[发明专利]用于抑制腐蚀的组合物和方法

说明书

本发明涉及用于抑制腐蚀的组合物和方法，具体地一种抑制水系统中金属组分上的腐蚀和白锈的组合物和方法。组合物优选包含基于氨基酸的聚合物(最优选为聚天冬氨酸或其盐)、羟基膦酰基乙酸、以及第二膦酸(优选为膦酰基羧酸)，并且不需要使用受管制金属。组合物即使在抗微生物剂的存在下也有效。一种优选的抑制白锈的方法包含向水系统中添加基于氨基酸的聚合物或羟基膦酰基乙酸或两者。一种优选的抑制腐蚀或白锈的方法包含向水系统中添加基于氨基酸的聚合物、羟基膦酰基乙酸、以及膦酰基羧酸。优选地，在添加至水系统中的一定体积的水中时，基于氨基酸的聚合物和羟基膦酰基乙酸各自的活性浓度为至少3ppm。

本申请是申请日为2017年3月30日、发明名称为“用于抑制腐蚀的组合物和方法”的中国专利申请号201780023332.3的分案申请。

相关申请的引证

本申请要求2016年4月14日提交的美国临时申请序列号62/322,616和2016年7月18日提交的美国临时申请序列号62/363,574的权益。

1.技术领域

本发明涉及对水系统中金属组分上的腐蚀或白锈进行抑制的处理组合物和方法。本发明在低LSI(朗格利尔饱和指数(Langelier Saturation Index))水系统(例如开放式再循环系统、闭合回路冷却系统或加热系统、以及锅炉)中发现的腐蚀性环境中特别有用。

2.背景技术

各种水处理组合物被用来减少在水系统(例如开放式再循环系统、闭合回路冷却系统或加热系统、冷却塔、以及锅炉)中与水溶液接触的金属组分上形成腐蚀、矿物污垢和白锈，并帮助保护这些系统的金属组分。这些水系统中通常使用的金属包括铁类金属(包括镀锌钢)、铝及其合金、铜及其合金、铅和焊料。许多已知的腐蚀抑制剂包含受管制的毒性金属，例如锌、铬酸盐和钼酸盐，其对环境有害，并且会增加成本。通常使用锌作为具有高腐蚀性水(低LSI)的水系统中的腐蚀抑制剂。但是由于毒性问题，并且它的使用在一些地区会面临管制，因此它的使用不是所希望的。还使用锡作为锌的非毒性替代，但是它更昂贵。

许多已知的腐蚀抑制剂的性能还会受到使用抗微生物剂的负面影响，所述抗微生物剂通常被用于水系统中以控制微生物的生长。在美国专利号5,523,023中公开了聚天冬氨酸和单膦酸的使用在膦酸为2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTC)时可有效抑制腐蚀，甚至在抗微生物剂的存在下也是如此。‘023专利中优选的膦酸是PBTC，但是包括1-羟基乙烷1,1-二膦酸和羟基膦酰基乙酸(HPA)的另外的膦酸也被认为是合适的。‘023专利中所示的基于聚天冬氨酸和PBTC的使用的腐蚀速率结果比其它腐蚀抑制剂更佳，但是仍需要甚至更大的腐蚀抑制作用，特别是在存在抗微生物剂的情况下。

目前采用的防止白锈的解决方案包括用碳酸锌钝化金属表面并控制水化学以降低形成白锈的可能。已知的处理方法包括使用无机磷酸盐、硫代氨基甲酸盐、有机磷化合物和丹宁酸。例如，美国专利号5,407,597和6,468,470公开了组合物，其包含有机磷化合物(包括PBTC)，钼、钛、钨、或钒的碱金属盐，以及氨基甲酸酯化合物或丹宁酸化合物。美国专利号6,183,649公开了一种用来处理循环水系统的白锈处理组合物，其包含PBTC、聚丙烯酸钠、甲基苯并三唑钠、碱金属钼酸盐、以及碱金属溴化物。‘649专利还公开了以25lb/1,000加仑水/周的速率将1.5％的癸基硫代乙基醚胺(DTEA)水溶液添加至循环水系统，在添加DTEA之后以600ppm每周期的速率添加白锈处理组合物，进行10周期的再循环。

需要对环境更加友好并且能够与抗微生物剂一起充分发挥作用的有效的腐蚀抑制剂和有效的白锈抑制剂组合物和方法。还需要会解决腐蚀和白锈而不需要单独的处理(其可能会彼此负面相互作用)的单一的处理组合物和方法。

发明内容