JPH11221596A - Water treating agent - Google Patents

Water treating agent

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JPH11221596A
JPH11221596A JP2529498A JP2529498A JPH11221596A JP H11221596 A JPH11221596 A JP H11221596A JP 2529498 A JP2529498 A JP 2529498A JP 2529498 A JP2529498 A JP 2529498A JP H11221596 A JPH11221596 A JP H11221596A
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JP
Japan
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acid
formula
general formula
aspartic acid
polysuccinimide
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Application number
JP2529498A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahito Takagi
雅人 高木
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Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain equal or higher blodegradability than that of a conventional polyaspartic acid polymer and to improve scale preventing performance by incorporating an aspartic acid polymer having repeating units expressed by formula I and/or formula II and repeating units expressed by formula III and/or formula IV. SOLUTION: This water treating agent contains an aspartic acid polymer having repeating units expressed by formula I and/or formula II and repeating units expressed by formula III and/or formula IV. In formulae I and II, M represents hydrogen, alkali metals, alkaline earth metals. ammonium group or org. amine groups and may be same or different for each repeating unit. In formulae III and IV, R is a phenyl group in which at least one sulfonic acid groups is substituted. The mol.wt. of the aspartic acid polymer of the water treating agent is preferably between >=300 and <=500000. The mol.wt. can be controlled by controlling the reaction conditions such as reaction temp., reaction time, presence or absence of an acid catalyst or its amt.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理剤に関する
ものである。詳しくは、1個以上のスルホン酸を含有す
るフェニル基を側鎖に有するアスパラギン酸系重合体を
含有してなる水処理剤に関するものである。
[0001] The present invention relates to a water treatment agent. More specifically, the present invention relates to a water treatment agent containing an aspartic acid-based polymer having a phenyl group containing at least one sulfonic acid in a side chain.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリアスパラギン酸は生分解性に優れる
ため、洗剤用ビルダーや、スケール防止剤等の水処理剤
としての利用が検討されている。しかしながら、各用途
において従来から使用されている各種ポリマーに比べて
生分解性には優れているものの、分散能、金属イオンキ
レート能等の諸性能に劣るため、まだ実用化されていな
い。
2. Description of the Related Art Since polyaspartic acid has excellent biodegradability, its use as a water treatment agent such as a detergent builder or a scale inhibitor has been studied. However, although it is superior in biodegradability to various polymers conventionally used in each application, it has not been put to practical use yet because it is inferior in various properties such as dispersing ability and metal ion chelating ability.

【0003】ポリアスパラギン酸の水処理剤、特にスケ
ール防止性能を改良する試みとして、特表平8−502
690号公報には、側鎖に炭素数8〜20のアルキル
基、アルケニル基などの疎水基を有するポリアスパラギ
ン酸が開示されている。しかしながら、従来のアクリル
酸系ポリマーに比べると、生分解性は期待できるもの
の、充分なスケール防止性能が出ないという問題があ
る。
[0003] As an attempt to improve the water treatment agent of polyaspartic acid, particularly the scale-preventing performance, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-502 is disclosed.
No. 690 discloses polyaspartic acid having a hydrophobic group such as an alkyl group or an alkenyl group having 8 to 20 carbon atoms in a side chain. However, although biodegradability can be expected as compared with conventional acrylic acid-based polymers, there is a problem that sufficient anti-scale performance is not obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、従来のポリアスパラギン酸系重合体と同等以上
の生分解性を示し、かつ、スケール防止性能が高いアス
パラギン酸系重合体を含有してなる水処理剤を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an aspartic acid-based polymer having a biodegradability equal to or higher than that of a conventional polyaspartic acid-based polymer and having a high scale-inhibiting performance. It is an object of the present invention to provide a water treatment agent comprising:

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、下記一般式(1)および/または(2)
で示される繰り返し単位と、下記一般式(3)および/
または(4)で示される繰り返し単位とを有するアスパ
ラギン酸系重合体を含有してなる水処理剤を提供する。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides the following general formulas (1) and / or (2)
And a repeating unit represented by the following general formula (3) and / or
Or a water treatment agent comprising an aspartic acid-based polymer having a repeating unit represented by (4).

【0006】[0006]

【化5】 Embedded image

【0007】(但し、一般式(1)および(2)中、M
は水素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウ
ム基または有機アミン基を表し、繰り返し単位ごとに同
一であっても異なっていてもよい。)
(However, in the general formulas (1) and (2), M
Represents hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, an ammonium group or an organic amine group, and may be the same or different for each repeating unit. )

【0008】[0008]

【化6】 Embedded image

【0009】(但し、一般式(3)および(4)中、R
は少なくとも1つのスルホン酸基で置換されたフェニル
基を示す。) 本発明はまた、熱縮重合によりポリコハク酸イミドとな
り得るモノマーと下記一般式(5)で示される化合物と
を熱縮重合して変性ポリコハク酸イミドを得て、つづい
て該変性ポリコハク酸イミドを加水分解して得られるア
スパラギン酸系重合体を含有してなる水処理剤を提供す
る。
(However, in the general formulas (3) and (4), R
Represents a phenyl group substituted with at least one sulfonic acid group. The present invention also provides a modified polysuccinimide obtained by subjecting a monomer capable of being converted into a polysuccinimide by thermal condensation polymerization to a compound represented by the following general formula (5) to obtain a modified polysuccinimide. Provided is a water treatment agent containing an aspartic acid-based polymer obtained by hydrolysis.

