金屬的生物腐蝕抑制劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于抑制金屬的生物腐蝕的試劑。
【背景技術】
[0002] 生物腐蝕是指直接或間接由環境中存在的微生物的作用引起的腐蝕現象，并且已 經報道了多個研究案例（例如，非專利文獻1等）。然而，發展機制等尚未闡明。最近的研究 中，報道了當兩種以上類型的微生物(例如，硫酸鹽還原細菌和產甲烷細菌等)參與生物腐 蝕時，在一些情形中，這些微生物的作用協同地促進腐蝕。
[0003] 近些年來，在開采化石燃料(例如，石油，天然氣，頁巖油，頁巖氣等）中已經進行了 用高壓水等破裂巖床。在作為所述高壓水的流動路徑的鐵管等上發生生物腐蝕，并且在金 屬工作流體中也觀察到相似的生物腐蝕。為了抑制生物腐蝕，通常使用戊二醛。
[0004] [文獻列表]
[0005] [非專利文獻]
[0006] 非專利文獻 1:Journal of Bioscience and Bioengineering(生物科學和生物工 程雜志）￥01^.110，吣.4，第426-430頁（2010)
[0007] 發明概述 [0008]發明要解決的問題
[0009] -般地，頻繁使用的抗菌劑通常包含高毒性化合物，并且，例如，具有能夠改變遺 傳信息的特性（即，誘變性）的化合物有時被用作頻繁使用的抗菌劑。擔心的是此類化合物 在人體內發展出腫瘤、遺傳病等，或者改變環境生物體中的生態系統。戊二醛常用作化石燃 料開采中的生物腐蝕抑制劑，已知其具有誘變性，并且擔心其影響人體和環境。還已經報道 戊二醛具有保存穩定性的問題。
[0010] 因此，本發明的目的是提供一種用于抑制金屬的生物腐蝕的試劑，與戊二醛相比， 所述試劑表現出高度的環境和職業安全性，并且進一步地表現出高穩定性。
[0011] 解決問題的方式
[0012] 根據本發明，以上提及的目的可以通過提供以下而實現：
[0013] [ 1]用于抑制金屬的生物腐蝕的試劑，所述試劑包含1，9_壬二醛（1，9-nonanedial)和/或2_甲基-1，8_辛二酸(2-methyl-l，8-〇ctanedial)作為活性成分（以下還 簡稱為"本發明的試劑"）；
[0014] [2] [1]的試劑，其中上述生物腐蝕是由選自以下的至少一種引起的：硫酸鹽還原 細菌、硝酸鹽還原細菌、產甲烷細菌、碘化物氧化細菌、鐵氧化細菌和硫氧化細菌；
[0015] [3][1]或[2]的試劑，其為水溶液的形式，所述水溶液具有l-3000ppm的所述活性 成分總濃度的；和
[0016] [4][1]_[3]中任一項的試劑，其中上述金屬是鐵；
[0017] [5]抑制金屬的生物腐蝕的方法，所述方法包括將[1]_[4]中任一項的試劑置于存 在引起生物腐蝕的微生物的環境中；
[0018] [6]抑制金屬的生物腐蝕的方法，所述方法包括用[1]-[4]中任一項的試劑對引起 生物腐蝕的微生物進行滅菌；
[0019] [7 ] 1，9-壬二醛和/或2-甲基-1，8-辛二醛用于抑制金屬的生物腐蝕的用途；
[0020] [8]1，9_壬二醛和/或2-甲基-1，8-辛二醛在制備用于抑制金屬的生物腐蝕的試劑 中的用途。
[0021] 發明效果
[0022] 因為本發明的試劑包含1，9_壬二醛和/或2-甲基-1，8-辛二醛作為活性成分，所以 其在金屬生物腐蝕抑制能力方面是優越的，并且表現出高度的環境和職業安全性。本發明 的試劑的活性成分在保存穩定性方面也是優越的。
