[发明专利]污垢抑制聚合物组合物、混合物和其使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月29日提交的美国专利申请62/198,612号的优先权，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及适用作阻垢剂的聚合物组合物和其水性混合物。本文中的聚合物组合物以相对低浓度抑制在含水系统中的污垢形成。

背景技术

冷却系统、淡化或其它含水系统可由于在循环通过系统的水中矿物污垢或其它硬水杂质的沉积而随时间变得效率较低。污垢可沉积在接触水的系统的表面上。这类污垢可来自在水源中溶解的固体，如阴离子和/或阳离子组分。举例来说，海水与淡水相比具有高量的致钙离子和碳酸根离子的污垢。在海水热冲击或浓缩时，利用海水的含水系统通常经历严重结垢，并且必须清洁或以其它方式清洁这类结垢(例如碳酸钙、硫酸钙、铁和锰类沉积物或污垢)以高效起作用。通常，在较高温度如高于50或80摄氏度下和/或在由蒸发引起的较高浓度下，某些污垢更容易形成。因此，在高温下操作的系统可经历比在环境温度下操作的系统更快或更大量的污垢沉积。

污垢沉积可通过在循环通过系统的水中使用污垢抑制剂来限制。通常，这类污垢抑制剂包括含磷组分，如磷酸盐或膦酸盐。如果水将从系统排出，那么这类含磷组分可不为期望的，因为含磷组分可使水源和与其接触的表面积垢，通常导致海藻或其它植物的不想要的或有害的大量繁殖。

沿海或隔离地区可没有具有低总溶解固体(例如小于约4000ppm)的就绪供水用于循环通过一些含水系统。甚至淡水在TDS含量浓缩到发生污垢沉积的点之前可仅有限数目的次数再循环通过含水系统。然而，替代物淡水可不是可容易获得的资源。只要具有低量的总溶解固体的水处于相对较短供应，那么需要水的系统的用户，如淡化、冷却、纸浆加工、器皿洗涤、洗衣等将继续探求高效使用现有的水源如高TDS(例如超过4,000ppm)水源的装置。

因此，在工业中大量需要适用作在含水系统中的阻垢剂的聚合物组合物。

发明内容

在一个实施例中，公开污垢抑制聚合物混合物。污垢抑制聚合物混合物包含水源和约0.05ppm到约200ppm的聚合物组合物。聚合物组合物包含约50mol％到约99mol％的第一单体，所述第一单体包含羧酸残基。聚合物组合物进一步包含约0.01mol％到约45mol％的第二单体，所述第二单体包含磺化的酸残基或第二羧酸残基中的一种，其中第一单体化学上不同于第二单体。

在一个实施例中，公开聚合物组合物。聚合物组合物包含多种单体，所述多种单体包括三种、四种或五种单体。多种单体包含约90mol％到约97mol％的第一单体，所述第一单体包含丙烯酸、其盐或其共轭碱；顺丁烯二酸、其盐或其共轭碱；或甲基丙烯酸、其盐或其共轭碱中的一种的残基。多种单体包含约0.01mol％到约5mol％的第二单体，所述第二单体包含2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、其盐或其共轭碱；顺丁烯二酸、其盐或其共轭碱；甲基丙烯酸、其盐或其共轭碱；或磺基苯乙烯中的一种的残基，其中第一单体化学上不同于第二单体。多种单体包含约0.01mol％到约5mol％的第三单体，所述第三单体包含2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、其盐或其共轭碱；衣康酸、其盐或其共轭碱；巴豆酸、其盐或其共轭碱；叔丁基丙烯酰胺、其盐或其共轭碱；或二甲基丙烯酰胺、其盐或其共轭碱中的一种的残基；并且其中第三单体化学上不同于第一单体和第二单体。

在一个实施例中，公开抑制在含水系统中的污垢形成的方法。方法包含将约0.05ppm到1000ppm的污垢抑制聚合物组合物添加到水源以形成污垢抑制聚合物混合物。污垢抑制聚合物组合物包含约55mol％到约99mol％的第一单体，并且第一单体包含羧酸或其共轭碱中的一种残基。污垢抑制聚合物组合物包含约0.01mol％到约45mol％的第二单体，所述第二单体包含磺化的酸或其共轭碱或第二羧酸或其共轭碱中的一种的残基，其中第一单体化学上不同于第二单体。方法包括将污垢抑制聚合物混合物施用到含水系统。

在一个实施例中，公开含水系统。含水系统其中包括浓度小于约20ppm的上文所公开的污垢抑制聚合物混合物。

本发明的附加优点和新颖特征将部分阐述于下文的描述中，并且在参阅下文后，对于本领域的技术人员将部分地变得显而易见，或可在本发明的实践时通过常规实验习得。

附图说明

图1为对于多个工作实例剂量对浓度的循环的图。