【0010】[0010]

【化7】 Embedded image

【0011】(但し、一般式(5)中、R1、R2はそ
れぞれスルホン酸基または水素を表し、少なくとも1つ
はスルホン酸基である。) 前記において、熱縮重合によりポリコハク酸イミドとな
り得るモノマーの塩と下記一般式(5)で示される化合
物の塩とを含有する水溶液に酸を加えて結晶を析出させ
た後、熱縮重合して変性ポリコハク酸イミドを得て、つ
づいて該変性ポリコハク酸イミドを加水分解して得られ
るアスパラギン酸系重合体を含有してなる水処理剤を提
供する。
(However, in the general formula (5), R1 and R2 each represent a sulfonic acid group or hydrogen, and at least one is a sulfonic acid group.) In the above, a monomer which can be converted into a polysuccinimide by thermal condensation polymerization An acid is added to an aqueous solution containing a salt of the compound of formula (5) and a salt of a compound represented by the following general formula (5) to precipitate crystals, followed by thermal condensation polymerization to obtain a modified polysuccinimide. Provided is a water treatment agent containing an aspartic acid-based polymer obtained by hydrolyzing an acid imide.

【0012】[0012]

【化8】 Embedded image

【0013】(但し、一般式(5)中、R1、R2はそ
れぞれスルホン酸基または水素を表し、少なくとも1つ
はスルホン酸基である。)
(However, in the general formula (5), R1 and R2 each represent a sulfonic acid group or hydrogen, and at least one is a sulfonic acid group.)

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の水処理剤にかかるアスパ
ラギン酸系重合体を製造方法と共に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An aspartic acid polymer according to the water treatment agent of the present invention will be described together with a production method.

【0015】通常ポリアスパラギン酸は、アスパラギン
酸、マレイン酸アンモニウム、フマル酸アンモニウム、
マレアミック酸、マレイミド等の熱縮重合によりポリコ
ハク酸イミドとなり得るモノマーを熱縮重合してポリコ
ハク酸イミドを得て、次いでそれを加水分解することで
得られる。ここで、アスパラギン酸としては、DL−ア
スパラギン酸、L−アスパラギン酸、D−アスパラギン
酸のいずれも使用可能である。
Usually, polyaspartic acid includes aspartic acid, ammonium maleate, ammonium fumarate,
The polysuccinimide can be obtained by subjecting a monomer capable of becoming a polysuccinimide by thermal polycondensation such as maleamic acid or maleimide to thermal polycondensation to obtain a polysuccinimide and then hydrolyzing it. Here, as the aspartic acid, any of DL-aspartic acid, L-aspartic acid, and D-aspartic acid can be used.

【0016】本発明の水処理剤にかかるアスパラギン酸
系重合体は、例えば、 (方法1)熱縮重合によりポリコハク酸イミドとなりう
るモノマーと一般式(5)で示される化合物とを熱縮重
合して変性ポリコハク酸イミドを得た後、かかる変性ポ
リコハク酸イミドを加水分解する。
The aspartic acid-based polymer according to the water treatment agent of the present invention is prepared by, for example, (method 1) thermal condensation polymerization of a monomer capable of forming polysuccinimide by thermal condensation polymerization and a compound represented by the general formula (5). After obtaining the modified polysuccinimide, the modified polysuccinimide is hydrolyzed.

【0017】(方法2)熱縮重合によりポリコハク酸イ
ミドとなりうるモノマーを熱縮重合して得られたポリコ
ハク酸イミド系重合体に一般式(5)で示される化合物
を反応させ、そして加水分解する。
(Method 2) A compound represented by the general formula (5) is reacted with a polysuccinimide-based polymer obtained by subjecting a monomer capable of becoming a polysuccinimide by thermal condensation polymerization to thermal condensation and then hydrolyzed. .

【0018】ことにより得られる。Is obtained.

