阳离子糖基化合物用于在水系统中进行微生物结垢控制的用途的制作方法

阳离子糖基化合物用于在水系统中进行微生物结垢控制的用途
1.相关申请的交叉引用
2.本技术根据35u.s.c.
§
119要求2019年1月29日提交的美国临时申请序列第62/798,193号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中，包括但不限于说明书、权利要求书和摘要以及其任何图式、表格或实例。
技术领域
3.本公开大体上涉及使用一种或多种阳离子烷基多糖苷在水系统中进行微生物结垢或生物膜控制的领域。具体地说，本公开涉及使用包含一种或多种阳离子烷基多糖苷的结垢控制组合物在水系统中进行微生物结垢控制。所公开的方法和本文公开的结垢控制组合物可有效地防止在水系统中细菌和生物膜生长，并且更环保，因为阳离子烷基多糖苷可衍生自自然资源中的化合物并且降解为天然产物。


背景技术：

4.水系统，包括工业用水系统，用于许多不同的目的。任何水系统，包括其设备和水，都易于受到微生物污染和结垢。即使在使用目前可获得的最佳水处理程序处理的工业用水系统中，也可能发生任何有机或无机材料的结垢或沉积。如果水系统不定期清洁，那么它们将变得严重结垢。
5.由于微生物污染和随后的微生物和/或生物膜生长而发生结垢。工业用水系统中微生物污染的来源很多，并且可能包括但不限于空气污染、补水、工艺泄漏和不正确清洁的设备。引起结垢的微生物可以在水系统的任何可湿性或半湿性表面上建立它们的微生物群落。蒸发冷却水系统特别容易结垢。
6.结垢对水系统，特别是工业用水系统具有负面影响。举例来说，严重的矿物水垢(无机材料)将积聚在任何水接触表面上，并且任何水垢为微生物和/或生物膜生长提供理想的环境。如果允许结垢或生物膜生长在水系统中进行，则水系统可能遭受操作效率降低，设备过早发生故障，以及与微生物结垢和/或生物膜生长相关联的健康相关风险增加。
7.随着微生物群落在表面上扩展，由微生物分泌的胞外聚合物有助于形成生物膜。这些生物膜是复杂的生态系统，它们建立了一种用于浓缩营养物质并为微生物生长提供保护的手段，因此生物膜可以加速水垢形成、腐蚀和其它结垢过程。生物膜不仅有助于降低水系统的效率，而且它们还为微生物增殖和生成危险的军团菌(legionella)提供了极好的环境。因此，重要的是必须尽可能减少生物膜和其它结垢过程，以减少与军团菌和其它水源性病原体相关联的健康相关风险。
8.开发了各种方法来清洁或去除生物膜和与生物膜相关联的微生物。虽然清洁和去除生物膜是必要的，但更好的方法是防止或减少结垢或生物膜形成或生长，因此减少了清洁或去除生物膜的需要。清洁或去除生物膜通常需要中断操作和引入其它化学品。防止或减少结垢和/或生物膜形成或生长的一种方法是用结垢控制剂或结垢控制组合物处理水系
统。举例来说，通常将腐蚀抑制剂和/或结垢控制剂添加到上游的石油和天然气生产流体中，以保护碳钢管道和基础设施免受腐蚀和生物膜生长。
9.季铵化合物作为腐蚀抑制剂和结垢控制剂已经使用多年。季铵化合物属于表面活性剂的重要子类，因为其含有独特的性质。季铵化合物与其它表面活性剂之间的主要区别在于其独特的结构。季铵化合物主要由疏水基团(例如，长烷基)和季铵盐基团两部分组成。铵的独特正电荷在表面活性剂与生物膜的表面或不同组分之间发挥着关键作用，例如静电相互作用。然而，用于此类目的的季铵化合物通常为双季铵物种或已知非常危险的用苄基氯季铵化的物种。此外，政府规定将任何含有单一季化合物的水释放到环境中。
10.因此，持续需要更好和更安全的结垢控制剂的不同或替代性季铵化合物。
11.因此，本公开的目的是开发具有改进的结垢控制特性的新型结垢控制剂。
12.本公开的另一目的是开发使水系统中的结垢控制更环保的方法和结垢控制组合物。
13.根据以下结合本文中陈述的权利要求的说明书，本公开的这些和其它目的、优点和特征将变得显而易见。


技术实现要素：

14.本文公开了用于在水系统中控制微生物结垢的方法和组合物。更具体地，所公开的用于微生物结垢控制的方法和组合物使用一种或多种水可溶阳离子烷基多糖苷化合物。
15.本文公开的示例性阳离子烷基多糖苷化合物示出它们用于防止水系统中细菌或生物膜生长的效力。在与此同时提交并且标题为“阳离子糖基化合物在水系统中作为腐蚀抑制剂的用途(use of cationic sugar
‑
based compounds as corrosion inhibitors in a water system)”的相关申请，美国专利申请第16/774,226号中，这些阳离子烷基多糖苷化合物也被证明对于在水系统中的抑制腐蚀有效。这些阳离子烷基多糖苷不仅是优选的，因为它们衍生自自然资源，例如多糖苷和脂肪醇，并降解为天然产物并且为环保的，并且更有效，因为它们腐蚀控制剂和微生物/生物膜生长控制剂。
16.在一个方面，本文提供结垢控制组合物，其中组合物包含结垢控制组合物，所述结垢控制组合物包含阳离子烷基多糖苷和一种或多种附加的结垢控制组合物剂，其中结垢控制组合物减少在水系统中细菌生长或生物膜生长。
17.在另一个方面，本文公开一种控制水系统中微生物结垢的方法，其中所述方法包含将结垢控制组合物提供到水系统中，以生成经过处理的水系统，其中结垢控制组合物包含阳离子烷基多糖苷，并且其中结垢控制组合物减少在经过处理的水系统中细菌生长或生物膜生长。在一些实施例中，结垢控制组合物还包含一种或多种附加的结垢控制组合物剂。
18.前述概述仅是说明性的，并且不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，根据以下显示和描述本技术的说明性实施例的附图和具体实施方式，本技术的其它方面、实施例和特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见。因此，应将附图和具体实施方式视为在本质上是说明性的，并且不是以任何方式进行限制。
具体实施方式
19.在以下具体实施方式中，可以参考形成本文一部分的附图、方案和结构。在附图
中，类似的符号通常标识类似的组分，除非上下文另外指示。在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施例并不意味着限制。在不脱离这里所呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以作出其它改变。
20.下文描述各种实施例。应当注意，具体的实施例并不旨在作为详尽的描述或作为对本文所论述的更广泛方面的限制。结合特定实施例描述的一个方面未必限于所述实施例，并且可以用任何其它实施例来实践。
21.本文公开了用于在水系统中控制结垢的方法和组合物。更具体地，一种或多种烷基多葡萄糖苷用于本文所公开的结垢控制组合物或方法中。这些特定烷基多葡萄糖苷衍生自多葡萄糖。
22.本公开的实施例不限于可以改变并且被本领域技术人员理解的任何具体组合物和方法。还应当理解，本文中使用的所有术语仅用于描述特定实施例，并且不旨在以任何方式或范围进行限制。举例来说，除非内容另外清楚地指示，否则如本说明书和所附权利要求中所使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述(the)”可以包括复数指代物。此外，所有单位、前缀和符号均可以其经si接受的形式表示。
23.在本说明书内叙述的数值范围包括在所定义的范围内的数值。贯穿本公开，可以范围格式呈现本公开的各个方面。应当理解，采用范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁起见，并且不应当解释为是对本公开的范围的固定限制。因此，对范围的描述应被视为已经具体地公开了所述范围内的所有可能的子范围以及单独数值(例如，1到5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。
24.为了可以更容易地理解本公开，首先定义某些术语。除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本公开的实施例所涉及的本领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。可以在无需过分实验的情况下在本公开的实施例的实践中使用与本文所述的方法和材料类似的、修改的或等效的许多方法和材料，本文描述了优选的材料和方法。在描述和要求本公开的实施例时，将根据下面所列出的定义使用以下术语。
25.如本文所用，术语“约”是指例如通过用于在现实世界中制备浓缩物或使用溶液的典型测量和液体处理程序；通过在这些程序中的疏忽性错误；通过用于制备组合物或执行方法的成分的制造、来源或纯度的差异；等可能发生的数量的变化。术语“约”还涵盖由于由特定初始混合物产生的组合物的不同平衡条件而不同的量。不管是否被术语“约”修饰，权利要求均包括量的等效物。
26.如本文所使用的，“取代的”是指其中到包含在其中的氢原子的一个或多个键被置换为到非氢或非碳原子的键的有机基团(如下定义的(例如，烷基))。取代的基团还包括其中到一个或多个碳或一个或多个氢的一个或多个键被置换为到杂原子的一个或多个键(包括双键或三键)的基团。因此，除非另外说明，否则经取代的基团被一个或多个取代基取代。经取代的基团可以被1、2、3、4、5或6个取代基取代。
27.经取代的环基团包括其中到氢原子的键被到碳原子的键置换的环和环系统。因此，取代的环烷基、芳基、杂环基和杂芳基也可被本文所定义的取代或未取代的烷基、烯基和炔基取代。
28.如本文所使用的，术语“烷基(alkyl/alkyl groups)”是指具有一个或多个碳原子的饱和烃，包括直链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基
等)、环烷基(或“环烷基”或“脂环基”或“碳环基”)(例如，环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等)、支链烷基(例如，异丙基、叔丁基、仲丁基、异丁基等)和经烷基取代的烷基(例如，经烷基取代的环烷基和经环烷基取代的烷基)。
29.除非另外说明，否则术语“烷基”包括“未取代的烷基”和“取代的烷基”两者。如本文所使用的，术语“取代的烷基”是指具有置换烃主链的一个或多个碳上的一个或多个氢的取代基的烷基。此类取代基可以包括例如烯基、炔基、卤基、羟基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基、芳氧基羰氧基、羧酸酯基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、烷基硫基羰基、烷氧基、磷酸酯基、膦酸基、亚膦酸基、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基及烷基芳基氨基)、酰胺基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨甲酰基和脲基)、亚氨基、巯基、烷基硫基、芳基硫基、硫代羧酸酯基、硫酸酯基、烷基亚磺酰基、磺酸酯基、氨磺酰基、磺酰胺基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基或芳香族(包括杂芳香族)基团。
30.在一些实施例中，经取代的烷基可以包括杂环基团。如本文所用，术语“杂环基团”包括与其中环上碳原子中的一个或多个为非碳元素，例如氮、硫或氧的碳环基团类似的闭环结构。杂环基团可以是饱和或不饱和的。示例性杂环基团包括但不限于氮丙啶、环氧乙烷(环氧化物、环氧乙烷)、环硫乙烷(环硫化物)、双环氧乙烷、氮杂环丁烷、氧杂环丁烷、硫杂环丁烷、二氧杂环丁烷、二硫杂环丁烷、二硫环丁烯、氮杂环戊烷、吡咯啶、吡咯啉、氧杂环戊烷、二氢呋喃以及呋喃。
31.烯基基团或烯烃是具有两个至约30个碳原子的直链、支链或环状烷基基团，并且还包括至少一个双键。在一些实施例中，烯基基团具有2个到约30个碳原子，或者通常具有2个到10个碳原子。烯基基团可以是经取代的或未经取代的。对于烯基基团中的双键，所述双键的构型可以是反式或顺式构型。烯基基团可以与烷基基团类似地取代。
