在堿性次氯酸鹽水性組合物中作為腐蝕抑制劑的高分子量聚丙烯酸和其方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】在堿性次氯酸鹽水性組合物中作為腐蝕抑制劑的高分子量 聚丙烯酸和其方法
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及含有聚丙烯酸作為腐蝕抑制劑的高度堿性和氧化性組合物。
[0002] 己經(jīng)使用低分子量分散劑聚合物作為腐蝕抑制劑。舉例來(lái)說(shuō)，美國(guó)專(zhuān)利5, 976, 414 揭示分子量在500到15, 000范圍內(nèi)的聚丙烯酸在輕度堿性水性組合物中作為腐蝕抑制包 裝的一部分。然而，需要在更高度堿性和氧化性系統(tǒng)中進(jìn)行腐蝕抑制。
[0003] 由本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供在高度堿性和氧化性組合物中改進(jìn)的耐腐蝕性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是針對(duì)一種水性組合物，其pH是至少11并且包含：（a) 2wt% -15wt%的金 屬次氯酸鹽和（b)0. 2wt%到4wt%的重量平均分子量（Mw)為至少40, 000的聚丙稀酸。
[0005] 本發(fā)明進(jìn)一步是針對(duì)一種用于在pH是至少11并且具有2wt% -15wt%的金屬次 氯酸鹽的水性組合物中抑制腐蝕的方法，其通過(guò)添加〇. 2wt%到4wt%的數(shù)量平均分子量 為至少40, 000的聚丙烯酸來(lái)進(jìn)行。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 除非另外指明，否則所有百分比都是重量百分比（wt% )，所有級(jí)分都是按重量計(jì) 并且所有溫度都是以°C為單位。聚合物中聚合單體殘基的百分比是按固體聚合物的全部重 量計(jì)，并且單體百分比是按總單體重量計(jì)。在"室溫（roomtemperature)"(roomtemp.)下 進(jìn)行的測(cè)量是在20°C到25°C下進(jìn)行。如所屬領(lǐng)域中己知的，重量平均分子量Mw和數(shù)量平均 分子量Mn都是通過(guò)凝膠滲透色譜法（GPC)使用聚丙烯酸標(biāo)準(zhǔn)品來(lái)測(cè)量。GPC的技術(shù)在《現(xiàn)代 尺寸排阻色譜》（ModernSizeExclusionChromatography)，W.W?姚（W.W.Yau)，J.J?柯克 蘭（J.JKirkland)，D.D?布萊（D.D.Bly);威利跨學(xué)科出版社（Wiley-Interscience)，1979 和《材料表征和化學(xué)分析指南》（AGuidetoMaterialsCharacterizationandChemical Analysis)，】.P.希比利亞（J.P.Sibilia) ;VCH，1988,第81到84頁(yè)中詳細(xì)論述。本文所報(bào) 告的分子量是以道爾頓（dalton)為單位。
[0007] 交聯(lián)劑是具有兩個(gè)或更多個(gè)非共輒烯系不飽和基團(tuán)的單體。交聯(lián)劑的實(shí)例包括例 如二醇或多元醇的二烯丙基醚或三烯丙基醚以及二（甲基）丙烯酰酯或三（甲基）丙烯酰 酯（例如，三羥甲基丙烷二烯丙基醚（TMPDAE)和三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA))、 二酸或三酸的二烯丙基酯或三烯丙基酯、（甲基）丙烯酸烯丙基酯、二乙烯基砜、磷酸三烯 丙酯、二乙烯基芳香族化合物（例如，二乙烯基苯）。
[0008] 優(yōu)選地，聚丙烯酸的Mw是至少50, 000,優(yōu)選地至少60, 000,優(yōu)選地至少80, 000,優(yōu) 選地至少100, 000,優(yōu)選地至少150, 000,優(yōu)選地至少200, 000,優(yōu)選地至少250, 000,優(yōu)選地 至少300, 000,優(yōu)選地至少350, 000。優(yōu)選地，聚丙烯酸的Mw不超過(guò)1，000, 000,優(yōu)選地不超 過(guò)800, 000,優(yōu)選地不超過(guò)700, 000,優(yōu)選地不超過(guò)600, 000,優(yōu)選地不超過(guò)500, 000。如本 文所用的術(shù)語(yǔ)"聚丙烯酸"是指聚丙烯酸和其鹽，例如將存在于含有氫氧化鈉的高pH水性 調(diào)配物中的聚丙烯酸鈉鹽。聚丙烯酸的分子量是針對(duì)酸形式所測(cè)量的，并且重量百分比是 基于酸形式。
