[发明专利]水处理用组合物

说明书

本发明涉及基于含琥珀酰重复单元的可生物降解聚合物、杀生物氧化剂和取代或未取代的氨基磺酸的水处理用组合物；它们在冷却回路中用于调理水的应用；以及调理方法。

当天然水用于工业目的时，例如作为冷却水，所用的水在物理上和/或也可能在化学上发生特定的或非预期的变化。譬如，在开放的循环冷却系统中，温度的改变，浓缩以及由于二氧化碳从冷却塔中放出导致pH的升高，都是不可避免的。

由于浓缩以及因二氧化碳的排出导致pH的升高，使得硬度成分，特别是钙离子和碳酸根离子的浓度增加。如果天然水在使用前处于平衡(石灰-二氧化碳平衡)，则硬度成分浓度增加将导致过饱和。为防止水垢沉积(结壳)，特别是在传热表面上，必须通过加入添加剂(“水垢抑制剂”)对水进行处理。

在水处理中使用添加剂的另一个，有时甚至是主要的目的，乃是对金属材料保护以防腐蚀。例如，当非合金的碳钢用在开放循环冷却系统中时，最好加入充足量缓蚀剂，因为此种系统中的主导条件(氧饱和、盐积聚)会导致腐蚀的加剧。

WO 97/39078建议使用可生物降解聚合物，例如聚天冬氨酸或其他含天冬氨酸聚合物配合以杀生物作用氧化剂来调理冷却回路中的水。

文中特别提到一些实验，实验中考察了10mg/l的分子量约3000的聚天冬氨酸在0.4mg/l的次氯酸钠存在下的抑垢活性，结果在4h测定期间没有观察到抑垢活性的下降。当加入0.4mg/l的次氯酸钠与次溴酸钠按1∶1重量比的混合物时，4h后仍保持着初始活性的95％。

再有，在带有冷却塔的冷却回路中、一个月内，在不加或加入0.2mg/l的次氯酸钠形式的氯的条件下试验了聚天冬氨酸的浓度：不加氯，日剂量20～50mg/l的聚天冬氨酸，确立了11mg/l～2mg/l的浓度；加入氯，确立了约20mg/l的浓度。

WO 97/39078的混合物的缺点在于，其中所用的聚合物在相当大的程度上与杀微生物剂如氯、溴或释放卤素的产物发生反应，这一点可通过杀生物剂浓度的降低看出。

显然，由于与杀生物剂之间的反应，部分聚天冬氨酸也遭到破坏，结果，不再能达到所要求的抑垢和/或缓蚀活性。

在许多情况下，尽管有可能通过提高聚天冬氨酸剂量做出补偿，至少在一定程度上，但是这样使用聚天冬氨酸的经济效益势必将受到损失。

因此，本发明的目的是提供一种基于含琥珀酰重复单元的聚合物的水处理用组合物，其成分在长时间内保持稳定，因此其使用在经济上合算，即便在冷却回路中，特别是在具有较长停留时间的回路中使用。

该目的是这样达到的，即，将含琥珀酰重复单元的聚合物与杀生物作用氧化剂进行混合，并作为稳定剂，加入未取代或取代的氨基磺酸。稳定剂在这里的作用是防止或大大减少聚合物与氧化剂之间的反应。

虽然，氨、胺、酰胺或氨基磺酸作为氯的稳定剂已公开在US-P4,711,724和US-P 3,170,883中，并且US-P 4,642,194公开了氨基磺酸和有机磺酰胺(EP-A 0569220)作为特定膦酸对氯，以及在US-P4,759,852中对溴的稳定剂的使用，但是氨基磺酸以及氨基磺酸的有机衍生物用于使聚天冬氨酸对氯和溴稳定的做法，在此前的文献中从未提到过。

氨基磺酸在使卤素对含琥珀酰重复单元的聚合物稳定方面的高效力令本领域技术人员吃惊，因为在该聚合物本身中就存在着酰胺结构。因此，附加酰胺的加入预期应不再产生什么活性。令人惊奇的是，这样做，氧化性杀生物剂与聚合物之间的反应的确大大减少了。

因此，本发明涉及用含琥珀酰重复单元的聚合物，特别是聚天冬氨酸，与杀生物剂和氨基磺酸H₂NSO₃H或氨基磺酸的有机衍生物组合起来作为水处理用组合物的应用，以及此种组合物在冷却回路的水调理中的应用。

本发明使用的聚合物所具有的琥珀酰重复单元具有下列结构之优选地

另外，如果反应程序和原料选择得当，还可存在另一些重复单元，例如

a)下列通式的马来酸单元

b)下列通式的马来酸和富马酸单元

该化学结构优选采用¹³C-NMR(核磁共振)、FT-IR(傅立叶变换红外光谱术)，以及在完全水解之后，采用HPLC(高压液相色谱)、GC(气相色谱)以及GC/MS(气相色谱/质谱)进行分析。