32.炔基基团是具有两个至约30个碳原子的直链、支链或环状烷基基团，并且还包括至少一个三键。在一些实施例中，炔基基团具有2个到约30个碳原子，或者通常具有2个到10个碳原子。炔基基团可以是经取代的或未经取代的。炔基基团可以与烷基基团或烯基基团类似地取代。
33.如本文所用，术语“亚烷基”、“环亚烷基”、“炔基化物”和“亚烯基”，单独或作为另一取代基的一部分，分别指衍生自烷基、环烷基或烯基基团的二价基团，例如
‑
ch2ch2ch2‑
。对于亚烷基、亚环烷基、亚炔基和亚烯基基团，不暗示连接基团的取向。
34.如本文所用，术语“酯”是指
‑
r
30
coor
31
基团。r
30
不存在、如本文所定义的经取代或未经取代的亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基、亚杂环基亚烷基或亚杂环基。r
31
是如本文所定义的经取代或未经取代的烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。
35.如本文所用，术语“胺”(或“氨基”)是指
‑
r
32
nr
33
r
34
基团。r
32
不存在、如本文所定义的经取代或未经取代的亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基、亚杂环基亚烷基或亚杂环基。r
33
和r
34
独立地为氢，或如本文所定义的经取代或未经取代的烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。
36.如本文所用，术语“胺”也是指独立化合物。当胺为化合物时，其可以由r
32
'nr
33
'r
34
'基团的式来表示，其中r
32
'、r
33
'和r
34
独立地为氢，或如本文所定义的经取代或未经取代
的烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。
37.如本文所用，术语“醇”是指
‑
r
35
oh基团。r
35
不存在、如本文所定义的经取代或未经取代的亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基、亚杂环基亚烷基或亚杂环基。
38.如本文所用，术语“羧酸”是指
‑
r
36
cooh基团。r
36
不存在、如本文所定义的经取代或未经取代的亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基、亚杂环基亚烷基或亚杂环基。
39.如本文所用，术语“醚”是指
‑
r
37
or
38
基团。r
37
不存在、如本文所定义的经取代或未经取代的亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基、亚杂环基亚烷基或亚杂环基。r
38
为如本文所定义的经取代或未经取代的烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。
40.如本文所用，术语“溶剂”是指任何无机或有机溶剂。溶剂在所公开的方法或组合物中可用作反应溶剂或载体溶剂。合适的溶剂包括但不限于：含氧溶剂，例如低级链烷醇、低级烷基醚、二醇、芳基二醇醚和低级烷基二醇醚。其它溶剂的实例包括但不限于：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丁醇、异丁醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、混合的乙烯
‑
丙烯二醇醚、乙二醇苯醚和丙二醇苯醚。水也是溶剂。本文所使用的溶剂可以由单一溶剂或许多不同溶剂的混合物构成。
41.二醇醚包括但不限于二乙二醇正丁醚、二乙二醇正丙醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇叔丁醚、二丙二醇正丁醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、二丙二醇丙醚、二丙二醇叔丁醚、乙二醇丁醚、乙二醇丙醚、乙二醇乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇正丁醚、丙二醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇正丙醚、三丙二醇甲醚和三丙二醇正丁醚、乙二醇苯醚、丙二醇苯醚等或其混合物。
42.酸类
43.通常，本公开中使用的酸包括有机酸和无机酸。有机酸包括但不限于羟基乙酸(乙醇酸)、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、葡萄糖酸、衣康酸、三氯乙酸、尿素盐酸盐和苯甲酸。有机酸还包括二羧酸，例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、马来酸、富马酸、己二酸和对苯二甲酸。也可以使用这些有机酸的组合。无机酸包括但不限于矿物酸，例如磷酸、硫酸、氨基磺酸、甲基硫酸、盐酸、氢溴酸、氢氟酸和硝酸。无机酸可以单独使用，或与其它无机酸组合使用，或者与一种或多种有机酸组合使用。可以使用酸生成剂来形成合适的酸，包括例如诸如氟化钾、氟化钠、氟化锂、氟化铵、氟化氢铵、氟化硅钠等的生成剂。
44.本文中公开的方法或组合物中特别合适的酸的实例包括无机酸和有机酸。示例性无机酸包括磷酸、膦酸、硫酸、氨基磺酸、甲基硫酸、盐酸、氢溴酸、氢氟酸和硝酸。示例性有机酸包括羟基乙酸(乙醇酸)、柠檬酸、乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、葡糖酸、衣康酸、三氯乙酸、尿素盐酸盐和苯甲酸。也可以使用有机二羧酸，例如草酸、马来酸、富马酸、己二酸和对苯二甲酸。
45.过羧酸和过氧羧酸组合物
46.本文中公开的制品、产品或组合物中可以包括过氧羧酸(即过酸)或过氧羧酸组合物。如本文所用，术语“过酸”也可以被称为“过羧酸”、“过氧羧酸”或“过氧酸”。磺基过氧羧酸、磺化过酸和磺化过氧羧酸也包括在本文所用的术语“过氧羧酸”和“过酸”中。如本领域技术人员所知，过酸是指羧酸中羟基基团的氢被羟基基团置换的酸。氧化过酸在本文中也
可以称为过氧羧酸。
47.过酸包括式r
‑‑
(coooh)
n
的任何化合物，其中r可以是氢、烷基、烯基、炔基、酰基、脂环基团、芳基、杂芳基或杂环基团，并且n是1、2或3，并且通过在母体酸前加过氧前缀来命名。优选地，r包括氢、烷基或烯基。术语“烷基”、“烯基”、“炔基”、“酰基”、“脂环基团”、“芳基”、“杂芳基”和“杂环基团”如本文所定义。
48.如本文所用，过氧羧酸组合物是指包含一种或多种过酸、所述一种或多种过酸相应的酸和过氧化氢或其它氧化剂的任何组合物。过氧羧酸组合物还可以包括稳定剂、荧光活性示踪剂或化合物或其它成分，如本领域技术人员所知。
49.如本文所用，当术语“混合”或“混合物”涉及“过羧酸组合物”、“过羧酸”、“过氧羧酸组合物”或“过氧羧酸”时，其是指包括一种以上过羧酸或过氧羧酸的组合物或混合物。也可以使用诸如过氧乙酸和过氧辛酸等的过酸。也可以使用这些酸的任何组合。
50.然而，在一些实施例中，本文中公开的制品、产品或组合物不含过氧羧酸或过氧羧酸组合物。
51.阳离子烷基多糖苷
52.本文公开的结垢控制组合物包含阳离子烷基多糖苷。烷基多糖苷的特征在于一个或多个单糖类单元和至少一个疏水烷基与糖类单元的羟基中的一个连接。这些分子的糖类单元、糖类单元的聚合度(dp)、烷基的数量、烷基链长、直链和单支链等不同。
53.当多糖苷衍生自葡萄糖基聚合物时，它们被称为烷基多葡萄糖苷(apg)。淀粉为聚合碳水化合物，其由大量通过糖苷键连结的葡萄糖单元组成并且具有通用结构如本文在本公开内容中所使用，烷基多葡萄糖苷为具有一至十个葡萄糖单元主链和至少一个附接有oh基团中的一个的烷基并且具有通用结构的分子，其中r为烷基，并且可附接到分子中的任何和所有oh基团。如本文在本公开内容中所使用，阳离子烷基多葡萄糖苷为在其(一个或多个)烷基中具有至少一个阳离子基团的烷基多葡萄糖苷。
54.在烷基多葡萄糖苷或阳离子烷基多葡萄糖苷内，葡萄糖单元可通过糖苷键连结在一起，如在淀粉中，通过另一种连接，通过连接基团，或其组合。举例来说，具有2个葡萄糖单
元的阳离子烷基葡糖苷的结构为元的阳离子烷基葡糖苷的结构为元的阳离子烷基葡糖苷的结构为或在不同葡萄糖单元中的两个oh基团之间有或没有连接基团的其它连接。对于具有三个或更多个葡萄糖单元的阳离子烷基糖苷，两个相邻葡萄糖单元之间的连接可相同或不同。
55.一类烷基多糖苷已广泛用作各种化妆品、家庭和工业应用中的非离子表面活性剂。烷基多糖苷表面活性剂通常特征在于一个或多个糖类单元，其在一个末端为亲水的，并且在另一个末端为疏水烷基。它们通常在高温下在酸催化剂的存在下从来自自然资源的多糖和脂肪醇中获得。原材料通常是淀粉和脂肪。最终产物可为具有不同糖部分的化合物的复杂混合物，所述不同糖部分包含来自脂肪醇的一个或多个亲水烷基。
56.如本公开中所使用，烷基多糖苷或烷基多葡萄糖苷可包含一个或多个烷基，并且烷基可不同。
57.在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷可具有通用结构其中r1为h或c1‑
c
30
烷基，并且在分子中的r1中的至少一个为含有阳离子基团的c1‑
c
30
烷基。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷可具有通用结构在又一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷可具有通用结构其中n为约1
‑
9，并且r1为h或c1‑
c
30
烷基，并且r1中的至少一个为烷基。
58.如本公开中所提及，阳离子烷基多葡萄糖苷为在上文描述的烷基多葡萄糖苷，并
且具有一个或多个阳离子基团。此外，在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷具有通用结构构其中n为1
‑
9；r1为h或c1‑
c
30
烷基；r
10
为r
10
'
‑
n
+
(ch3)2r2；r
10
'为c2‑
c
10
烷基；并且r2为
‑
(ch2)
m
ch3；并且m为0
‑
21。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷具有上述结构中的一种，其中n为1
‑
9；r
10
为h或c1‑
c
30
烷基；r1为r
10
'
‑
n
+
(ch3)2r2；r
10
'为c2‑
c
10
烷基；并且r2为
‑
(ch2)
m
ch3；并且m为0
‑
21。
59.阳离子烷基多葡萄糖苷可为但不限于季铵化多葡萄糖苷、多季铵化多葡萄糖苷、季铵化烷基多葡萄糖苷、多季铵化烷基多葡萄糖苷等。在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含具有季铵的单一阳离子烷基。
60.在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含具有季铵的两个或更多个烷基。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含具有季铵的一个烷基和一个或多个非离子烷基。在又一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含具有季铵的两个或更多个烷基和一个或多个非离子烷基。
61.作为实例，阳离子烷基多葡萄糖苷可具有结构作为实例，阳离子烷基多葡萄糖苷可具有结构其中r1为h或c
10
‑
c
18
烷基；r
10
为
‑
ch2ch(oh)ch2‑
n
+
(ch3)
2
r2；并且r2为c8‑
c
18
烷基。阳离子烷基多葡萄糖苷还可为其中r1为h或c
10
‑
c
18
烷基；r
10
为
‑
ch2ch(oh)ch2‑
n
+
(ch3)2r2；并且r2为c8‑
c
18
