、5mg/Lおよび10mg/Lの添加重合体固体における高いN
TU値によつて証されている。
As is apparent from Table 10, the terpolymer of the present invention (Sample GJ) has a better ability to disperse boiler sludge than the conventionally used polymer. This is due to the high N in the 5 mg / L and 10 mg / L spiked polymer solids.
Proven by TU values.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン ナトリ アメリカ合衆国ペンシルバニア州アムブ ラー,ウエルシユ ロード 504 (56)参考文献 特開 昭61−42400(JP,A) 特公 昭59−44119(JP,B2) 米国特許4432884(US,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jillon Natri, 504 Welshille Road, Ambler, PA, United States of America 504 (56) References JP-A-61-42400 (JP, A) JP-B-59-44119 (JP, B2) US Patent 4,432,884 (US, A)

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(メタ)アクリル酸およびその塩の10〜84
重量%、アクリルアミドアルキルスルホネートまたはア
クリルアミドアリールスルホネートの11重量%以上40重
量%以下、およびビニルエステル、酢酸ビニル、および
置換アクリルアミドから成る群から選ばれた1種または
それ以上の単位の少なくとも5〜50重量%、を含有する
水溶性重合体の有効量を水性系に添加することから成
る、水性系の安定化法。
(1) 10-84 of (meth) acrylic acid and a salt thereof
% By weight, 11% by weight or more and 40% by weight or less of acrylamidoalkylsulfonate or acrylamidoarylsulfonate, and at least 5 to 50% by weight of one or more units selected from the group consisting of vinyl esters, vinyl acetate, and substituted acrylamides. % Of an aqueous system comprising adding an effective amount of a water-soluble polymer to the aqueous system.
【請求項2】水性系中の、無機リン酸塩、炭酸塩、また
は硫酸塩の沈殿を防止するのに有効である、特許請求の
範囲第1項記載の方法。
2. The method of claim 1 which is effective in preventing precipitation of inorganic phosphate, carbonate, or sulfate in an aqueous system.
【請求項3】水性系中の、鉄、亜鉛、それらの塩、泥、
シルト、およびクレーから成る群から選ばれた無機微粒
物を分散させるのに有効である、特許請求の範囲第1項
記載の方法。
3. An aqueous system comprising iron, zinc, their salts, mud,
2. The method of claim 1 which is effective for dispersing inorganic particulates selected from the group consisting of silt and clay.
【請求項4】前記水溶性重合体が、3000〜25000の範囲
の重量平均分子量を有する、特許請求の範囲第1項記載
の方法。
4. The method of claim 1 wherein said water-soluble polymer has a weight average molecular weight in the range of 3000-25000.
【請求項5】前記水溶性重合体が、(メタ)アクリル酸
およびそれらの塩の10〜84重量%、2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸の11重量%以上40重量
%以下、およびビニルエステル、酢酸ビニル、および置
換アクリルアミドから成る群から選ばれた1種またはそ
れ以上の単位の少なくとも5〜50重量%から成る、特許
請求の範囲第1項記載の方法。
5. The water-soluble polymer comprises 10 to 84% by weight of (meth) acrylic acid and a salt thereof, 11% to 40% by weight of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and vinyl. The method of claim 1, wherein the method comprises at least 5 to 50% by weight of one or more units selected from the group consisting of esters, vinyl acetate, and substituted acrylamides.
【請求項6】ビニルエステルが、 式 〔式中、R6は、ハロゲン、または、CH3であり、 R7は、C1-C6アルキル基、C6-C10アリール基、C6-C10
ラルキル基、または (式中、R8は、水素、または、CH3であり、 R9は、C1-C6アルキル基、または水素であり、 nは、1〜3の整数である)〕 を有することを特徴とする、特許請求の範囲第1項また
は第5項に記載の方法。
6. A vinyl ester having the formula Wherein R 6 is halogen or CH 3 , R 7 is a C 1 -C 6 alkyl group, a C 6 -C 10 aryl group, a C 6 -C 10 aralkyl group, or (In the formula, R 8 is hydrogen or CH 3 , R 9 is a C 1 -C 6 alkyl group or hydrogen, and n is an integer of 1 to 3)]. A method according to claim 1 or 5, characterized by the features.