【0019】ポリコハク酸イミドの繰り返し単位:Polysuccinimide repeating unit:

【0020】[0020]

【化9】 Embedded image

【0021】を加水分解することにより、一般式(1)
および/または(2)で示される、ポリアスパラギン酸
の繰り返し単位が得られる。本発明にかかるアスパラギ
ン酸系重合体は、一般式(1)および/または(2)で
示される繰り返し単位を含むものであり、主成分として
いてもよい。「主成分」とは、一般式(1)および
(2)で示される繰り返し単位の合計量が全体の50m
ol%以上であることをいう。水溶性を高めるために
は、全体の60mol%以上であることが好ましく、7
0mol%以上であることがより好ましい。一般式
(1)と(2)の割合としては特に限定されず、加水分
解の条件等により異なってくるが、通常モル比で1:9
9〜99:1程度の範囲で使用可能である。一般式
(1)および(2)におけるMは、水素、アルカリ金
属、アルカリ土類金属、アンモニウム基または有機アミ
ン基であり、繰り返し単位ごとに同一であっても異なっ
ていてもよい。これらの中で、加水分解の速度が速いと
いう点からアルカリ金属が好ましい。加水分解の際に用
いる加水分解剤の種類等を選択することにより、Mをい
ずれの基とするか調整することができる。
By hydrolysis of the compound represented by the general formula (1)
And / or a repeating unit of polyaspartic acid represented by (2) is obtained. The aspartic acid polymer according to the present invention contains a repeating unit represented by the general formula (1) and / or (2), and may be a main component. “Main component” means that the total amount of the repeating units represented by the general formulas (1) and (2) is 50 m
ol% or more. In order to increase the water solubility, it is preferably at least 60 mol% of the whole,
More preferably, it is 0 mol% or more. The ratio of the general formulas (1) and (2) is not particularly limited, and varies depending on hydrolysis conditions and the like.
It can be used in a range of about 9 to 99: 1. M in the general formulas (1) and (2) is hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, an ammonium group or an organic amine group, and may be the same or different for each repeating unit. Of these, alkali metals are preferred from the viewpoint that the hydrolysis rate is high. By selecting the type of the hydrolyzing agent used in the hydrolysis, it is possible to adjust which group M is.

【0022】本発明の水処理剤にかかるアスパラギン酸
系重合体は、一般式(3)および/または(4)で示さ
れる繰り返し単位を含むものであることを特徴とする。
上記(方法1)および(方法2)において、一般式
(5)で示される化合物を用いることにより、ポリマー
中に一般式(3)および/または一般式(4)で示され
る繰り返し単位を形成することができるが、もちろんこ
れらの製造方法には限定されない。一般式(3)と
(4)の関係は、上記一般式(1)と(2)の関係と同
様であり、一般式(3)と(4)の割合は特に限定され
ず、通常モル比で1:99〜99:1程度の範囲で使用
可能である。
The aspartic acid polymer according to the water treatment agent of the present invention is characterized by containing a repeating unit represented by the general formula (3) and / or (4).
In the above (Method 1) and (Method 2), by using the compound represented by the general formula (5), a repeating unit represented by the general formula (3) and / or the general formula (4) is formed in the polymer. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these manufacturing methods. The relationship between the general formulas (3) and (4) is the same as the relationship between the general formulas (1) and (2), and the ratio of the general formulas (3) and (4) is not particularly limited, and the molar ratio is usually Can be used in the range of about 1:99 to 99: 1.

【0023】一般式(3)および(4)において、Rは
少なくとも1つのスルホン酸基で置換されたフェニル基
であることが重要であり、これによって、親水基と疎水
基を両方付与し界面活性能が向上するという効果を奏す
る。少なくとも1つのスルホン酸基で置換されたフェニ
ル基としては、1つのスルホン酸基で置換されたフェニ
ル基、2つのスルホン酸基で置換されたフェニル基、こ
れらの組み合わせを挙げることができる。具体的には、
後で一般式(5)で示される化合物として例示されてい
る化合物の残基(R)が挙げられる。
In the general formulas (3) and (4), it is important that R is a phenyl group substituted with at least one sulfonic acid group, thereby providing both a hydrophilic group and a hydrophobic group, and This has the effect of improving performance. Examples of the phenyl group substituted with at least one sulfonic acid group include a phenyl group substituted with one sulfonic acid group, a phenyl group substituted with two sulfonic acid groups, and a combination thereof. In particular,
The residue (R) of the compound exemplified later as the compound represented by the general formula (5) may be mentioned.

【0024】一般式(3)および/または(4)で示さ
れる繰り返し単位がポリマー中に少なくとも1個あれば
前記効果を奏することが可能であるが、一般式(3)お
よび(4)で示される繰り返し単位の合計量が0.01
mol%以上であることが好ましく、0.1mol%以
上であることがより好ましい。また、上限としては、カ
ルボン酸量の低下を防ぐという理由から、40mol%
以下であることが好ましく、30mol%以下であるこ
とがより好ましい。
The above effect can be obtained if at least one repeating unit represented by the general formulas (3) and / or (4) is present in the polymer, but is represented by the general formulas (3) and (4). The total amount of repeating units is 0.01
mol% or more, more preferably 0.1 mol% or more. In addition, the upper limit is set to 40 mol% from the viewpoint of preventing a decrease in the amount of carboxylic acid.
Or less, more preferably 30 mol% or less.