烷基。阳离子烷基多葡萄糖苷还可为其中r1为h或c
10
‑
c
18
烷基；r2为c8‑
c
18
烷基，并且n为0
‑
10。在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷还可为其中r1为h或c
10
‑
c
18
烷基；r
10
为
‑
(ch2)4‑
n
+
(ch3)2r2；并且r2为c8‑
c
18
烷基。
62.适用于本文公开的结垢控制组合物的市售合适的阳离子烷基多葡萄糖苷的实例可包括但不限于季官能化烷基多葡萄糖苷的poly suga可购自位于田纳西州南匹兹堡(south pittsburg,tn)的colonial chemical公司。
63.合适的季官能化烷基多葡萄糖苷的另外的实例包括但不限于描述于美国专利第7,084,129号和第7,507,399号的抗微生物剂和抗真菌剂季官能化烷基多葡萄糖苷，所述专利的公开内容由此以引用的方式并入。适用于清洁本公开的组合物的市售合适的季官能化烷基多葡萄糖苷的实例可包括但不限于sugatm 1212(主要是c
12
季官能化烷基多葡萄糖苷)、sugal 1210(主要是c
12
季官能化烷基多葡萄糖苷)，和sugas 1218(主要是c
12
季官能化烷基多葡萄糖苷)，可购自位于田纳西州南匹兹堡的colonial chemical公司。
64.在结垢控制组合物中的其它结垢控制组合物剂
65.除了烷基多糖苷之外，在本公开中的结垢控制组合物包括一种或多种附加的结垢控制组合物剂。
66.所公开的结垢控制组合物中的附加的结垢控制组合物剂可以包括但不限于酸、载
体、分散剂、杀生物剂、腐蚀抑制剂、抗氧化剂、防聚合物降解剂、渗透率调节剂、发泡剂、消泡剂、压裂支撑剂、h2s、co2和/或o2清除剂、胶凝剂、润滑剂和减摩剂、盐或其混合物。
67.所公开的结垢控制组合物中的附加的结垢控制组合物剂还可以包括但不限于有机硫化合物、沥青质抑制剂、石蜡抑制剂、阻垢剂、水澄清剂、破乳剂、反相破乳剂、气体水合物抑制剂、ph调节剂、表面活性剂或其组合。
68.此外，所述附加的结垢控制组合物剂可以为螯合剂、增溶剂、润滑剂、缓冲剂、清洁剂、漂洗助剂、防腐剂、粘合剂、增稠剂或其它粘度调节剂、加工助剂、载体、水调节剂或泡沫发生剂、阈值剂或系统、美学增强剂(即，染料、气味剂、香料)或适于与反相破乳剂一起配制的其它添加剂，或其混合物。
69.本文中公开的结垢控制组合物中的附加的结垢控制组合物剂将根据制造的具体结垢控制组合物和本领域技术人员将理解的预期用途而变化。
70.替代性地，结垢控制组合物不含有或不含附加的结垢控制组合物剂中的一种或多种。
71.当一种或多种附加结垢控制组合物剂用于防止微生物或生物膜生长时，它们可与如这里所描述的阳离子烷基葡糖苷一起配制在相同结垢控制组合物中。替代性地，可将附加的结垢控制组合物剂中的一些或全部配制成一种或多种不同的配制物，并且供应到水系统。换句话说，附加的结垢控制组合物剂可独立地、同时地或顺序地提供到水系统中。
72.杀生物剂和载体
73.在一些实施例中，本文中公开的结垢控制组合物还包括杀生物剂。在一些其它实施例中，本文中公开的结垢控制组合物还包括载体。在一些其它实施例中，本文中公开的结垢控制组合物还包括杀生物剂和载体。在一些实施例中，本文所公开的方法或结垢控制组合物可由一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷和载体组成。在一些实施例中，本文公开的结垢控制组合物由一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷、载体和杀生物剂组成。
74.适用的杀生物剂可以是氧化杀生物剂或非氧化杀生物剂。氧化杀生物剂包括但不限于漂白剂、氯、溴、二氧化氯和能够释放氯和溴的物质。非氧化杀生物剂包括但不限于戊二醛、异噻唑啉、2,2
‑
二溴
‑3‑
腈基丙酰胺、2
‑
溴
‑2‑
硝基丙烷
‑
1,3二醇、1
‑
溴
‑1‑
(溴甲基)
‑
1,3
‑
丙二腈、四氯间苯二甲腈、烷基二甲基苄基铵氯化物、二甲基二烷基铵氯化物、二癸基二甲基铵氯化物、聚(氧乙烯(二甲基亚胺基)乙烯(二甲基亚胺基)二氯乙烷、二亚甲基双硫氰酸盐、2
‑
癸基硫乙胺、硫酸四羟甲基鏻、二硫代氨基甲酸盐、氰基二硫代亚胺碳酸酯、2
‑
甲基
‑5‑
硝基咪唑
‑1‑
乙醇、2
‑
(2
‑
溴
‑2‑
硝基乙烯基)呋喃、β
‑
溴
‑
β
‑
硝基苯乙烯、β
‑
硝基苯乙烯、β
‑
硝基乙烯基呋喃、2
‑
溴
‑2‑
溴甲基戊二腈、双(三氯甲基)砜、s
‑
(2
‑
羟丙基)硫代甲磺酸盐、四氢
‑
3,5
‑
二甲基
‑
2h
‑
1,3,5
‑
肼
‑2‑
硫酮、2
‑
(硫氰甲基硫基)苯并噻唑、2
‑
溴
‑4′‑
羟基苯乙酮、1,4
‑
双(溴乙酰氧基)
‑2‑
丁烯、双(三丁基锡)氧化物、2
‑
(叔丁基氨基)
‑4‑
氯
‑6‑
(乙基氨基)
‑
s
‑
三嗪、十二烷基胍乙酸酯、十二烷基胍盐酸盐、椰油烷基二甲基胺氧化物、n
‑
椰油烷基三甲基二胺、氯化四烷基鏻、7
‑
氧杂双环[2.2.1]庚烷
‑
2,3
‑
二羧酸、4,5
‑
二氯
‑2‑
正辛基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮、5
‑
氯
‑2‑
甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮和2
‑
甲基
‑4‑
异噻唑啉
‑3‑
酮。
[0075]
合适的非氧化杀生物剂还包括例如醛(即，甲醛、戊二醛和丙烯醛)、胺类化合物(即，季胺化合物和椰油二胺)、卤代化合物(即，2
‑
溴
‑2‑
硝基丙烷
‑3‑
二醇(溴硝醇)和2
‑2‑
二溴
‑3‑
腈基丙酰胺(dbnpa))、硫化合物(即，异噻唑酮、氨基甲酸酯和甲硝哒唑)和季鏻盐
(即，硫酸四(羟甲基)
‑
鏻(thps))。
[0076]
合适的氧化杀生物剂包括例如次氯酸钠、三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸、次氯酸钙、次氯酸锂、氯化乙内酰脲、稳定的次溴酸钠、活化溴化钠、溴化乙内酰脲、二氧化氯、臭氧、过氧羧酸、过氧羧酸组合物和过氧化物。
[0077]
基于组合物的总重量，组合物可包含约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％至约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约4wt
‑
％的杀生物剂。
[0078]
所公开的结垢控制组合物中的载体可以是水、有机溶剂或水和有机溶剂的组合。有机溶剂可以为醇、烃、酮、醚、亚烷基二醇、二醇醚、酰胺、腈、亚砜、酯或其组合。合适的有机溶剂的实例包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2
‑
乙基己醇、己醇、辛醇、癸醇、2
‑
丁氧基乙醇、亚甲基二醇、乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二丁醚、戊烷、己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷、癸烷、十二烷、柴油、甲苯、二甲苯、重芳香族石脑油、环己酮、二异丁基酮、乙醚、碳酸丙二酯、n
‑
甲基吡咯烷酮、n,n
‑
二甲基甲酰胺或其组合。
[0079]
基于组合物的总重量，所述结垢控制组合物可以包含约1wt
‑
％至约80wt
‑
％、约1wt
‑
％至约70wt
‑
％、约1wt
‑
％至约60wt
‑
％、约1wt
‑
％至约50wt
‑
％、约1wt
‑
％至约40wt
‑
％、约1wt
‑
％至约30wt
‑
％、约1wt
‑
％至约20wt
‑
％、约1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约5wt
‑
％至约10wt
‑
％、约5wt
‑
％至约20wt
‑
％、约5wt
‑
％至约30wt
‑
％、约5wt
‑
％至约40wt
‑
％、约5wt
‑
％至约50wt
‑
％、约10wt
‑
％至约20wt
‑
％、约10wt
‑
％至约30wt
‑
％、约10至约40wt
‑
％、约10wt
‑
％至约50wt
‑
％、约10wt
‑
％、约20wt
‑
％、约30wt
‑
％、约40
‑
％、约50wt
‑
％、约60wt
‑
％、约70wt
‑
％、约90wt
‑
％或其之间的任何值的一种或多种载体。
[0080]
腐蚀抑制剂
[0081]
在一些实施例中，本文中公开的结垢控制组合物还包括腐蚀抑制剂。在一些其它实施例中，本文中公开的结垢控制组合物还包括腐蚀抑制剂和载体。在一些其它实施例中，本文中公开的结垢控制组合物还包括腐蚀抑制剂、杀生物剂和载体。在一些实施例中，本文中公开的结垢控制组合物可由一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷、一种或多种腐蚀抑制剂和载体组成。在一些实施例中，本文公开的结垢控制组合物由一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷、载体、腐蚀抑制剂和杀生物剂组成。
[0082]
基于组合物的总重量，结垢控制组合物可包含约0.1wt
‑
％至约20wt
‑
％、约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％，或0.1wt
‑
％至约5wt
‑
％的一种或多种腐蚀抑制剂。基于组合物的总重量，本文中公开的组合物可以包含0wt
‑
％至10wt
‑
％的一种或多种腐蚀抑制剂。基于组合物的总重量，所述组合物可包含约1.0wt
‑
％、约1.5wt
‑
％、约2.0wt
‑
％、约2.5wt
‑
％、约3.0wt
‑
％、约3.5wt
‑
％、约4.0wt
‑
％、约4.5wt
‑
％、约5.0wt
‑
％、约5.5wt
‑
％、约6.0wt
‑
％、约6.5wt
‑
％、约7.0wt
‑
％、约7.5wt
‑
％、约8.0wt
‑
％、约8.5wt
‑
％、约9.0wt
‑
％、约9.5wt
‑
％、约10.0wt
‑
％、约10.5wt
‑
％、约11.0wt
‑
％、约11.5wt
‑
％、约12.0wt
‑
％、约12.5wt
‑
％、约13.0wt
‑
％、约13.5wt
‑
％、约14.0wt
‑
％、约14.5wt
‑
％或约15.0wt
‑
％的一种或多种腐蚀抑制剂。每个水系统可以对使用腐蚀抑制剂有其自身的要求，并且组合物中的一种或多种腐蚀抑制剂的重量百分比可以随其使用的水系统而变化。
[0083]
需要腐蚀抑制剂来减少水系统中金属的腐蚀。用于多金属保护的腐蚀抑制剂通常是三唑，例如但不限于苯并三唑、卤代三唑和硝基取代的唑。
[0084]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是咪唑啉化合物、季铵化合物、吡啶鎓化合物或其组合。
[0085]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是咪唑啉。咪唑啉可以是例如衍生自二胺的咪唑啉(如乙二胺(eda)、二乙烯三胺(deta)、三乙烯四胺(teta)等)和长链脂肪酸(如妥尔油脂肪酸(tofa))。咪唑啉可以是式(1a)的咪唑啉或咪唑啉衍生物。代表性的咪唑啉衍生物包括式(2a)的咪唑啉化合物或式(3a)的双季铵化化合物。
[0086]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以包括式(1a)的咪唑啉：
[0087][0088]
其中r
10a
为c1‑
c
20
烷基或c1‑
c
20
烷氧基烷基基团；r
11a
为氢、c1‑
c6烷基、c1‑
c6羟烷基或c1‑
c6芳基烷基；并且r
12a
和r
13a
独立地为氢或c1‑
c6烷基基团。优选地，咪唑啉包括r
10a
，其是通常存在于妥尔油脂肪酸(tofa)中的烷基混合物，并且r
11a