【請求項7】置換アクリルアミドが、 式 〔式中、R10は、水素、または、CH3であり、 R11およびR12は、水素、C1-C8アルキル基、 C6-C8シクロアルキル基、ベンジル基、または (式中、R8は、水素、または、CH3であり、 R9は、C1-C6アルキル基、または、水素であり、 nは、1〜3の整数である) のいずれかであり、ただしR11とR12の両方が共に水素で
はない〕 を有することを特徴とする、特許請求の範囲第1項また
は第5項に記載の方法。
7. The substituted acrylamide has the formula Wherein R 10 is hydrogen or CH 3 , R 11 and R 12 are hydrogen, C 1 -C 8 alkyl group, C 6 -C 8 cycloalkyl group, benzyl group, or (Wherein R 8 is hydrogen or CH 3 , R 9 is a C 1 -C 6 alkyl group or hydrogen, and n is an integer of 1 to 3) And wherein both R 11 and R 12 are not hydrogen.]. The method according to claim 1 or 5, wherein
【請求項8】前記水溶性重合体が、4000〜8000の重量平
均分子量を有するターポリマーである、特許請求の範囲
第1項記載の方法。
8. The method of claim 1, wherein said water-soluble polymer is a terpolymer having a weight average molecular weight of 4000 to 8000.
【請求項9】(メタ)アクリル酸およびその塩の10〜84
重量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸の11重量%以上40重量%以下、および 式 〔式中、R10は、水素、または、CH3であり、 R11およびR12は、水素、C1-C8アルキル基、 C6-C8シクロアルキル基、ベンジル基、または (式中、R8は、水素、または、CH3であり、 R9は、C1-C6アルキル基、または水素であり、 nは、1〜3の整数である) のいずれかであり、ただしR11とR12の両方が共に水素で
はない〕 を有する置換アクリルアミドの5〜50重量%から成るタ
ーポリマーである、特許請求の範囲第8項記載の方法。
9. 10-84 of (meth) acrylic acid and a salt thereof
% By weight, 11% by weight or more and 40% by weight or less of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and formula Wherein R 10 is hydrogen or CH 3 , R 11 and R 12 are hydrogen, C 1 -C 8 alkyl group, C 6 -C 8 cycloalkyl group, benzyl group, or (Wherein, R 8 is hydrogen or CH 3 , R 9 is a C 1 -C 6 alkyl group or hydrogen, and n is an integer of 1 to 3) 9. A process according to claim 8 wherein the terpolymer comprises from 5 to 50% by weight of a substituted acrylamide having the formula: wherein both R 11 and R 12 are not hydrogen.
【請求項10】前記水溶性重合体が、(メタ)アクリル
酸またはその塩の57重量%、2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸の23重量%、およびビニルエ
ステル、酢酸ビニル、および置換アクリルアミドから成
る群から選ばれた第3成分の単位の20重量%から成り、
かつ4500〜5500の重量平均分子量を有するターポリマー
である、特許請求の範囲第1項記載の方法。
10. The water-soluble polymer is (meth) acrylic acid or 57% by weight of a salt thereof, 2-acrylamide-2-
23% by weight of methylpropanesulfonic acid and 20% by weight of units of a third component selected from the group consisting of vinyl esters, vinyl acetate and substituted acrylamides;
The method according to claim 1, which is a terpolymer having a weight average molecular weight of 4500 to 5500.
【請求項11】水溶性重合体が、アクリル酸の10〜84重
量%、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸の11重量%以上40重量%以下、および置換アクリル
アミドの少なくとも5〜50重量%から成り、かつ高pH条
件下で加水分解に対して安定である、特許請求の範囲第
1項記載の方法。
11. A water-soluble polymer comprising 10 to 84% by weight of acrylic acid, 11% to 40% by weight of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and at least 5 to 50% by weight of substituted acrylamide. 2. The method according to claim 1, wherein the method comprises hydrolyzing under high pH conditions.
【請求項12】前記水性系が、炭酸カルシウム、リン酸
カルシウム、水酸化マグネシウム、蛇絞石、マグネタイ
ト、ヘマタイトから成る群から選ばれた溶解および分散
された固体を含有するボイラであり、かつ前記ボイラー
水に添加された前記重合体の濃度が0.1〜500ppmであ
る、特許請求の範囲第1項記載の方法。
12. The boiler, wherein the aqueous system is a boiler containing a dissolved and dispersed solid selected from the group consisting of calcium carbonate, calcium phosphate, magnesium hydroxide, serpentine, magnetite, and hematite. 2. The method according to claim 1, wherein the concentration of the polymer added to the mixture is 0.1 to 500 ppm.
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