[0009] 優(yōu)選地，組合物中聚丙稀酸的量是至少0. 3wt%，優(yōu)選地至少0. 4wt%，優(yōu)選地至 少0. 5wt%，優(yōu)選地至少0. 6wt%，優(yōu)選地至少0. 7wt%，優(yōu)選地至少0. 8wt%。優(yōu)選地，組合 物中聚丙烯酸的量不超過(guò)3wt%，優(yōu)選地不超過(guò)2. 5wt%，優(yōu)選地不超過(guò)2wt%，優(yōu)選地不超 過(guò)1. 7wt%，優(yōu)選地不超過(guò)1. 4wt%。
[0010] 優(yōu)選地，金屬次氯酸鹽是堿金屬或堿土金屬鹽或其組合；優(yōu)選地是鈉、鉀、鎂或鈣 鹽；優(yōu)選地是次氯酸鈉。優(yōu)選地，金屬次氯酸鹽的量是至少3wt%，優(yōu)選地至少4wt%，優(yōu)選 地至少5wt% ;優(yōu)選地不超過(guò)13wt%，優(yōu)選地不超過(guò)12wt%，優(yōu)選地不超過(guò)llwt%，優(yōu)選地 不超過(guò)10wt%。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，組合物進(jìn)一步包含最多3wt%、優(yōu)選地0.lwt%到 2. 5wt%、優(yōu)選地0. 5wt%到2wt%的過(guò)氧化氫或其鹽。
[0011] 優(yōu)選地，水性組合物的pH是至少11. 5,優(yōu)選地至少12,優(yōu)選地至少12. 3,優(yōu)選地 至少12. 6。優(yōu)選地，水性組合物的pH不超過(guò)14,優(yōu)選地不超過(guò)13. 5。優(yōu)選地，水性組合物 含有0. 2wt%到5wt%的一種或多種堿金屬氫氧化物，優(yōu)選地氫氧化鈉或氫氧化鉀，優(yōu)選地 氫氧化鈉。優(yōu)選地，堿金屬氫氧化物的量是至少〇. 3wt%，優(yōu)選地至少0. 4wt%，優(yōu)選地至少 0. 5wt%，優(yōu)選地至少0. 6wt% ;優(yōu)選地不超過(guò)3wt%，優(yōu)選地不超過(guò)2. 5wt%，優(yōu)選地不超過(guò) 2wt%〇
[0012] 優(yōu)選地，水性組合物包含至少75wt%、優(yōu)選地至少78wt%、優(yōu)選地至少80wt%、優(yōu) 選地至少82wt%、優(yōu)選地至少83wt%、優(yōu)選地至少84wt%、優(yōu)選地至少85wt%、優(yōu)選地至少 86wt%的水。優(yōu)選地，水性組合物包含不超過(guò)95wt%、優(yōu)選地不超過(guò)93wt%、優(yōu)選地不超過(guò) 91wt%并且優(yōu)選地不超過(guò)90wt%的水。優(yōu)選地，水性組合物含有小于10wt% ;優(yōu)選地小于 7wt%、優(yōu)選地小于5wt%、優(yōu)選地小于4wt%、優(yōu)選地小于3wt%的除水、聚丙稀酸、金屬次 氯酸鹽以及堿金屬氫氧化物之外的成分。
[0013] 優(yōu)選地，聚丙烯酸包含不超過(guò)0. 3wt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 2wt%、優(yōu)選地不超過(guò) 0.lwt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 05wt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 03wt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 02wt%、優(yōu)選 地不超過(guò)0.Olwt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 005wt%、優(yōu)選地不超過(guò)0.OOlwt%的交聯(lián)劑聚合殘 基。優(yōu)選地，聚丙稀酸包含不超過(guò)5wt%、優(yōu)選地不超過(guò)3wt%、優(yōu)選地不超過(guò)2wt%、優(yōu)選地 不超過(guò)lwt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 5wt%、優(yōu)選地不超過(guò)0. 2wt%的除丙稀酸之外單體的聚合 殘基。聚丙烯酸鏈的端基不重要。
[0014] 本發(fā)明的水性組合物的實(shí)例是液體排放口清潔劑和液體氯漂白劑，優(yōu)選地是液體 排放口清潔劑?？梢源嬖谟谝后w排放口清潔劑中的其它組分包括表面活性劑、增稠劑、硅酸 鹽以及磷酸鹽。優(yōu)選地，氧化胺表面活性劑優(yōu)選地以lwt%到3wt%的量存在。不含有本文 所描述的高分子量聚丙烯酸的液體排放口清潔劑可能造成金屬管道，尤其那些由鍍鋅鋼制 成的金屬管道的過(guò)度腐蝕。
[0015] 實(shí)M