、r
12a
和r
13a
各自为氢。
[0089]
所述一种或多种附加的腐蚀抑制剂可以是式(2a)的咪唑啉化合物：
[0090][0091]
其中r
10a
为c1‑
c
20
烷基或c1‑
c
20
烷氧基烷基基团；r
11a
和r
14a
独立地为氢、c1‑
c6烷基、c1‑
c6羟烷基或c1‑
c6芳基烷基；r
12a
和r
13a
独立地为氢或c1‑
c6烷基基团；并且x
‑
为卤化物(如氯化物、溴化物或碘化物)、碳酸盐、磺酸盐、磷酸盐或有机羧酸的阴离子(如乙酸盐)。优选地，咪唑啉化合物包括1
‑
苄基
‑1‑
(2
‑
羟乙基)
‑2‑
妥尔油
‑2‑
咪唑啉氯化物。
[0092]
所述一种或多种附加的腐蚀抑制剂可以是具有式(3a)的双季铵化化合物：
[0093][0094]
其中r
1a
和r
2a
各自独立地是具有1到约29个碳原子的未取代的支链或环烷基或烯基；具有1到约29个碳原子的部分或完全氧化、硫化和/或磷酰化的支链或环烷基或烯基；或其组合；r
3a
和r
4a
各自独立地是未取代的支链或环亚烷基或具有1到约29个碳原子的亚烯基；具有1到约29个碳原子的部分或完全氧化、硫化和/或磷酰化的支链或环亚烷基或亚烯
基；或其组合；l1和l2各自独立地不存在，是h、
‑
cooh、
‑
so3h、
‑
po3h、
‑
coor
5a
、
‑
conh2、
‑
conhr
5a
或
‑‑
con(r
5a
)2；r
5a
各自独立地是具有1到约10个碳原子的支链或无支链烷基、芳基、烷基芳基、烷基杂芳基、环烷基或杂芳基；n是0或1，并且其中n是0，l2不存在或是h；x为1到约10；并且y为1到约5。优选地，r
1a
和r
2a
各自独立地是c6‑
c
22
烷基、c8‑
c
20
烷基、c
12
‑
c
18
烷基、c
16
‑
c
18
烷基或其组合；r
3a
和r
4a
是c1‑
c
10
亚烷基、c2‑
c8亚烷基、c2‑
c6亚烷基或c2‑
c3亚烷基；n是0或1；x是2；y是1；r3和r4是
‑
c2h2‑
；l1是
‑
cooh、
‑
so3h或
‑
po3h；并且l2不存在，是h、
‑
cooh、
‑
so3h或
‑
po3h。举例来说，r
1a
和r
2a
可以衍生自妥尔油脂肪酸的混合物，并且主要是c
17
h
33
和c
17
h
31
的混合物，或者可以是c
16
‑
c
18
烷基；r
3a
和r
4a
可以是c2‑
c3亚烷基，例如
‑
c2h2‑
；n为1，并且l2是
‑
cooh，或者n是0，并且l2不存在或是h；x是2；y是1；r
3a
和r
4a
是
‑
c2h2‑
；并且l1是
‑
cooh。
[0095]
应当理解，对于式(3a)的每个基团指定的碳原子数是指碳原子的主链，并且不包括取代基可以贡献的碳原子。
[0096]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是具有式(3a)的双季铵化咪唑啉化合物，其中r
1a
和r
2a
各自独立地是c6‑
c
22
烷基、c8‑
c
20
烷基、c
12
‑
c
18
烷基或c
16
‑
c
18
烷基或其组合；r
4a
是c1‑
c
10
亚烷基、c2‑
c8亚烷基、c2‑
c6亚烷基或c2‑
c3亚烷基；x是2；y是1；n是0；l1是
‑
cooh、
‑
so3h或
‑
po3h；并且l2不存在或是h。优选地，双季铵化化合物具有式(3a)，其中r
1a
和r
2a
各自独立地是c
16
‑
c
18
烷基；r
4a
是
‑
c2h2‑
；x是2；y是1；n是0；l1是
‑
cooh、
‑
so3h或
‑
po3h，并且l2不存在或是h。
[0097]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是式(4a)的季铵化合物：
[0098][0099]
其中r
1a
、r
2a
和r
3a
独立地为c1到c
20
烷基，r
4a
为甲基或苄基，并且x
‑
为卤化物或甲硫酸根。
[0100]
合适的烷基、羟烷基、烷芳基、芳烷基或芳基季胺盐包括式[n
+
r
5a
r
6a
r
7a
r
8a
][x
‑
]的那些烷芳基、芳烷基和芳基季胺盐，其中r
5a
、r
6a
、r
7a
和r
8a
含有一至18个碳原子，并且x为cl、br或i。对于季盐，r
5a
、r
6a
、r
7a
和r
8a
可以各自独立地为烷基(即，c1‑
c
18
烷基)、羟烷基(即，c1‑
c
18
羟烷基)和烷芳基(即，苄基)。具有烷基或烷芳基卤化物的单环或多环芳香族胺盐包括式[n
+
r
5a
r
6a
r
7a
r
8a
][x
‑
]的盐，其中r
5a
、r
6a
、r
7a
和r
8a
含有一至18个碳原子和至少一个芳基基团，并且x为cl、br或i。
[0101]
合适的季铵盐包括但不限于四甲基铵盐、四乙基铵盐、四丙基铵盐、四丁基铵盐、四己基铵盐、四辛基铵盐、苄基三甲基铵盐、苄基三乙基铵盐、苯基三甲基铵盐、苯基三乙基铵盐、鲸蜡基苄基二甲基铵盐、十六烷基三甲基铵盐、二甲基烷基苄基季铵盐、单甲基二烷基苄基季铵盐，或三烷基苄基季铵盐，其中烷基基团具有约6至约24个碳原子，约10至约18个碳原子，或约12至约16个碳原子。季铵盐可以是苄基三烷基季铵盐、苄基三乙醇胺季铵盐，或苄基二甲基氨基乙醇胺季铵盐。
[0102]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是吡啶鎓盐，如由式(5a)表示的那些：
[0103][0104]
其中r
9a
为烷基基团、芳基基团或芳烷基基团，其中所述烷基基团具有1至约18个碳原子，并且x
‑
为卤化物，如氯化物、溴化物或碘化物。这些化合物中有烷基吡啶鎓盐和烷基吡啶鎓苄基季铵化合物。示例性化合物包括甲基吡啶鎓氯化物、乙基吡啶鎓氯化物、丙基吡啶鎓氯化物、丁基吡啶鎓氯化物、辛基吡啶鎓氯化物、癸基吡啶鎓氯化物、月桂基吡啶氯化物、鲸蜡基吡啶鎓氯化物、苄基吡啶鎓氯化物和烷基苄基吡啶鎓氯化物，优选地其中烷基为c1‑
c6烃基基团。优选地，吡啶鎓化合物包括苄基吡啶鎓氯化物。
[0105]
所述一种或多种附加的腐蚀抑制剂可以是磷酸酯、单体或低聚脂肪酸、烷氧基化胺或其混合物。
[0106]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是磷酸酯。合适的单
‑
、二
‑
和三
‑
烷基以及烷基芳基磷酸酯和单、二和三乙醇胺的磷酸酯通常含有1至约18个碳原子。优选的单
‑
、二
‑
和三
‑
烷基磷酸酯，烷芳基或芳烷基磷酸酯是通过使c3‑
c
18
脂肪醇与五氧化二磷反应制备的那些。磷酸盐中间体与磷酸三乙酯交换其酯基团，从而产生更广泛分布的烷基磷酸酯。
[0107]
替代性地，磷酸酯可以通过与烷基二酯、低分子量烷基醇或二醇的混合物混合来制备。低分子量烷基醇或二醇优选地包括c6到c
10
醇或二醇。此外，优选含有一个或多个2
‑
羟乙基基团的多元醇的磷酸酯及其盐，和通过使多磷酸或五氧化二磷与羟胺如二乙醇胺或三乙醇胺反应得到的羟胺磷酸酯。
[0108]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是单体或低聚脂肪酸。优选的单体或低聚脂肪酸是c
14
‑
c
22
饱和和不饱和的脂肪酸以及通过聚合此类脂肪酸中的一种或多种获得的二聚物、三聚物和低聚物产物。
[0109]
所述一种或多种腐蚀抑制剂可以是烷氧基化胺。烷氧基化胺可以是乙氧基化烷基胺。烷氧基化胺可以是乙氧基化牛脂胺。
[0110]
分散剂
[0111]
在一些实施例中，本文中公开的结垢控制组合物可以进一步包含分散剂。分散剂使水系统中存在于水中的颗粒物质保持分散，因此不会结块。于所述组合物的总重量，所述组合物可包含约0.1到10wt
‑
％、约0.5到5wt
‑
％或约0.5到4wt
‑
％的分散剂。
[0112]
分散剂可以是丙烯酸聚合物、马来酸聚合物、丙烯酸与磺化单体的共聚物、其烷基酯或其组合。这些聚合物可以包括丙烯酸、丙烯酰胺和磺化单体的三元共聚物。这些聚合物还可以包括由丙烯酸和三种其它单体组成的四元聚合物。
[0113]
合适的分散剂包括但不限于具有2至50个碳的脂肪族膦酸，如羟基乙基二膦酸，和氨基烷基膦酸，即具有2至10个n原子的聚氨基亚甲基膦酸盐，即各自带有至少一个亚甲基膦酸基团；后者的实例是乙二胺四(亚甲基膦酸盐)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸盐)以及在每个n原子之间具有2至4个亚甲基基团的三胺聚亚甲基膦酸盐和四胺聚亚甲基膦酸盐，每个膦酸盐中的亚甲基基团数目中的至少2个不同。其它合适的分散剂包括木质素或木质
素衍生物，如木质素磺酸盐和萘磺酸以及衍生物。
[0114]
结垢控制组合物可以进一步包含有机硫化合物，如巯基烷基醇、巯基乙酸、巯基乙酸、3,3'
‑
二硫代二丙酸、硫代硫酸钠、硫脲、l
‑
半胱氨酸、叔丁基硫醇、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵、硫氰酸钠、硫氰酸铵、焦亚硫酸钠或其组合。优选地，巯基烷基醇包含2
‑
巯基乙醇。此类化合物用作组合物中的增效剂。按组合物的总重量计，有机硫化合物可以构成组合物的约0.5wt
‑
％到约15wt
‑
％，优选地约1wt
‑
％到约10wt
‑
％，并且更优选地约1wt
‑
％到约5wt
‑
％。有机硫化合物可以构成组合物的约1wt
‑
％、约2wt
‑
％、约3wt
‑
％、约4wt
‑
％、约5wt
‑
％、约6wt
‑
％、约7wt
‑
％、约8wt
‑
％、约9wt
‑
％、约10wt
‑
％、约11wt
‑
％、约12wt
‑
％、约13wt
‑
％、约14wt
‑
％,或约15wt
‑
％。
[0115]
结垢控制组合物可以进一步包含去乳化剂。优选地，去乳化剂包含烷氧基化聚合物，如聚亚烷基二醇。按组合物的总重量计，脱乳化剂可以构成组合物的约0.1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约5wt.％或约0.5wt
‑
％到约4wt
‑
％。脱乳化剂可以构成组合物的约0.5wt
‑
％、约1wt
‑
％、约1.5wt
‑
％、约2wt
‑
％、约2.5wt
‑
％、约3wt
‑
％、约3.5wt
‑
％、约4wt
‑
％、约4.5wt
‑
％，或约5wt
‑
％。
[0116]
结垢控制组合物可以进一步包含沥青质抑制剂。按组合物的总重量计，组合物可以包含约0.1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.1wt
‑
％到约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％到约4wt
‑
％的沥青质抑制剂。合适的沥青质抑制剂包括但不限于脂族磺酸；烷基芳基磺酸；芳基磺酸盐；木质素磺酸盐；烷基酚/醛树脂和类似磺化树脂；聚烯烃酯；聚烯烃酰亚胺；具有烷基、亚烷基苯基或亚烷基吡啶基官能团的聚烯烃酯；聚烯烃酰胺；具有烷基、亚烷基苯基或亚烷基吡啶基官能团的聚烯烃酰胺；具有烷基、亚烷基苯基或亚烷基吡啶基官能团的聚烯烃酰亚胺；烯基/乙烯基吡咯烷酮共聚物；聚烯烃与马来酸酐或乙烯基咪唑的接枝聚合物；超枝聚酯酰胺；聚烷氧基化沥青烯；两性脂肪酸；丁二酸烷基酯的盐、脱水山梨糖醇单油酸酯；和聚异丁烯丁二酸酐。
[0117]
结垢控制组合物可以进一步包含石蜡抑制剂。基于组合物的总重量，所述组合物可以包含约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约0.1wt
‑
％至约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约4wt
‑
％的石蜡抑制剂。合适的石蜡抑制剂包括但不限于石蜡晶体调节剂和分散剂/晶体改性剂组合。合适的石蜡晶体调节剂包括但不限于丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯酸烷基酯乙烯基吡啶共聚物、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、马来酸酐酯共聚物、支化聚乙烯、萘、蒽、微晶蜡和/或沥青烯。合适的石蜡分散剂包括但不限于十二烷基苯磺酸盐、烷氧基化烷基酚和烷氧基化烷基酚树脂。