【0025】本発明の水処理剤にかかるアスパラギン酸
系重合体の分子量としては、300以上50万以下が好
ましく、500以上20万以下がより好ましい。反応温
度、反応時間、酸触媒の有無やその量などの反応条件を
調節することにより制御することが可能である。
The molecular weight of the aspartic acid polymer according to the water treatment agent of the present invention is preferably from 300 to 500,000, more preferably from 500 to 200,000. It can be controlled by adjusting reaction conditions such as reaction temperature, reaction time, presence or absence and amount of an acid catalyst.

【0026】本発明の水処理剤にかかるアスパラギン酸
系重合体の製造方法についてさらに詳細に説明する。以
下の説明において特に断りがない限り、方法1および方
法2に共通の事項である。
The method for producing an aspartic acid polymer according to the water treatment agent of the present invention will be described in more detail. In the following description, these items are common to the method 1 and the method 2 unless otherwise specified.

【0027】熱縮重合時には、アミノ酸や、2以上の官
能基を有する多官能モノマーを共重合してもよい。この
ようなアミノ酸の例としては、グリシン、アラニン、フ
ェニルアラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、メ
チオニン、システン、システイン、セリン、スレオニ
ン、グルタミン酸、α−アミノ−アジピン酸、アミノマ
ロン酸、α−アミノ−セバシン酸、α−メチルグルタミ
ン酸、β,β−ジメチルアスパラギン酸、オルニチン、
リジン、アルギニン、ヒスチジン、β−アラニン、β−
フェニルアラニン、β−アミノ酪酸、α−メチル−β−
アミノプロピオン酸、イソセリン、β−チロシン、タウ
リン等が挙げられ、また多官能モノマーとしては、エチ
レンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のジアミン
類、ジエチレントリアミン等のポリアミン類、コハク酸
等のジカルボン酸類、ポリカルボン酸類等が挙げられ
る。これらは、1種または2種以上を用いてもよい。こ
の場合、アミノ酸や2つ以上の官能基を有する多官能モ
ノマーの量としては、全体のうちの50重量%未満であ
ることが好ましい。これよりも多いと水溶性が低下し、
水に溶解しなくなるおそれがある。
At the time of the thermal polycondensation, an amino acid or a polyfunctional monomer having two or more functional groups may be copolymerized. Examples of such amino acids include glycine, alanine, phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, methionine, cysten, cysteine, serine, threonine, glutamic acid, α-amino-adipic acid, aminomalonic acid, α-amino-sebacic acid , Α-methylglutamic acid, β, β-dimethylaspartic acid, ornithine,
Lysine, arginine, histidine, β-alanine, β-
Phenylalanine, β-aminobutyric acid, α-methyl-β-
Aminopropionic acid, isoserine, β-tyrosine, taurine and the like.Examples of polyfunctional monomers include diamines such as ethylenediamine and hexamethylenediamine, polyamines such as diethylenetriamine, dicarboxylic acids such as succinic acid, and polycarboxylic acids. Is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. In this case, the amount of the amino acid or the polyfunctional monomer having two or more functional groups is preferably less than 50% by weight of the whole. If it is more than this, the water solubility will decrease,
It may not be dissolved in water.

【0028】熱縮重合反応は、原料の混合物を好ましく
は110〜300℃、より好ましくは150〜270℃
の温度に加熱することにより行われる。熱縮重合反応の
時間は、反応温度、反応圧力、装置の形式等の条件によ
り異なるが、通常1分〜12時間必要である。加熱を行
う装置は、特に制限はないが、例えば原料の混合物を均
一に加熱できるような回分式ミキサーや連続式ミキサー
が挙げられる。
In the thermal polycondensation reaction, the mixture of the raw materials is preferably heated to 110 to 300 ° C, more preferably 150 to 270 ° C.
By heating to a temperature of The time of the thermal polycondensation reaction varies depending on conditions such as the reaction temperature, the reaction pressure, and the type of the apparatus, but usually requires 1 minute to 12 hours. The apparatus for heating is not particularly limited, and examples thereof include a batch mixer and a continuous mixer capable of uniformly heating a mixture of raw materials.

【0029】熱縮重合反応は、生成する水を反応系外に
除去することができれば常圧で問題なく行うことができ
るが、生成する水をより効率よく除去するためには減圧
下で行ってもよい。
The thermal polycondensation reaction can be carried out at normal pressure without any problem as long as the generated water can be removed from the reaction system. However, in order to remove the generated water more efficiently, the reaction must be carried out under reduced pressure. Is also good.