[0023] 附圖簡述
[0024]圖1顯示實施例1中的添加有1，9-壬二醛和2-甲基-1，8-辛二醛的混合物的小瓶中 的鐵溶出濃度（iron elution concentration)的測量結果的圖表。圖中的縮寫表示以下：
[0025] NL: 1,9-壬二醛
[0026] M0L :2_ 甲基-1,8-辛二醛
[0027]無生命的(N/C):沒有添加 KA-1菌株和醛
[0028] P/C(產甲烷菌(Methanogen)):加入KA-1菌株，但沒有加入醛
[0029] 圖2顯示實施例1中的添加有戊二醛的小瓶中的鐵溶出濃度的測量結果的圖表。圖 中的縮寫表示以下：
[0030] 無生命的(N/C):沒有添加 KA-1菌株和醛
[0031] P/C(產甲烷菌）：加入KA-1菌株，但沒有加入醛 [0032]實施方案描述
[0033] 本發明的試劑特征性地使用1，9_壬二醛和/或2-甲基-1，8_辛二醛作為活性成分。 [0034] 本發明的試劑包含1，9_壬二醛和2-甲基-1，8-辛二醛中的至少一種作為活性成 分。可以使用單獨的1，9_壬二醛或單獨的2-甲基-1，8_辛二醛作為活性成分。從工業可用性 方面來看，優選1，9_壬二醛和2-甲基-1，8-辛二醛的混合物。當本發明的試劑包含1，9_壬二 醛和2-甲基-1，8-辛二醛的混合物作為活性成分時，混合比率沒有特別的限制。然而，1，9_ 壬二醛/2-甲基-1，8-辛二醛的質量比一般優選為99/1-1/99，更優選為95/5-5/95，進一步 地優選為90/10-45/55,特別優選為90/10-55/45。
[0035] 1，9_壬二醛和2-甲基-1，8-辛二醛都是已知的物質，并且可以通過本身已知的方 法(例如，JP-B_2857055、JP-B-62-61577等中所述的方法)或與其類似的方法產生。另外，還 可以使用商購產品。
[0036] 只要不損害本發明的目的，除了 1，9-壬二醛和/或2-甲基-1，8-辛二醛之外，本發 明的試劑還可以包含生物腐蝕抑制劑領域中常規使用的成分。所述成分的實例包括其他抗 菌劑、分散劑、混懸劑、鋪展劑、滲透劑、濕潤劑、膠漿劑、穩定劑、阻燃劑、著色劑、抗氧化劑、 抗靜電劑、起泡劑、潤滑劑、膠凝劑、成膜助劑、防凍劑、粘度改進劑、pH調節劑、防腐劑、乳化 劑、消泡劑、載體等。
[0037] 其他抗菌劑的實例包括氧化劑(過乙酸、過氧化單硫酸鉀、過硼酸鈉、過氧化氫、過 碳酸鈉等）、鱗鹽(THPS、聚醚聚氨基亞甲基膦酸酯、三丁基十四烷基氯化鱗等）、烷基苯磺 酸、季銨鹽(N-烷基二甲基芐基氯化銨、N-二烷基甲基芐基氯化銨等）、異噻唑啉-噻唑啉-異 噻唑酮化合物(2-(氰硫基甲硫基)苯并噻唑、異噻唑酮等）、硫代氨基甲酸酯化合物、氫醌化 合物、除1，9_壬二醛和2-甲基-1，8-辛二醛之外的醛化合物(氯乙醛等）、偶氮化合物、苯扎 氯銨、次氯酸、噁唑烷化合物、咪唑化合物（1，2-二甲基-5-硝基-1H-咪唑等）、氨基醇、醚、月旨 質體、炔燒氧化物(alkyne alkoxylates)、溴殺蟲劑(2,2-二溴-2_硝基乙酰胺等）、酶（內 切-β-1，2_半乳聚糖酶等）、金屬離子、苯酚化合物等。這些抗菌劑可以單獨使用，或者可以 兩種以上組合使用。