[0118]
结垢控制组合物可以进一步包含阻垢剂。按组合物的总重量计，组合物可以包含约0.1wt
‑
％到约20wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约10wt
‑
％或约1wt
‑
％到约5wt
‑
％的阻垢剂。合适的阻垢剂包括但不限于磷酸盐、磷酸酯、磷酸、膦酸盐、膦酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺甲基丙烷磺酸盐/丙烯酸共聚物(amps/aa)的盐、膦化马来酸共聚物(phos/ma)、单聚膦琥珀酸(pso)衍生物、双聚膦琥珀酸衍生物和低聚膦琥珀酸衍生物、多羧酸、疏水改性的多羧酸以及聚马来酸/丙烯酸/丙烯酰胺甲基丙烷磺酸盐三元共聚物(pma/aa/amps)的盐。
[0119]
结垢控制组合物可以进一步包含乳化剂。基于组合物的总重量，所述组合物可以包含约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％至约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约4wt
‑
％的乳化剂。合适的乳化剂包括但不限于羧酸盐、羧酸或羧酸酐与胺之间的酰化反应产物以及糖类的烷
基、酰基和酰胺衍生物(烷基
‑
糖类乳化剂)。
[0120]
结垢控制组合物可以进一步包含水澄清剂。基于组合物的总重量，所述组合物可以包含约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％至约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约4wt
‑
％的水澄清剂。合适的水澄清剂包括但不限于无机金属盐(如明矾、氯化铝和水合氯化铝)，或有机聚合物(如丙烯酸基聚合物、丙烯酰胺基聚合物、聚合胺、烷醇胺、硫代氨基甲酸酯)，以及阳离子聚合物(如二烯丙基二甲基铵氯化物(dadmac))。
[0121]
结垢控制组合物可以进一步包含破乳剂。基于组合物的总重量，所述组合物可以包含约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％至约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约4wt
‑
％的破乳剂。合适的破乳剂包括但不限于十二烷基苯磺酸(ddbsa)、二甲苯磺酸的钠盐(naxsa)、环氧化和丙氧基化的化合物以及树脂(如酚醛树脂和环氧树脂)。
[0122]
结垢控制组合物可以进一步包含硫化氢清除剂。按组合物的总重量计，组合物可以包含约1wt
‑
％到约50wt
‑
％、约1wt
‑
％到约40wt
‑
％、约1wt
‑
％到约30wt
‑
％、约0.1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％到约4wt
‑
％的硫化氢清除剂。合适的附加硫化氢清除剂包括但不限于氧化剂(即，无机过氧化物，如过氧化钠或二氧化氯)；醛(即，具有1至10个碳，如甲醛、乙二醛、戊二醛、丙烯醛或甲基丙烯醛)；三嗪(即，单乙醇胺三嗪、单甲胺三嗪以及来自多种胺或其混合物的三嗪)；仲胺或叔胺和醛的缩合产物，以及烷基醇和醛的缩合产物。
[0123]
结垢控制组合物可以进一步包含气体水合物抑制剂。按组合物的总重量计，组合物可以包含约0.1wt
‑
％到约25wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约20wt
‑
％、约1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％到约4wt
‑
％的气体水合物抑制剂。合适的气体水合物抑制剂包括但不限于热力学水合物抑制剂(thi)、动力学水合物抑制剂(khi)和抗结块剂(aa)。合适的热力学水合物抑制剂包括但不限于氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、溴化钠、甲酸盐(即甲酸钾)、多元醇(如葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、乳糖、葡糖酸盐、单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、单丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、单丁二醇、二丁二醇、三丁二醇、甘油、二甘油、三甘油以及糖醇(即山梨糖醇、甘露糖醇))、甲醇、丙醇、乙醇、二醇醚(如二乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚)和醇的烷基或环状酯(如乳酸乙酯、乳酸丁酯、苯甲酸甲基乙酯)。
[0124]
结垢控制组合物可以进一步包含动力学水合物抑制剂。按组合物的总重量计，组合物可以包含约0.1wt
‑
％到约25wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约20wt
‑
％、约1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.1wt
‑
％到约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％到约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％到约4wt
‑
％的动力学水合物抑制剂。合适的动力学水合物抑制剂和抗结块剂包括但不限于聚合物和共聚物、多糖(如羟乙基纤维素(hec)、羧甲基纤维素(cmc)、淀粉、淀粉衍生物和黄原胶)、内酰胺(如聚乙烯基己内酰胺、聚乙烯基内酰胺)、吡咯烷酮(如各种分子量的聚乙烯吡咯烷酮)、脂肪酸盐、乙氧基化醇、丙氧基化醇、脱水山梨糖醇酯、乙氧基化脱水山梨糖醇酯、脂肪酸的聚甘油酯、烷基葡糖苷、烷基多葡萄糖苷、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基酯磺酸盐、烷基芳香族磺酸盐、烷基甜菜碱、烷基氨基甜菜碱、烃基分散剂(如木质素磺酸盐、亚氨基二琥珀酸盐、聚天冬氨酸盐)、氨基酸和蛋白质。
[0125]
结垢控制组合物可以进一步包含ph调节剂。基于组合物的总重量，所述组合物可以包含约0.1wt
‑
％至约20wt
‑
％、约0.5wt
‑
％至约10wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约5wt
‑
％的ph调
节剂。合适的ph调节剂包括但不限于碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属氢氧化物、碱土金属碳酸盐、碱土金属碳酸氢盐以及其混合物或组合。示例性ph调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氧化镁和氢氧化镁。
[0126]
结垢控制组合物可以进一步包含表面活性剂。基于组合物的总重量，所述组合物可以包含约0.1wt
‑
％至约10wt
‑
％、约0.5wt
‑
％至约5wt
‑
％或约0.5wt
‑
％至约4wt
‑
％的表面活性剂。合适的表面活性剂可以是非离子、半非离子、阳离子、阴离子、两性、两性离子、孪连、二阳离子、二阴离子表面活性剂或其混合物。阴离子表面活性剂包括烷基芳基磺酸盐、烯烃磺酸盐、链烷烃磺酸盐、醇硫酸盐、醇醚硫酸盐、烷基羧酸盐和烷基醚羧酸盐，以及烷基和乙氧基化烷基磷酸酯，以及单烷基和二烷基磺化丁二酸盐和磺化琥珀酰胺酸盐。非离子表面活性剂包括醇烷氧基化物；烷基酚烷氧基化物；乙烯、丙烯和丁烯氧化物的嵌段共聚物；烷基二甲胺氧化物；烷基
‑
双(2
‑
羟乙基)胺氧化物；烷基酰胺丙基二甲胺氧化物；烷基酰胺丙基
‑
双(2
‑
羟乙基)胺氧化物；烷基多葡萄糖苷；聚烷氧基化甘油酯；脱水山梨糖醇酯和聚烷氧基化脱水山梨糖醇酯；以及烷酰基聚乙二醇酯和二酯。也包括甜菜碱和磺基甜菜碱、两性表面活性剂例如烷基两性乙酸盐和两性二乙酸盐、烷基两性丙酸盐和丙酸二丙酸盐，以及烷基亚氨基二丙酸盐。
[0127]
结垢控制组合物还可包含提供功能性和/或有益特性的附加的结垢控制组合物剂。举例来说，附加的结垢控制组合物剂可以是螯合剂、增溶剂、润滑剂、缓冲剂、清洁剂、漂洗助剂、防腐剂、粘合剂、增稠剂或其它粘度调节剂、加工助剂、水调节剂、泡沫抑制剂或泡沫发生剂、阈值剂或系统、美学增强剂(即，染料、气味剂、香料)或适于与结垢控制组合物一起配制的其它试剂，以及其混合物。附加的试剂或添加剂将根据所制造的特定结垢控制组合物和如本领域普通技术人员将理解的其预期用途而变化。
[0128]
替代性地，结垢控制组合物不含有或不含附加的结垢控制组合物剂中的任何一种。
[0129]
此外，结垢控制组合物可被配制成包含如表1所示的以下组分的组合物。这些配制物包括所列组分的范围，并且可以任选地包括附加的试剂。下表1中的值是重量百分比。
[0130]
表1.示例性结垢控制组合物
[0131][0132]
表1
‑
续
[0133][0134]
水系统
[0135]
在一些实施例中，本文中公开的方法中的水系统是工业用水系统。在其它实施例中，所述水系统可以为(但不限于)冷却水系统(包括开放式再循环系统、封闭和直流冷却水系统)、锅炉和锅炉水系统、石油井系统、井下地层、地热井以及油田和气田应用中的其它水系统；矿物洗涤系统、浮选和初选系统；纸浆工业中造纸厂蒸煮器、洗涤器、漂白厂、储箱、白水系统、造纸机表面、黑液蒸发器；气体洗涤器和空气洗涤器、冶金工业中的连续铸造工艺；空调和制冷系统；工业和石油工艺用水、间接接触冷却和加热用水、水回收系统、水净化系统、膜过滤水系统、食品加工流(肉、蔬菜、甜菜、甘蔗、谷物、家禽、水果和大豆)、废物处理系统、澄清器、液
‑
固应用、市政污水处理、市政水系统、饮用水系统、含水层、水箱、洒水系统或热水器。
[0136]
在一些实施例中，所述水系统是冷却水系统(包括开放式再循环、封闭和直流冷却水系统)、造纸机表面、食品加工流、废物处理系统或饮用水系统。
[0137]
在一些实施例中，所述水系统是包括可湿性表面的任何系统。此类水系统的实例包括但不限于浴室的墙壁和地板、食品和蔬菜的表面，以及用于食品的加工流体。此类表面通常与水或水湿气持续接触并且经受生物膜生长。
[0138]
公开的方法或组合物的用途
[0139]
在一些实施例中，对于本文所公开的方法，将结垢控制组合物提供到水系统中意指将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷添加到包含水的流体或水系统的表面中。在其它实施例中，将结垢控制组合物提供到水系统中意指将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷添加到水系统的表面或水。在一些其它实施例中，将结垢控制组合物提供到水系统中意指将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷添加到接触水系统的表面的流体或气体。当可能需要更多化合物或组合物时，可连续地或间歇地添加结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷。
[0140]
在一些实施例中，结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可以在约1ppm至约1000ppm的范围内的量添加到水系统的水。在其它实施例中，结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷在水系统的水中的量的范围可为约5ppm至约100ppm、约5ppm至约50ppm、约5ppm