【0030】熱縮重合反応の際には、必要に応じて熱縮
重合触媒を用いてもよい。熱縮重合触媒としては、燐
酸、五酸化燐、ポリ燐酸、アルキルホスホン酸、アリー
ルホスホン酸、亜燐酸、次亜燐酸/硝酸、亜硝酸/硫
酸、亜硫酸、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸
/塩酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸/臭素酸、亜臭
素酸、次亜臭素酸/ヨウ素酸/モリブデン酸、タングス
テン酸、硫化水素、臭化水素、重硫酸ナトリウム、重硫
酸カリウム、重硫酸アンモニウム等が挙げられる。
In the heat condensation polymerization reaction, a heat condensation polymerization catalyst may be used, if necessary. Examples of the thermal condensation polymerization catalyst include phosphoric acid, phosphorus pentoxide, polyphosphoric acid, alkylphosphonic acid, arylphosphonic acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid / nitric acid, nitrous acid / sulfuric acid, sulfurous acid, alkylsulfonic acid, arylsulfonic acid / hydrochloric acid, Chloric acid, chlorous acid, hypochlorous acid / bromic acid, bromic acid, hypobromite / iodic acid / molybdic acid, tungstic acid, hydrogen sulfide, hydrogen bromide, sodium bisulfate, potassium bisulfate, ammonium bisulfate And the like.

【0031】また、熱縮重合は無溶媒で行ってもよく、
溶媒中で行ってもよい。溶媒としては、エチレングリコ
ール、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレ
ングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレング
リコール、ポリプロピレングリコール、テトラリン、ド
デシルアルコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルス
ルホキシド等の溶媒が挙げられる。
The heat condensation polymerization may be carried out without a solvent.
It may be performed in a solvent. Examples of the solvent include solvents such as ethylene glycol, glycerin, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, polypropylene glycol, tetralin, dodecyl alcohol, dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide.

【0032】一般式(5)で示される化合物としては、
例えば、2−アミノベンゼンスルホン酸、3−アミノベ
ンゼンスルホン酸スルホン酸、4−アミノベンゼンスル
ホン酸等のアミノベンゼンスルホン酸類や2−アミノ−
1,4−ベンゼンジスルホン酸等のアミノベンゼンジス
ルホン酸類が挙げられる。
As the compound represented by the general formula (5),
For example, aminobenzenesulfonic acids such as 2-aminobenzenesulfonic acid, 3-aminobenzenesulfonic acid sulfonic acid, and 4-aminobenzenesulfonic acid;
Aminobenzene disulfonic acids such as 1,4-benzenedisulfonic acid.

【0033】一般式(5)で表される化合物の量として
は、ポリマー1分子中に、一般式(3)および/または
(4)で示される繰り返し単位が1個以上となるように
設計すればよいが、好ましくは熱縮重合によりポリコハ
ク酸イミドとなりうるモノマーに対して0.1重量%以
上である。
The amount of the compound represented by the general formula (5) is designed so that one or more repeating units represented by the general formulas (3) and / or (4) are present in one molecule of the polymer. The amount is preferably 0.1% by weight or more based on a monomer which can be converted into polysuccinimide by thermal condensation polymerization.

【0034】方法1においては、熱縮重合によりポリコ
ハク酸イミドとなりうるモノマーと一般式(5)で示さ
れる化合物および必要に応じてその他の原料を混合等し
た後、熱縮重合される。特に、モノマーとしてアスパラ
ギン酸を用い、かつ、溶媒を用いない場合は、アスパラ
ギン酸の塩と一般式(5)で示される化合物の塩とを含
む水溶液に酸を加えて結晶を析出させる前処理工程を行
った後、熱縮重合を行うことが好ましい。このような前
処理工程を行うことによりアスパラギン酸と一般式
(5)で示される化合物が結晶中で均一に混合される。
この場合の塩の塩基としては、ナトリウム、カリウム、
アンモニウムなどが挙げられ、酸としては、塩酸、硫
酸、硝酸、燐酸、マレイン酸、フマル酸、アスパラギン
酸などを使用することができる。
In the method 1, a monomer capable of forming a polysuccinimide by thermal condensation polymerization, a compound represented by the general formula (5), and if necessary, other raw materials are mixed and then subjected to thermal condensation polymerization. In particular, when aspartic acid is used as a monomer and no solvent is used, a pretreatment step of adding an acid to an aqueous solution containing a salt of aspartic acid and a salt of the compound represented by the general formula (5) to precipitate crystals. , It is preferable to carry out thermal polycondensation. By performing such a pretreatment step, aspartic acid and the compound represented by the general formula (5) are uniformly mixed in the crystal.
Salt bases in this case include sodium, potassium,
Examples of the acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, maleic acid, fumaric acid, and aspartic acid.