[0038]分散劑的實例包括表面活性劑如高級醇硫酸酯、烷基磺酸、烷基芳基磺酸、氧基烷 基胺、脂肪酸酯、聚烯基氧化物、脫水山梨醇等;皂、酪蛋白、明膠、淀粉、海藻酸、瓊脂、羧甲 基纖維素(CMC)、聚乙烯醇、松油、糖油、膨潤土、甲酚皂等。這些分散劑可以單獨使用，或者 可以兩種以上組合使用。
[0039]載體的實例包括液體載體如水、醇（甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、甘油等）、酮（丙 酮、甲基乙基酮等）、脂肪烴（己烷、液體石蠟等）、芳烴(苯、二甲苯等）、鹵代烴、酰胺、酯、腈 等；固體載體如粘土(高嶺土、膨潤土、酸性粘土等）、滑石(滑石粉、壽山石粉等）、硅石(硅藻 土、硅酸酐、云母粉等）、礬土、硫黃粉、活性炭等;等等。這些載體可以單獨使用，或者可以兩 種以上組合使用。
[0040] 前述活性成分在本發明的試劑中的總含量比率可以依據劑型、使用實施方案等適 當地設定。從成本有效性方面來看，其通常是1-100質量％，優選5-100質量％，更優選5-95 質量％。
[0041] 當本發明的試劑包含1，9_壬二醛和2-甲基-1，8-辛二醛中的一種作為活性成分 時，此處"活性成分的總含量比率"是其含量比率。當本發明的試劑包含1，9_壬二醛和2-甲 基-1，8-辛二醛二者作為活性成分時，其是它們的總含量比率。
[0042]本發明的試劑的制備方法沒有特別的限制，并且可以使用本身已知的方法或與其 相似的方法。例如，在需要時，其可以通過將生物腐蝕抑制劑領域中常用的成分添加或混合 到1，9-壬二醛和/或2-甲基-1，8-辛二醛中而制備，諸如此類。
[0043] 本發明中的劑型的實例包括乳劑、液體、水溶劑、可濕性粉劑、粉劑、顆粒劑、微粒 劑、片劑、糊劑、混懸劑、噴霧劑、涂擦劑等。配制成各種劑型的方法沒有特別限制，并且可以 使用本身已知的方法或與其相似的方法進行配制。
[0044] 作為本發明的試劑的活性成分的1，9_壬二醛和/或2-甲基-1，8-辛二醛表現出與 戊二醛等價或不低于戊二醛的對引起生物腐蝕的微生物的滅菌作用、高安全性和優越的保 存穩定劑。因此，本發明的試劑優選地用于抑制金屬的生物腐蝕。在本發明中，"生物腐蝕" 是指由環境中的微生物的作用直接或間接引起的腐蝕現象。引起生物腐蝕的微生物的實例 包括，但不限于，硫酸鹽還原細菌、硝酸鹽還原細菌、產甲烷細菌、碘化物氧化細菌、鐵氧化 細菌和硫氧化細菌等。并且，在本發明中，生物腐蝕的"抑制"是包括預防生物腐蝕的發展和 抑制生物腐蝕的進展(加重)的概念。
[0045] 在本發明中，"硫酸鹽還原細菌"是具有還原硫酸鹽的能力的微生物的通稱。硫酸 鹽還原細菌的具體實例包括屬于脫硫弧菌屬(genus Desulfovibrio)的微生物、屬于脫硫 菌屬（genus Desulfobacter)的微生物、屬于脫硫腸狀菌屬（genus Desulfotomaculum)的 微生物等。
[0046] 在本發明中，"硝酸鹽還原細菌"是具有還原硝酸鹽的能力的微生物的通稱。
[0047] 在本發明中，"產甲烷細菌"是具有在厭氧環境下產生甲烷的能力的微生物的通 稱。產甲燒細菌的具體實例包括屬于甲燒桿菌屬(genus Methanobacterium)的微生物、屬 于甲燒球菌屬（genus Methanococcus)的微生物、屬于甲燒八疊球菌屬（genus Methanosarcina)的微生物等。
[0048] 在本發明中，"碘化物氧化細菌"是