至约40ppm、约5ppm至约30ppm、约10ppm至约60ppm、约10ppm至约50ppm、约10ppm至约40ppm、约10ppm至约30ppm、约20ppm至约60ppm、约20ppm至约50ppm、约20ppm至约40ppm，或约20ppm至约30ppm。在一些实施例中，结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可在经过处理的水系统中以约100ppm至约1000ppm、约125ppm至约1000ppm、约250ppm至约1000ppm，或约500ppm至约1000ppm的范围的量添加到水。
[0141]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可如通过用有效量的如本文所描述的化合物或组合物处理气体或液体物流来用于石油和天然气应用中的结垢控制。可以将所述化合物和组合物用于任何希望防止表面处的微生物或生物膜生长的工业。
[0142]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可用于冷凝物/油系统/气体系统，或其任何组合。举例来说，结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可用于热交换器表面上的结垢控制。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可应用到生产的气体或液体，或用于原油或天然气的生产、运输、储存和/或分离。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可应用到在燃煤过程(如燃煤发电厂)中使用或产生的气体物流。
[0143]
可将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可应用到在废水处理、农场、屠宰场、土地填埋、市政废水处理厂、炼焦煤处理或生物燃料处理中产生或使用的气体或液体。
[0144]
可引入结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的流体可为水性介质。所述水性介质可以包含水、气体和任选的液态烃。
[0145]
可引入结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的流体可为液态烃。所述液态烃可以是任何类型的液态烃，包括但不限于原油、重油、加工渣油、沥青油、焦化油、焦化瓦斯油、流化催化裂化进料、瓦斯油、石脑油、流化催化裂化浆料、柴油、燃料油、喷气燃料、汽油和煤油。流体或气体可以是精制的烃产品。
[0146]
用结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷处理的流体或气体可在任何选择的温度，如环境温度或高温下。流体(例如液体烃)或气体可处于约40℃到约250℃的温度下。流体或气体可在约40℃至约250℃的温度下。流体或气体的温度可以在约
‑
50℃到约300℃、约0℃到约200℃、约10℃到约100℃或约20℃到约90℃的温度下。流体或气体可以在约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃、约30℃、约31℃、约32℃、约33℃、约34℃、约35℃、约36℃、约37℃、约38℃、约39℃或约40℃的温度下。流体或气体可以在约85℃、约86℃、约87℃、约88℃、约89℃、约90℃、约91℃、约92℃、约93℃、约94℃、约95℃、约96℃、约97℃、约98℃、约99℃或约100℃的温度下。
[0147]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可添加到各种含水量的流体中。举例来说，所述含水率可以为0％至100％体积/体积(v/v)、1％至80％v/v，或1％至60％v/v。所述流体可以是含有不同盐度水平的水性介质。所述流体可以具有0％至25％、约1％至24％，或约10％至25％重量/重量(w/w)的总溶解固体(tds)的盐度。
[0148]
其中引入结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的流体或气体可含于许多不同类型的设备中和/或暴露于许多不同类型的设备。举例来说，可以将流体或气体包含在将流体或气体从一点输送到另一点的设备(例如石油和/或天然气管道)中。所述设备可以是石油和/或天然气精炼厂的一部分，如管道、分离容器、脱水单元或气体管线。可以将流体包含在和/或暴露在用于采油和/或生产的设备(如井口)中。所述设备可以是燃煤发电厂的一部分。所述设备可以是洗涤器(例如，湿烟气脱硫器、喷雾干燥吸收器、干燥吸附剂注射器、
喷雾塔、接触塔或鼓泡塔等)。所述设备可以是货船、储存船、储罐或连接储罐、船或处理单元的管道。
[0149]
可通过任何适当的方法将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷引入到水系统的流体或气体中，以确保分散在流体或气体中。对于实例，结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可在烃流体接触表面之前添加到烃流体。
[0150]
可在流管线中需要结垢控制的点的上游的点处添加结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷。可使用机械设备(如化学注射泵、管道三通、注射配件、雾化器、套管等)注射结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷。
[0151]
可使用脐带式管线将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷泵送到石油和/或天然气管道中。可使用毛细管注射系统将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷递送到选择的流体。
[0152]
可引入结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的流体可为水性介质。所述水性介质可以包含水、气体和任选的液态烃。可引入结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的流体可为液态烃。
[0153]
可将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷引入到液体和几种液体、液体和气体、液体、固体和气体的混合物。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可作为水性或非水性溶液、混合物或浆料注射到气体物流中。
[0154]
流体或气体可传递通过包含结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的吸收塔。
[0155]
可将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷应用到流体或气体，以提供任何选择的浓度。在实践中，结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷通常添加到流管线，以提供有效处理剂量的结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷约0.01至约5,000ppm。可将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷应用到流体或气体，以提供活性物质浓度为约百万分之1(ppm)至约1,000,000ppm、约百万分之1(ppm)至约100,000ppm，或约10ppm至约75,000ppm。阳离子烷基多糖苷/组合物可应用到流体，以提供活性物质浓度为约100ppm至约10,000ppm、约200ppm至约8,000ppm，或约500ppm至约6,000ppm。活性物质浓度意指结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的浓度。
[0156]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可应用到流体或气体，以提供活性物质浓度为约0.1ppm、约0.5ppm、约1ppm、约2ppm、约5ppm、约10ppm、约20ppm、约100ppm、约200ppm、约500ppm，或约1,000ppm。聚合物盐/组合物可应用到流体或气体，以提供在经过处理的流体、气体或水系统中活性物质浓度为约0.125ppm、约0.25ppm、约0.625ppm、约1ppm、约1.25ppm、约2.5ppm、约5ppm、约10ppm或约20ppm。每个水系统可有其自己的剂量水平要求，并且足以降低微生物或生物膜的生长速率的结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的有效剂量水平可随所使用其的水系统而变化。
[0157]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可连续地、分批地或其组合应用。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可连续投用。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可间歇(例如分批处理)投用或可为连续/维持和/或间歇的。
[0158]
连续处理的剂量率的范围通常为约10到约500ppm或约10ppm到约200ppm。分批处理的剂量率的范围通常为约10ppm到约400,000ppm或约10ppm到约20,000ppm。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可作为丸剂应用到管道，提供高剂量(例如，20,000ppm)的组
合物。
[0159]
使用其中使用结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的流动管线的流速可在约0.1英尺/秒和约100英尺/秒之间，或者在约0.1英尺/秒和约50英尺/秒之间。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷还可与水配制，以便于添加到流动管线。
[0160]
所述表面可以是用于生产、运输、储存和/或分离流体(如原油或天然气)的井筒或者设备的一部分。
[0161]
更具体地，所述表面可以是用于燃煤过程、废水处理、农场、屠宰场、土地填埋、市政废水处理厂、炼焦煤处理或生物燃料处理的设备的一部分。优选地，所述表面可以是用于生产原油或天然气的设备的一部分。
[0162]
所述设备可以包含管道、储存容器、井下注射管、流动管线或注射管线。
[0163]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷适用于食品服务或食品加工工业中的容器、加工设施或设备的腐蚀抑制。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷对于用于食品包装材料和设备，并且尤其是用于冷或热无菌包装具有特殊价值。其中可采用结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷的加工设施的实例包括括乳品线乳制品、连续酿造系统、食品加工生产线如可泵送食品系统和饮料生产线、器皿清洗机、低温器皿清洗机、餐具、瓶子洗涤机、瓶子冷冻机、加热器、第三洗涤槽、加工设备，如罐、桶、管线、泵和软管(例如，用于加工牛奶、奶酪、冰淇淋和其它乳制品的乳制品加工设备)和运输车辆。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可用于抑制用于制造和储存软饮料材料的罐、管线、泵和其它设备中的腐蚀，并且也可以用于饮料的装瓶或容器中。