【0035】方法2においては、熱縮重合によりポリコ
ハク酸イミドとなりうるモノマーと必要に応じてその他
のモノマーを原料とを熱縮重合してポリコハク酸イミド
を得た後、該ポリコハク酸イミドと一般式(5)で示さ
れる化合物とを反応させる。ポリコハク酸イミドと一般
式(5)で示される化合物の反応は、好ましくは溶媒中
で行われる。溶媒としては、水やエチレングリコール等
の上述の熱縮重合時に用いられる溶媒と同様の溶媒が使
用される。また反応は、好ましくは20〜300℃、よ
り好ましくは40〜270℃の温度に加熱することによ
り行われる。
In the method 2, a polysuccinimide is obtained by subjecting a monomer capable of being converted to a polysuccinimide by thermal condensation polymerization and, if necessary, a raw material to other monomers to obtain a polysuccinimide. Reaction with the compound represented by (5). The reaction between the polysuccinimide and the compound represented by the general formula (5) is preferably performed in a solvent. As the solvent, the same solvent as the solvent used in the above-mentioned thermal condensation polymerization, such as water or ethylene glycol, is used. The reaction is preferably carried out by heating to a temperature of 20 to 300C, more preferably 40 to 270C.

【0036】変性ポリコハク酸イミドの加水分解は、ポ
リコハク酸イミドの公知の加水分解法と同様に行うこと
ができる。加水分解に使用される加水分解剤としては、
酸化合物、アルカリ化合物を挙げることができる。酸化
合物としては塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸が好まし
く、またアルカリ化合物としては水酸化ナトリウム、水
酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム等の
アルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物;または炭
酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウム等のアル
カリ金属、アルカリ土類金属の炭酸塩;アンモニア、モ
ノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン等の有機アミンが好ましい。
The hydrolysis of the modified polysuccinimide can be carried out in the same manner as in the known hydrolysis of polysuccinimide. As a hydrolyzing agent used for hydrolysis,
Acid compounds and alkali compounds can be mentioned. As the acid compound, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid are preferable, and as the alkali compound, hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and lithium hydroxide are preferable. Or alkali metal or alkaline earth metal carbonates such as sodium carbonate, calcium carbonate and lithium carbonate; and organic amines such as ammonia, monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine.

【0037】本発明の水処理剤は、前述のアスパラギン
酸系重合体を単独で用いてもよいし、重合リン酸塩、ホ
スホン酸塩等のリン系薬剤、亜鉛、クロム、マンガン等
の金属塩、その他防蝕剤、スライムコントロール剤、キ
レート剤等を配合した組成物とすることもできる。本発
明の水処理剤は、ボイラ用水、冷却用水、海水淡水化装
置、オイルフィールド、パルプ蒸解釜、黒液濃縮釜等の
水系における金属の腐食やスケールを防止するために使
用することが有効である。これらの水系に、例えば、循
環水中の濃度が一定になるように定量注水または間欠注
水するなど、従来公知の水処理剤と同様の方法で使用す
ることができる。
As the water treatment agent of the present invention, the aforementioned aspartic acid-based polymer may be used alone, or a phosphorus-based agent such as a polymerized phosphate or a phosphonate, or a metal salt such as zinc, chromium, or manganese. And a composition containing other anticorrosive agents, slime control agents, chelating agents and the like. The water treatment agent of the present invention is effectively used to prevent metal corrosion and scale in water systems such as boiler water, cooling water, seawater desalination equipment, oil fields, pulp digesters, and black liquor concentrators. is there. These water systems can be used in the same manner as conventionally known water treatment agents, for example, by injecting quantitatively or intermittently so that the concentration in circulating water becomes constant.

【0038】[0038]

【実施例】以下に実施例によりさらに詳細に本発明を説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0039】<実施例1>マレイン酸アンモニウム3
9.9gとスルファニル酸(4−アミノベンゼンスルホ
ン酸)5.2gを乳鉢で混合し、200℃で2時間加熱
した。得られた粉体を、水に分散させ48%水酸化ナト
リウム水溶液で加水分解を行い、ポリマーAを得た。ポ
リマーAの重量平均分子量をGPC(ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー)により求めた。次に、水処理
剤としての性能を評価した。水に、ポリマーAを2pp
m、塩化カルシウム5mmol/リットル、炭酸水素ナ
トリウムを5mmol/リットル、pH8.5となるよ
う1%NaOH水溶液で調製した試験液100mlを準
備した。この試験液を密栓した後、60℃で20時間静
置した。冷却後、0.1μmメンブランフィルターで濾
過し、濾液中のカルシウム濃度を測定した。下式によ
り、炭酸カルシウムスケール抑制率を求めた。
<Example 1> Ammonium maleate 3
9.9 g and 5.2 g of sulfanilic acid (4-aminobenzenesulfonic acid) were mixed in a mortar and heated at 200 ° C. for 2 hours. The obtained powder was dispersed in water and hydrolyzed with a 48% aqueous sodium hydroxide solution to obtain polymer A. The weight average molecular weight of polymer A was determined by GPC (gel permeation chromatography). Next, the performance as a water treatment agent was evaluated. 2 pp of polymer A in water
m, 5 mmol / l of calcium chloride, 5 mmol / l of sodium hydrogen carbonate, and 100 ml of a test solution prepared with a 1% aqueous solution of NaOH so as to have a pH of 8.5 were prepared. After sealing the test solution, it was allowed to stand at 60 ° C. for 20 hours. After cooling, the solution was filtered through a 0.1 μm membrane filter, and the calcium concentration in the filtrate was measured. The calcium carbonate scale inhibition rate was determined by the following equation.