[0016] 購(gòu)買(mǎi)LIQUIDPLUMR排放口清潔劑的商業(yè)樣品并且用于本文所描述的測(cè)試。LIQUID PLUMR排放口清潔劑的pH是13。測(cè)量為7. 62cmX1. 27cmX0. 17cm的鍍鋅鋼試片用于測(cè)試。 以lwt% (以固體形式）的含量向排放口清潔劑中添加各種聚丙烯酸，并且在室溫下在靜 態(tài)條件下將試片浸沒(méi)在排放口清潔劑中持續(xù)6天。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室浸漬腐蝕測(cè)試來(lái)測(cè)定腐蝕。 制備可商購(gòu)的金屬樣本并且將其浸沒(méi)在測(cè)試溶液中持續(xù)預(yù)定的時(shí)間段和溫度。在測(cè)試結(jié)束 時(shí)，清洗樣本，稱(chēng)重，并且使用立體變焦顯微鏡以肉眼進(jìn)行檢查。計(jì)算均一腐蝕速率，并且以 用mpy為單位的滲透率形式報(bào)告（mpy-毫英寸/年）。也常常以mm/y的SI單位報(bào)告腐蝕 速率（mm/y-毫米/年），其中l(wèi)mpy相當(dāng)于0. 0254mm/y。根據(jù)ASTMG1-03,《用于制備、清洗 和評(píng)估腐蝕測(cè)試樣本的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐》（"StandardPracticeforPreparing，Cleaning，and EvaluatingCorrosionTestSpecimens"）和ASTMG31-72《金屬的實(shí)驗(yàn)室浸漬腐蝕測(cè)試 的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐〉〉（"StandardPracticeforLaboratoryImmersionCorrosionTestingof Metals"）來(lái)進(jìn)行測(cè)試。下表描述所測(cè)試的排放口清潔劑樣品和結(jié)果。
[0017]
[0018] 聚丙烯酸A具有膦基端基，B和D具有磺酸酯端基，并且C具有膦?；嘶?。也使 用碳鋼試片進(jìn)行上文所描述的測(cè)試。在樣品當(dāng)中沒(méi)有觀察到腐蝕速率差異。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水性組合物，其pH是至少11并且包含：（a) 2wt % -15wt %的金屬次氯酸鹽和 (b)0. 2wt%到4wt%的重量平均分子量為至少40, OOO的聚丙烯酸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述水性組合物的pH是至少12。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述聚丙烯酸的重量平均分子量為至少 100,000〇4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其包含0. 5wt %到2wt %的所述聚丙稀酸。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述金屬次氯酸鹽是次氯酸鈉。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物，其包含4wt%到Ilwt%次氯酸鈉。7. -種用于在pH是至少11并且具有2wt % -15wt %的金屬次氯酸鹽的水性組合物中 抑制腐蝕的方法，其通過(guò)添加〇. 2wt%到4wt%的數(shù)量平均分子量為至少40, 000的聚丙烯 酸來(lái)進(jìn)行。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述水性組合物是液體排放口清潔劑。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述排放口清潔劑的pH是至少12。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述聚丙烯酸的重量平均分子量是至少 100, 000,所述水性組合物包含0. 5wt %到2wt %的聚丙烯酸并且所述水性組合物包含 4wt%到Ilwt%的次氯酸鈉。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種水性組合物，其pH是至少11并且包含2wt％-15wt％的金屬次氯酸鹽和0.2wt％到4wt％的重量平均分子量為至少40,000的聚丙烯酸。
【IPC分類(lèi)】C11D3/00, C23F11/06, C23F11/173, C02F5/10, C11D11/00, C23G1/18
【公開(kāi)號(hào)】CN105143516
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480021980
【發(fā)明人】J·E·舒爾曼
【申請(qǐng)人】羅門(mén)哈斯公司
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2014年4月15日
【公告號(hào)】EP2956571A1, WO2014172318A1