[0164]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷也可用于其它工业设备上或中，以及其它工业过程流中，如加热器、冷却塔、锅炉、脱水缸水、漂洗水、无菌包装洗涤水等。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可用于处理娱乐用水(例如游泳池、温泉、娱乐水槽和滑水道、喷泉等)中的表面。
[0165]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可用于处理在清洁和/或客房应用、食品加工设备和/或工厂应用以及洗衣应用中发现的表面中与清洁剂接触的表面。举例来说，洗涤机(例如用于洗涤纺织品的通道式洗涤机)可以根据本文中公开的方法进行处理。
[0166]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可与低温盘和/或器皿消毒最终冲洗液、马桶清洁剂和洗衣漂白剂组合使用或应用。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可用于处理用腐蚀源清洁和/或消毒的金属表面(如器皿)。
[0167]
结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷可以所属领域技术人员公知的任何合适的方法分配。举例来说，可以使用喷雾型分配器。喷雾型分配器的作用是将水喷射到组合物的暴露表面上以溶解一部分组合物，并且然后立即将包括所述组合物的浓缩溶液从分配器中导出到储存容器或直接导入到使用点。
[0168]
可通过间歇地或连续地将结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷浸入水系统的水、流体或气体中来分配所述结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷。结垢控制组合物或阳离子烷基多葡萄糖苷然后可例如以受控或预定的速率溶解。根据本文中公开的方法，所述速率可以有效地维持有效使用的溶解化合物或组合物的浓度。
[0169]
本文公开的结垢控制组合物可包含约10wt
‑
％至约90wt
‑
％的载体、杀生物剂、腐蚀抑制剂、附加的结垢控制组合物剂、其组合和约10wt
‑
％至约90wt
‑
％的一种或多种阳离
子烷基多葡萄糖苷；约20wt
‑
％至约80wt
‑
％的载体、杀生物剂、腐蚀抑制剂、附加的结垢控制组合物剂、其组合和约10wt
‑
％至约80wt
‑
％的一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷、约30wt
‑
％至约70wt
‑
％的载体、杀生物剂、腐蚀抑制剂、附加的结垢控制组合物剂或其组合和约30wt
‑
％至约70wt
‑
％的一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷，或约40wt
‑
％至约60wt
‑
％的载体、杀生物剂、腐蚀抑制剂、附加的结垢控制组合物剂或其组合和约70wt
‑
％至约84wt％的一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷。
[0170]
在一个方面，本文公开一种用于水系统的结垢控制组合物，其中结垢控制组合物包含阳离子烷基多葡萄糖苷和一种或多种附加的结垢控制组合物剂，其中结垢控制组合物减少在水系统中细菌生长或生物膜生长。
[0171]
在另一个方面，本文公开一种控制水系统中微生物结垢的方法，其中所述方法包含将结垢控制组合物提供到水系统中，以生成经过处理的水系统，其中结垢控制组合物包含阳离子烷基多葡萄糖苷，并且其中结垢控制组合物减少在水系统中细菌生长或生物膜生长。
[0172]
在一些实施例中，结垢控制组合物还包含一种或多种附加的结垢控制组合物剂。
[0173]
在一些实施例中，阳离子烷基多糖苷为阳离子烷基多葡萄糖苷。
[0174]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含一个或多个葡萄糖单元和至少一个阳离子烷基r
‑
y，其中r为烷基，并且y为阳离子基团。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷为中的一种，其中r为烷基；r附接到至少一个、多于一个或所有的oh基团；并且至少一个r基团含有阳离子基团y。
[0175]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含两个或更多个葡萄糖单元，并且葡萄糖单元通过糖苷键连接。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含两个或更多个葡萄糖单元，并且葡萄糖单元通过非糖苷键连接。在又一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含两个或更多个葡萄糖单元，并且葡萄糖单元通过连接基团连接。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含三个或更多个葡萄糖单元，并且葡萄糖单元通过连接基团、糖苷键、非糖苷键或其组合连接。
[0176]
在一些实施例中，r为c1‑
c
30
烷基。在一些其它实施例中，r为c8‑
c
24
烷基。
[0177]
在一些实施例中，阳离子基团y为
‑
nr4r5r
6(+)
，并且r4、r5和r6独立地为ch3。在一些其它实施例中，阳离子基团y为
‑
nr4r5r
6(+)
，r4和r5独立地为ch3，并且r6为c2‑
c
12
芳香族烷基。在又一些其它实施例中，阳离子基团y为
‑
nr4r5r
6(+)
，r4和r5独立地为ch3，并且r6为
‑
ch2‑
c6h6。
[0178]
在一些实施例中，阳离子基团y为
‑
nr4r5r
6(+)
，并且阳离子基团y的抗衡离子为氯离子、溴离子、氟离子、碘离子、乙酸根、铝酸根、氰酸根、氰离子、磷酸二氢根、亚磷酸二氢根、甲酸根、碳酸根、碳酸氢根、草酸氢根、硫酸氢根、氢氧根、硝酸根、亚硝酸根、硫氰酸根或其组合。
[0179]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含一个阳离子烷基r
‑
y。在一些其它实
施例中，其中阳离子烷基多葡萄糖苷包含两个相同或不同的阳离子烷基r
‑
y。在又一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷包含三个或更多个相同或不同的阳离子烷基r
‑
y。
[0180]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷还包含一个或多个非离子相同或不同的烷基r3。在一些其它实施例中，r3为未被取代的直链并且饱和的c1‑
c
20
亚烷基。在又另一些实施例中，r3为未被取代的直链并且不饱和的c1‑
c
20
亚烷基。在一些其它实施例中，r3为直链c8‑
c
18
烷基、烯基或炔基。在一些其它实施例中，r3为支链c8‑
c
20
烷基、烯基或炔基基团。
[0181]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷为单一化合物。在一些其它实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷为两种或更多种不同烷基多葡萄糖苷的混合物，其中两种或更多种不同烷基多葡萄糖苷的分子量、结构、净电荷或其组合彼此不同。
[0182]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷的平均分子量为约200至约5,500da。
[0183]
在一些实施例中，阳离子烷基多葡萄糖苷为
[0184]
其中n为0
‑
10，r1为c1‑
c
30
烷基，并且r2为c1‑
c
30
烷基。在一些实施例中，n为0。在一些其它实施例中，n为1。在另外一些实施例中，n为2。在一些实施例中，n为3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施例中，阳离子烷基多糖苷为如上所示具有不同n值的多葡萄糖苷的混合物。
[0185]
在一些实施例中，r1为c6‑
c
20
烷基。在一些其它实施例中，r1为c8‑
c
18
烷基。在又一些其它实施例中，r2为c6‑
c
20
烷基。在一些其它实施例中，r2为c8‑
c
18
烷基。
[0186]
在一些实施例中，r2和r1为c8‑
c
18
烷基。
[0187]
在一些实施例中，烷基多葡萄糖苷可溶于或可分散于水或结垢控制组合物中。
[0188]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物包含载体，其中所述载体为水、有机溶剂或其混合物。
[0189]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含有机溶剂。在一些其它实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含有机溶剂和水。
[0190]
在一些实施例中，所述有机溶剂为醇、烃、酮、醚、亚烷基二醇、二醇醚、酰胺、腈、亚砜、酯或其任何组合。在一些其它实施例中，所述有机溶剂是醇、亚烷基二醇、亚烷基二醇烷基醚或其组合。在又一些实施例中，所述有机溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、单乙二醇、乙二醇单丁醚或其组合。
[0191]
在一些实施例中，所述有机溶剂是甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、2
‑
乙基己醇、己醇、辛醇、癸醇、2
‑
丁氧基乙醇、亚甲基二醇、乙二醇、1,2
‑
丙二醇、1,3
‑
丙二醇、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二丁醚、戊烷、己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷、癸
烷、十二烷、柴油、甲苯、二甲苯、重芳香族石脑油、环己酮、二异丁基酮、乙醚、碳酸丙二酯、n
‑
甲基吡咯烷酮、n,n
‑
二甲基甲酰胺、其与水的混合物或其任何组合。
[0192]
在一些实施例中，其中所述结垢控制组合物进一步包含腐蚀抑制剂中的一种或多种。在一些实施例中，其中所述结垢控制组合物进一步包含腐蚀抑制剂和载体中的一种或多种。在一些实施例中，所述腐蚀抑制剂为咪唑啉化合物、吡啶鎓化合物或其组合。
[0193]
在一些实施例中，结垢控制组合物还包含附加的结垢控制组合物剂。在一些实施例中，附加的结垢控制组合物剂为单一季化合物。
[0194]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含杀生物剂。在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含杀生物剂和载体。在一些其它实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含杀生物剂、腐蚀抑制剂和载体。
[0195]
在一些其它实施例中，所述杀生物剂为氯、次氯酸盐、clo2、溴、臭氧、过氧化氢、过乙酸、过氧羧酸、过氧羧酸组合物、过硫酸盐、戊二醛、二溴次氮基丙酰胺、异噻唑酮、特丁津、聚合双胍、亚甲基双硫氰酸盐、硫酸四羟甲基鏻及其任何组合。
[0196]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含有机硫化合物。在一些其它实施例中，其中所述有机硫化合物为巯基烷基醇、巯基乙酸、巯基乙酸、3,3'