【0040】スケール抑制率(%)=(γ−β)/(α
−β)×100 式中、α:試験前の液中のカルシウム濃度(ppm) β:ポリマー無添加の場合の濾液中のカルシウム濃度
(ppm) γ:各ポリマーでの濾液中のカルシウム濃度(ppm) <実施例2>マレイン酸アンモニウム39.9gとメタ
ニル酸(3−アミノベンゼンスルホン酸)5.2gを乳
鉢で混合し、200℃で2時間加熱した。得られた粉体
を、水に分散させ48%水酸化ナトリウム水溶液で加水
分解を行い、ポリマーBを得た。実施例1と同様に、重
量平均分子量を求め、炭酸カルシウムスケール抑制能を
評価した。
Scale inhibition rate (%) = (γ−β) / (α)
-Β) × 100 In the formula, α: Calcium concentration in the liquid before the test (ppm) β: Calcium concentration in the filtrate when no polymer is added (ppm) γ: Calcium concentration in the filtrate for each polymer (ppm) Example 2 39.9 g of ammonium maleate and 5.2 g of metanilic acid (3-aminobenzenesulfonic acid) were mixed in a mortar and heated at 200 ° C. for 2 hours. The obtained powder was dispersed in water and hydrolyzed with a 48% aqueous sodium hydroxide solution to obtain polymer B. In the same manner as in Example 1, the weight average molecular weight was determined, and the ability to inhibit calcium carbonate scale was evaluated.

【0041】<実施例3>L−アスパラギン酸13.3
1g、メタニル酸(3−アミノベンゼンスルホン酸)
1.73gに水約50gと48%水酸化ナトリウム水溶
液9.18gを加えて溶解させた。そこに、96%硫酸
5.4gを加え結晶を析出させた。結晶をろ過分別水洗
後、115℃で乾燥し、乳鉢で粉砕した。次に、200
℃で2時間加熱した。得られた粉体を、水に分散させ4
8%水酸化ナトリウム水溶液で加水分解を行い、ポリマ
ーCを得た。実施例1と同様に、重量平均分子量を求
め、炭酸カルシウムスケール抑制能を評価した。
Example 3 L-aspartic acid 13.3
1 g, metanilic acid (3-aminobenzenesulfonic acid)
About 50 g of water and 9.18 g of a 48% aqueous sodium hydroxide solution were added to 1.73 g, and dissolved. 5.4 g of 96% sulfuric acid was added thereto to precipitate crystals. The crystals were separated by filtration, washed with water, dried at 115 ° C., and pulverized in a mortar. Next, 200
Heated at ° C for 2 hours. The obtained powder is dispersed in water and 4
Hydrolysis was performed with an 8% aqueous sodium hydroxide solution to obtain polymer C. In the same manner as in Example 1, the weight average molecular weight was determined, and the ability to inhibit calcium carbonate scale was evaluated.

【0042】<比較例1>(マレイン酸アンモニウム原
料ポリアスパラギン酸) マレイン酸アンモニウム10.97gを、250℃で3
0分間加熱した。得られた粉体を、水に分散させ48%
水酸化ナトリウム水溶液で加水分解を行い、ポリマーD
を得た。実施例1と同様に、重量平均分子量を求め、炭
酸カルシウムスケール抑制能を評価した。
<Comparative Example 1> (Polyaspartic acid as raw material of ammonium maleate) 10.97 g of ammonium maleate was added at 250 ° C for 3 hours.
Heated for 0 minutes. Disperse the obtained powder in water and add 48%
Hydrolysis with an aqueous solution of sodium hydroxide gives polymer D
I got In the same manner as in Example 1, the weight average molecular weight was determined, and the ability to inhibit calcium carbonate scale was evaluated.

【0043】<比較例2>(アスパラギン酸原料ポリア
スパラギン酸) DL−アスパラギン酸13.31gを、250℃で1時
間加熱した。得られた粉体を、水に分散させ48%水酸
化ナトリウム水溶液で加水分解を行い、ポリマーEを得
た。実施例1と同様に、重量平均分子量を求め、炭酸カ
ルシウムスケール抑制能を評価した。
<Comparative Example 2> (Aspartic acid raw material polyaspartic acid) 13.31 g of DL-aspartic acid was heated at 250 ° C for 1 hour. The obtained powder was dispersed in water and hydrolyzed with a 48% aqueous sodium hydroxide solution to obtain Polymer E. In the same manner as in Example 1, the weight average molecular weight was determined, and the ability to inhibit calcium carbonate scale was evaluated.

