多功能水处理组合物及使用该组合物的水处理方法技术

为了提供一种水处理组合物，所述的组合物在贮存或使用中有优异的稳定性，同时在冷却水中可防止腐蚀、结垢和微生物生长，本发明专利技术提供多功能水处理组合物，包括至少一种选自含有吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐的混合物的组分；有机微生物生长抑制剂；结垢抑制剂；有机膦酸盐和硝酸盐。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。更具体地讲，本专利技术涉及水处理组合物，该组合物在贮存和使用中具有优异的稳定性，并同时能够抑制在开放循环冷却水系统中发生的腐蚀、结垢和微生物生长。简单地说，腐蚀是指在金属材料上形成锈。通常由精炼氧化物得到金属，因此，它有很强的返回热力学稳态的氧化态的性能。所以，很自然在开放循环冷却水系统中会发生腐蚀。由金属腐蚀导致的沉积物，或水中各种二价金属离子与负离子化合物结合而结垢。随着冷却水的温度升高，金属盐的溶解度降低。因此，由于加热例如开放循环冷却水系统的制冷器或热交换器，在相对高温状态的地方容易结垢。如果过量结垢，则可能堵塞管道并降低传热效率，这将导致过度的能耗。微生物如细菌、真菌、苔藓等根据环境条件可以生长得很好或不好。不幸地，冷却塔的环境包括水温、pH、溶解氧含量、矿物质含量和日光为微生物的生长提供了非常合适的条件。如果在这种合适环境中生长的微生物彼此凝结和附着到冷却塔的填料上，它们干扰水和空气的流动，这导致冷却效率的降低。在冷却塔中附着到填料上的微生物淤泥称为矿泥。如果这种矿泥附着在金属管道的表面，由于微生物而可能发生局部的腐蚀。容易发现，腐蚀、结垢和矿泥存在于各种具有流动水管道的工业设备中，包括冷却装置的热交换器。在这种情况下，可能有严重的问题，包括冷却系统设计寿命的缩短、传热效率的降低、细菌感染、环境污染等，由此导致巨大的经济损失。为了克服上述问题，照例开发了各种水处理组合物。然而，对于水处理，常规水处理法分别使用腐蚀抑制剂、结垢抑制剂和微生物抑制剂。如此，仅用化学组合物同时解决腐蚀、结垢和微生物生长的问题是不可能的。例如，常规水处理法通过引入结垢抑制剂抑制结垢，然后通过引入微生物抑制剂抑制微生物生长。作为具有这种单一效应的水处理组合物的例子，包括吡咯化合物和磷酸盐的水处理组合物公开于美国专利4,134,959。另美国专利5,227,133公开使用包括锌盐、钼盐和磷酸盐组合物的冷却水处理方法，以及美国专利5,156,665公开防止微生物生长的方法。然而，为防止腐蚀和结垢的水处理组合物在防止微生物生长方面不太有效果，以及对于防止微生物生长的水处理组合物在防止腐蚀和结垢方面不太有效果。因此，常规水处理组合物的使用受到了限制，而且使用者必须按照水质条件注入合适的水处理组合物。分别开发腐蚀抑制剂、结垢抑制剂和微生物抑制剂的理由是，因为如果全部它们混合形成组合物，那么产品的稳定性就被变差，而且由于缺乏各组分之间的相溶性形成沉淀。另外，不能充分发挥各组分可能的效应。因此，本专利技术目的是为冷却塔提供水处理组合物，和使用该组合物进行水处理的方法，与常规水处理组合物相比，该组合物能够同时抑制腐蚀、结垢和微生物生长，以及使用简便。本专利技术另一个目的是提供水处理组合物，和利用该组合物水处理的方法，该组合物的各组分之间有优异的相溶性，在贮存或使用期间该组合物产品具有优异的稳定性。为了达到上述目的，提供均一的多功能水处理组合物，其至少包括一种选自包含吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐的混合物组分，微生物生长抑制剂，结垢抑制剂，有机膦酸盐和硝酸盐。优选地，用3-异噻唑啉酮作为微生物生长抑制剂，用丙烯酸酯聚合物作为结垢抑制剂。在水处理组合物中，也优选，微生物生长抑制剂的量在0.05到15wt％之间，结垢抑制剂的量在0.5到50wt％之间，上述有机膦酸盐的量在0.2到30wt％之间，其中该量是有机膦酸盐离子的量，和硝酸盐的量在0.02到20wt％之间，其中该量是硝酸离子的量。如果使用正磷酸盐和/或锌盐，那么正磷酸盐和/或锌盐优选的量为0.1～30wt％，其中该量是正磷酸盐离子和/或锌盐离子的总量。如果使用包含吡咯化合物和羧酸盐的混合物，那么优选的吡咯化合物的量为0.01～10wt％，及羧酸盐的量为0.2～40wt％，其中该量是羧酸盐化合物的量。