‑
二硫代二丙酸、硫代硫酸钠、硫脲、l
‑
半胱氨酸、叔丁基硫醇、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵、硫氰酸钠、硫氰酸铵、焦亚硫酸钠或其组合。
[0197]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含酸。在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含无机酸、矿物酸、有机酸或其混合物。在一些实施例中，所述结垢控制组合物包含约1wt
‑
％至约20wt
‑
％的酸。
[0198]
在一些实施例中，所述酸为盐酸、氢氟酸、柠檬酸、甲酸、乙酸或其混合物。
[0199]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含硫化氢清除剂。在一些其它实施例中，所述硫化氢清除剂为氧化剂、无机过氧化物、过氧化钠、二氧化氯；c1‑
c
10
醛、甲醛、乙二醛、戊二醛、丙烯醛或甲基丙烯醛、三嗪、单乙醇胺三嗪、一甲胺三嗪或其混合物。
[0200]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含表面活性剂。在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含表面活性剂、杀生物剂和载体。
[0201]
在一些实施例中，所述表面活性剂为非离子、阳离子、阴离子、两性、两性离子、双子、二阳离子、二阴离子表面活性剂或其混合物。
[0202]
在一些实施例中，所述表面活性剂为烷基酚、脂肪酸或其混合物。
[0203]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含沥青质抑制剂、石蜡抑制剂、阻垢剂、气体水合物抑制剂、ph调节剂或其任何组合。
[0204]
在一些实施例中，结垢控制组合物还包含破乳剂、反相破乳剂、凝结剂/絮凝剂、乳化剂(emulsifier)、水澄清剂、分散剂、抗氧化剂、防聚合物降解剂、渗透率调节剂、发泡剂、消泡剂、乳化剂(emulsifying agent)、co2和/或o2清除剂、胶凝剂、润滑剂、减摩剂、盐或其混合物。
[0205]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含表面活性剂。在一些其它实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含发泡表面活性剂。在又另一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含消泡表面活性剂或消泡剂。
[0206]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含防腐剂。在一些其它实施例中，
所述结垢控制组合物进一步包含非氧化杀生物剂、表面活性剂、杀生物剂和防腐剂。在又另一些实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含非氧化杀生物剂、表面活性剂、杀生物剂、防腐剂和水澄清剂。在一些其它实施例中，所述结垢控制组合物进一步包含表面活性剂、杀生物剂、防腐剂和水澄清剂。
[0207]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物为液体、凝胶或包含液体/凝胶和固体的混合物。
[0208]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物或其使用溶液具有约2至约11的ph。
[0209]
在一些实施例中，结垢控制组合物包含约20wt
‑
％至约60wt
‑
％的烷基葡糖苷或其混合物。
[0210]
在一些实施例中，烷基多葡萄糖苷或其混合物在经过处理的水系统中的浓度为约1ppm至约1000ppm。
[0211]
在一些实施例中，所述结垢控制组合物与附加功能成分一起独立地、同时地或顺序地提供到水系统。
[0212]
在一些实施例中，所述水系统包含淡水、循环水、盐水、地表水、采出水或其混合物。在一些实施例中，所述水系统为冷却水系统、锅炉水系统、石油井、井下地层、地热井、矿物洗涤、浮选和初选、造纸、气体洗涤器、空气洗涤器、冶金工业中的连续铸造过程、空调和制冷、水回收、水净化、膜过滤、食品加工、澄清器、市政污水处理、市政水处理或饮用水系统。
[0213]
在一些实施例中，水系统为可暴露于任何水湿气的表面。
[0214]
在一些实施例中，如本公开的实例部分中描述的mbec(最低生物膜清除浓度)测定法、美国试验与材料协会(astm)mbec
‑
e2799
‑
12(2011)测定法或类似文章所指示的，当在将本文公开的阳离子烷基多葡萄糖苷或其混合物或结垢控制组合物投用水系统后，水系统的烷基多葡萄糖苷或其混合物的浓度为约1ppm至约1,000ppm、约1ppm至约900ppm、约1ppm至约800ppm、约1ppm至约700ppm、约1ppm至约600ppm、约1ppm至约500ppm、约1ppm至约400ppm、约1ppm至约300ppm、约1ppm至约250ppm、约1ppm至约200ppm、约1ppm至约150ppm、约1ppm至约100ppm、约1ppm至约50ppm、约1ppm至约25ppm、约1ppm至约10ppm、约0.5ppm至约2ppm、约950ppm、约850ppm、约750ppm、约650ppm、约550ppm、约450ppm、约350、约250ppm、约150ppm、约50ppm、约25ppm、约10ppm、约5ppm、约2ppm、约1ppm、约0.5ppm或其间的任何值时，本文中公开的结垢控制组合物或一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷可减轻水系统中的微生物或生物膜生长。
[0215]
如本文所用，术语“基本上不含”、“不含(free)”或“不含(free of)”是指完全不含组分或具有组分不影响所述组合物性能的如此少量组分的组合物。组分可以作为杂质或作为污染物存在，并且应小于0.5wt
‑
％。在另一个实施例中，组分的量小于0.1wt
‑
％，并且在又另一个实施例中，组分的量小于0.01wt
‑
％。
[0216]
如本文所用，术语“重量百分比(weight percent)”、“wt
‑
％”、“重量百分比(percent by weight)”、“重量％”和其变化形式是指物质的浓度，即所述物质的重量除以组合物的总重量并乘以100。应当理解，如此处所使用的“百分比”、“％”等旨在与“重量百分比”、“wt
‑
％”等同义。
[0217]
本公开的方法和组合物可以包含以下、基本上由以下组成或由以下组成：所公开
的组合物或方法的组分和成分以及本文所述的其它成分。如本文所用，“基本上由
……
组成(consisting essentially of)”意指方法和组合物可以包括附加步骤、组分或成分，但前提是附加步骤、组分或成分不会实质改变所要求的方法和组合物的基本特征和新颖性特征。
[0218]
实例
[0219]
在以下非限制性实例中进一步限定了本公开的实施例。尽管这些实例指示了本公开的某些实施例，但是其仅仅是为了说明而给出。从以上讨论和这些实例中，本领域的技术人员可以确定本公开的本质特性，并且在不偏离其精神和范围的情况下可以对本公开的实施例进行各种改变和修改，以使其适合各种用途和条件。因此，除了本文所示出和描述的那些之外，所属领域的普通技术人员根据前述说明将清楚本公开的实施例的各种修改。此类修改也旨在落入所附权利要求书的范围内。
[0220]
实例1
[0221]
一些阳离子聚合烷基多葡萄糖苷化合物对于减少细菌和生物膜生长的作用
[0222]
在实例中测试一些示例性阳离子聚合烷基多葡萄糖苷(apg)化合物减少细菌或生物膜生长的效力。本实施例中测试的化合物的结构具有如下所示的通用结构。每种测试化合物的具体r1和r2基团在表2中列出。
[0223][0224]
为了比较目的，还制备了含有单一季化合物的两种不同的组合物。单一季铵盐1样品包含约50重量％的二辛基二甲基铵氯化物(cas#5538
‑
94
‑
3)和约5至10重量％的甘油；和单一季铵盐2样品包含约50重量％的二癸基
‑
二甲基铵氯化物(cas#7173
‑
51
‑
5)和约10至30重量％的乙醇。示例性一种或多种阳离子烷基多葡萄糖苷和单一季化合物的不同浓度为约0.8ppm至约1000ppm的测试范围。
[0225]
在此实例中使用的微生物和生物膜抑制测试协议类似于mbec(最低生物膜清除浓度)测定法和美国试验与材料协会(astm)mbec
‑
e2799
‑
12(2011)测定法，两者均常用。该测试协议可以用于实验室和现场应用。
[0226]
可以12孔或96孔组织培养板格式进行测试协议。12孔板格式主要用于实验室和详细的筛选/研究。96孔格式主要用于化合物筛选和现场应用。
[0227]
测试协议开始于通过将来自不同水系统或人工水的水与具有有限营养物的已知细菌种群(16％的培养基，2％(w/w)的酪蛋白，0.8％(w/w)的酵母提取物，4％(v/v)的甘油，4ppm的fecl3)和处理化学品的溶液混合来制备待测试的水样品。该步骤通常生成一系列经
过处理的水样品，这些水样品用于处理化学品的浓度不同(约0.8ppm至1,000ppm)。
[0228]
接下来，将200μl每种经过处理的水样品转移到96孔板或12孔板中。通常，将对每种浓度的处理化学品进行六次重复测试，并且将无处理化学品且无细菌的对照也置于板中。将经过处理的样品正确铺板后，将板置于湿度受控的环境中的慢速旋转摇床上，温度为32℃至35℃，孵育40至48小时。
[0229]
在孵育之后，目测或通过微孔板浊度读取器在650nm处记录板中每个孔中的细菌生长，以确定处理化学品的最小细菌生长抑制浓度。
[0230]
在此步骤之后，小心地倒出板中的细菌培养物，并且将250ul染料(350ppm 2
‑
(4
‑
碘苯基)
‑3‑
(4
‑
硝基苯基)
‑5‑
苯基四唑氯化物(int)或2,000ppm针对生物膜基质染色的结晶暴力(cv))添加到每个孔中，以用于孔壁上生物膜的活性染色。在10至15分钟之后，倒出染料，并且用去离子水轻轻洗涤孔，直到板没有有色水流出。在干燥板之后，目视检查每个孔的染色并记录结果。
[0231]
替代性地，使用300ul乙醇提取cv染料，并将200ul乙醇转移到新板中，以在590nm处进行微量滴定板记录。这些结果导致确定处理化学品或组合物的最小生物膜抑制浓度。
[0232]
在该实例中，用于微生物和/或生物膜生长抑制测试协议的细菌包含来自北美30多个冷却系统的有氧菌群的混合物。没有具体地确定具体的物种。这些物种在r2a琼脂上生长。
[0233]
测试结果在表3和表4中示出，并且与使用两种单一季铵盐组合物或不使用化学品时获得的结果进行比较。在表3和表4中，
“‑”
指示在测试结束时没有可检测的生长，“+”指示可检测的生长，“+/
‑”
指示部分生长，“++”指示更多的生长。
[0234]
表2.测试阳离子聚合烷基多葡萄糖苷化合物减少细菌和生物膜生长
[0235][0236]
mic
*
浮游细菌生长的最小抑制浓度
[0237]
mbec
**
最小生物膜消除浓度
[0238]
表3.一些示例性聚合烷基多葡萄糖苷化合物对于减少细菌生长的作用
[0239][0240]
表3
‑
续
[0241][0242]
表4.一些示例性聚合烷基多葡萄糖苷化合物对于减少生物膜生长的作用
[0243][0244]
表4
‑
续
[0245][0246]
以上描述或所附权利要求书或附图中所公开的特征以其具体形式或根据用于进行本公开功能的方式或用于达到本公开结果的方法或工艺(适当时，可单独地或以这类特征的任何组合)表达，以用于以其不同形式实现本发明。
[0247]
对本公开如此进行了描述，将显而易见的是，可以许多方式改变本公开。这类变化不被视为脱离本公开的精神和范围，并且所有这类修改旨在包括在所附权利要求书的范围内。