【0044】<比較例3>(アスパラギン酸原料ラウリ
ルアミン変性ポリアスパラギン酸) DL−アスパラギン酸を250℃で1時間加熱すること
により得られたポリコハク酸イミド20gに、ジメチル
ホルムアミド80gを加え溶解させた。そこに、ラウリ
ルアミン3.8gを加え、80℃で3時間加熱攪拌し
た。次に、大量のメタノール中に投入した。生成した沈
澱をろ過分別し、50℃の減圧乾燥機中で乾燥した後、
水に分散させ48%水酸化ナトリウム水溶液で加水分解
を行い、ポリマーFを得た。実施例1と同様に、重量平
均分子量を求め、炭酸カルシウムスケール抑制能を評価
した。
Comparative Example 3 (Aspartic acid raw material laurylamine-modified polyaspartic acid) 80 g of dimethylformamide was added and dissolved in 20 g of polysuccinimide obtained by heating DL-aspartic acid at 250 ° C. for 1 hour. . Thereto, 3.8 g of laurylamine was added, and the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 3 hours. Next, it was poured into a large amount of methanol. The precipitate formed was separated by filtration and dried in a vacuum drier at 50 ° C.
The resultant was dispersed in water and hydrolyzed with a 48% aqueous sodium hydroxide solution to obtain a polymer F. In the same manner as in Example 1, the weight average molecular weight was determined, and the ability to inhibit calcium carbonate scale was evaluated.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明によると、必須成分である変性ア
スパラギン酸系重合体は、従来のポリアスパラギン酸と
同等以上の生分解性を示し、かつ、スケール防止性能、
耐ゲル化性、分散性能が高く、水処理剤としての性能に
優れる。
According to the present invention, the modified aspartic acid-based polymer, which is an essential component, exhibits biodegradability equal to or higher than that of conventional polyaspartic acid, and has a scale-inhibiting performance.
It has high gelation resistance and dispersion performance, and has excellent performance as a water treatment agent.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)および/または(2)
で示される繰り返し単位と、下記一般式(3)および/
または(4)で示される繰り返し単位とを有するアスパ
ラギン酸系重合体を含有してなる水処理剤。 【化1】 (但し、一般式(1)および(2)中、Mは水素、アル
カリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウム基または有
機アミン基を表し、繰り返し単位ごとに同一であっても
異なっていてもよい。) 【化2】 (但し、一般式(3)および(4)中、Rは少なくとも
1つのスルホン酸基で置換されたフェニル基を示す。)
1. The following general formula (1) and / or (2)
And a repeating unit represented by the following general formula (3) and / or
Or a water treatment agent comprising an aspartic acid-based polymer having a repeating unit represented by (4). Embedded image (However, in the general formulas (1) and (2), M represents hydrogen, an alkali metal, an alkaline earth metal, an ammonium group or an organic amine group, and may be the same or different for each repeating unit. ) (However, in the general formulas (3) and (4), R represents a phenyl group substituted with at least one sulfonic acid group.)
【請求項2】 熱縮重合によりポリコハク酸イミドとな
り得るモノマーと下記一般式(5)で示される化合物と
を縮重合して変性ポリコハク酸イミドを得て、つづいて
該変性ポリコハク酸イミドを加水分解するアスパラギン
酸系重合体を含む水処理剤。 【化3】 (但し、一般式(5)中、R1、R2はそれぞれスルホ
ン酸基または水素を表し、少なくとも1つはスルホン酸
基である。)
2. A modified polysuccinimide is obtained by polycondensation of a monomer capable of forming a polysuccinimide by thermal polycondensation and a compound represented by the following general formula (5), followed by hydrolysis of the modified polysuccinimide. Water treatment agent containing aspartic acid-based polymer. Embedded image (In the general formula (5), R1 and R2 each represent a sulfonic acid group or hydrogen, and at least one is a sulfonic acid group.)
【請求項3】 アスパラギン酸の塩と下記一般式(5)
で示される化合物の塩とを含有する水溶液に酸を加えて
結晶を析出させた後、熱縮重合して変性ポリコハク酸イ
ミドを得て、つづいて該変性ポリコハク酸イミドを加水
分解する請求項2記載のアスパラギン酸系重合体を含む
水処理剤。 【化4】 (但し、一般式(5)中、R1、R2はそれぞれスルホ
ン酸基または水素を表し、少なくとも1つはスルホン酸
基である。)
3. A salt of aspartic acid and a compound represented by the following general formula (5):
An acid is added to an aqueous solution containing a salt of a compound represented by the formula (1) to precipitate crystals, and then subjected to thermal polycondensation to obtain a modified polysuccinimide, followed by hydrolysis of the modified polysuccinimide. A water treatment agent comprising the aspartic acid-based polymer described in the above. Embedded image (In the general formula (5), R1 and R2 each represent a sulfonic acid group or hydrogen, and at least one is a sulfonic acid group.)
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