另外，本专利技术也提供一种用于防止腐蚀、结垢和微生物生长的水处理方法，该方法包括引入多功能水处理组合物进入冷却水系统的步骤，所述的组合物至少包含一种选自含有吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐的混合物的组分，微生物生长抑制剂，结垢抑制剂，有机膦酸盐和硝酸盐。专利技术详述以下更详细地描述本专利技术。根据本专利技术，作为在水处理组合物中使用的微生物生长抑制剂，可以使用常规的微生物生长抑制剂。然而，下列化学式1的3-异噻唑啉酮优选作为微生物生长抑制剂，这是由于它与另外化合物优良的相溶性，例如结垢抑制剂、有机膦酸盐、吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐，它对各种微生物具有优异的生长抑制效应，及长期持续的抑制性质。 在化学式1中，R0代表氢原子或氯原子。具体地讲，更优选使用2-甲基-4-异噻唑酮-3-酮，其中在化学式1中R0是氢原子，或5-氯-2-甲基-4-异噻唑酮-3-酮，其中在化学式1中R0是氯原子。最优选使用2-甲基-4-异噻唑酮-3-酮和5-氯-2-甲基-4-异噻唑酮-3-酮的重量混合比为1∶20～20∶1的混合物。在本专利技术的水处理组合物中，化学式1的3-异噻唑啉酮的量在水处理组合物总量中，优选为0.05～15wt％。如果3-异噻唑啉酮的量低于0.05wt％，杀菌效果降低，如果3-异噻唑啉酮的量高于15wt％，杀菌效果提高，但其组合物是不经济的。按照本专利技术，作为在水处理组合物中使用的结垢抑制剂，可以使用常规的结垢抑制剂。然而，下列化学式2的丙烯酸酯聚合物优选为结垢抑制剂，这是由于其与另外化合物优异的相溶性性，例如微生物生长抑制剂、有机膦酸盐、吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐，以及由于二价金属盐优异的防止结垢效应。 在以上的化学式2中，l，m，n可以相同或不同，为0～1000的整数。R代表氢原子、甲基或羧基，而且当R是羧基时，它可以和邻近的羰基结合形成酐环。R1和R8可以相同或不同，各代表氢原子、烷基、羟基或膦酰基。R2和R3可以相同或不同，各代表氢原子或C1-C2的烷基。R4代表氢原子、C1-C5烷基，及R5代表C1-C8烷基或C8-C10芳烷基。X和Y可以相同或不同，各代表氢原子、C1-C5烷基或C1-C5羟烷基。此外，R0包含一个或多个选自如下化学式3、4和5的基团。 在以上化学式中，R6和R12可以相同或不同，各自代表氢原子、C1-C2烷基，R13和R14可以相同或不同，各自代表氢原子、C1-C8烷基、C6-C8环烷基、苄基或如下化学式6的基团。R7代表C1-C6烷基、C6-C10芳烷基或如下化学式6的基团。 在化学式6中，i是1、2或3，R9代表氢原子或C1-C2烷基，R10代表氢原子或C1-C6烷基。本专利技术水处理组合物中，优选的丙烯酸酯聚合物的量为0.5～50wt％。如果丙烯酸酯聚合物的量低于0.5wt％，抑制结垢的能力降低，如果丙烯酸酯聚合物的量高于50wt％，以致结垢的能力提高，但其组合物是不经济的。为提高组分之间的相溶性和防止腐蚀的性能，本专利技术的水处理组合物进一步包括至少一种选自包含吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐的混合物的组分。对于吡咯化合物，优选使用苯并三唑、甲苯基三唑、巯基苯并噻唑或其混合物，更优选使用苯并三唑。对于羧酸盐，优选使用具有3到12碳原子的羧酸盐或其混合物，更优选使用柠檬酸盐。优选，在水处理组合物中吡咯化合物的量为0.01～10wt％，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能水处理组合物，包括： 至少一种选自包含吡咯化合物、羧酸盐、正磷酸盐和锌盐的混合物的组分； 微生物生长抑制剂； 结垢抑制剂； 有机膦酸盐；和 硝酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩淳宗，金真万，崔东镇，崔起昇，
申请(专利权)人：SK化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]