JP2000169979A - 冷却水系における鉄系金属の腐食防止剤及び腐食防止方法 - Google Patents

冷却水系における鉄系金属の腐食防止剤及び腐食防止方法

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JP2000169979A JP10346827A JP34682798A JP2000169979A JP 2000169979 A JP2000169979 A JP 2000169979A JP 10346827 A JP10346827 A JP 10346827A JP 34682798 A JP34682798 A JP 34682798A JP 2000169979 A JP2000169979 A JP 2000169979A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却水系に用いて毒性が低く且つ環境汚染を
引き起こすことがなく、またスケール生成の恐れもな
く、しかも使用量が少なくても鉄系金属材料に対して優
れた防食効果を示す腐食防止剤及び腐食防止方法を提供
する。 【解決手段】 本発明の冷却水系における鉄系金属の腐
食防止剤は、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカ
ルボン酸及びその塩、1−ヒドロキシエチリデン−1,
1−ジホスホン酸及びその塩より選択された少なくとも
1種の化合物(成分A)と、ホスホニウム化合物(成分
B)とを、有効成分として含有するもので、冷却水中に
成分Aと成分Bとを、重量比1:100乃至100:
1、更には1:10乃至30:1、特に1:2乃至5:
1の範囲内で、有効成分の合計が1〜1000mg/L 、
好ましくは5〜100mg/L となるよう水中に添加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系金属で構成さ
れた設備内を循環する水系などに添加して用いられる金
属腐食防止剤、及び鉄系金属の腐食防止方法に関する。
【0002】
【従来の技術】空調設備用の冷却水や産業用における冷
却水などは、熱交換によって温まった後に冷却塔などに
送られ、空気と接触させて一部を蒸発することにより熱
を放出し、冷却した後再び冷却水として循環使用される
のが普通である。このような循環水中の塩類は次第に濃
縮されて高濃度となり、設備や配管内部の腐食などの障
害を引き起こすこととなる。従って、蒸発して減少した
水を補給するとともに濃縮水の一部を時々排出して、塩
類濃度の調整を行なうことが必要であり、また防食用の
水処理用薬剤を添加することが行われている。
【0003】このような冷却水系の装置には鉄系の材料
で製作された機器が多く用いられており、こうした鉄系
材料に対する腐食防止剤として、従来から亜鉛塩等の重
金属塩類や、クロム酸塩、燐酸化合物などが使用されて
きたが、これらは環境汚染の点からみて好ましくない。
そこで近年、ある種のホスホン酸類やホスフィノカルボ
ン酸類などが使用されるようになってきているが、これ
らの化合物はいずれも防食効果が十分でないため、上記
の亜鉛塩やモリブデン酸塩等の重金属化合物と併用する
か、或いはポリリン酸塩やケイ酸塩等のスケール生成の
原因成分などと併用することにより、防食効果を補うこ
と(特開昭55−14900号、特開昭63−2876
00号)が必要とされていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらの改良技
術でも、環境汚染の問題と防食効果との双方を同時に満
足させるには至っていない。そこで本発明は、冷却水系
に用いて毒性が低く且つ環境汚染を引き起こすことがな
く、またスケール生成の恐れもなく、しかも使用量が少
なくても鉄系金属材料に対して優れた防食効果を示す腐
食防止剤及び腐食防止方法を提供しようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の冷却水系におけ
る鉄系金属の腐食防止剤は、2−ホスホノブタン−1,
2,4−トリカルボン酸及びその塩、1−ヒドロキシエ
チリデン−1,1−ジホスホン酸及びその塩より選択さ
れた少なくとも1種の化合物(成分A)と、ホスホニウ
ム化合物(成分B)とを、有効成分として含有するもの
である。
【0006】かかる本発明の腐食防止剤における成分B
であるホスホニウム化合物は、トリ−n−ブチル−n−
ヘキサデシル−ホスホニウム、トリ−n−ブチル−n−
ドデシル−ホスホニウム、テトラキス−ヒドロキシメチ
ル−ホスホニウム及びそれらの塩より選択された少なく
とも1種の化合物であることが好ましく、中でもトリ−
n−ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウムクロリド
が特に好ましい。また本発明の腐食防止剤における成分
Aの化合物としては、2−ホスホノブタン−1,2,4
−トリカルボン酸又はその塩であることが、特に好まし
い。
【0007】更に本発明の冷却水系における鉄系金属の
腐食防止方法は、2−ホスホノブタン−1,2,4−ト
リカルボン酸及びその塩、1−ヒドロキシエチリデン−
1,1−ジホスホン酸及びその塩より選択された少なく
とも1種の化合物(成分A)と、ホスホニウム化合物
(成分B)とを、重量比1:100乃至100:1の範
囲内且つ有効成分の合計濃度1〜1000mg/Lの範囲内
で、水中に存在させることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の鉄系金属の腐食防止剤の
一方の成分Aは、2−ホスホノブタン−1,2,4−ト
リカルボン酸及びその塩、及び、1−ヒドロキシエチリ
デン−1,1−ジホスホン酸及びその塩から選択される
が、かかる塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、或
いはアンモニウム塩などの水溶性の塩が好ましく用いら
れる。そしてまた、本発明の鉄系金属の腐食防止剤の他
方の成分Bはホスホニウム化合物であるが、中でもトリ
−n−ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウムクロリ
ドや、トリ−n−ブチル−n−ドデシル−ホスホニウム
クロリド、テトラキス−ヒドロキシメチル−ホスホニウ
ムサルフェイトが、特に好ましく用いられる。
【0009】上記のような成分Aと成分Bとは、処理対
象の水系に対して別々に添加することもできるが、あら
かじめ1剤となるように配合するか、又は2剤以上の別
包装として組み合わせた腐食防止剤として用いることが
でき、場合により水などの溶剤に溶解した液剤であって
もよい。
【0010】かかる各成分A及び成分Bの使用比率は、
重量比で1:100乃至100:1の範囲であってよ
く、更には1:10乃至30:1、特に1:2乃至5:
1の範囲内にあることが好ましい。本発明の鉄系金属の
腐食防止剤は、このような範囲内で優れた相乗作用を発
揮する。また、水中における有効成分A及び成分Bの合
計濃度は、水と接触する機器の材質にもよるが、1〜1
000mg/L の範囲であるのがよく、特に5〜100mg
/L の範囲内となるよう添加するのが好ましい。
【0011】かかる本発明の腐食防止剤は、前記の有効
成分の他、例えば亜硝酸、燐酸、珪酸、モリブデン酸、
タングステン酸、アルミン酸、硼酸、オキシ酸、アミノ
酸、脂肪族有機酸、芳香族カルボン酸、リグニンスルホ
ン酸、或いはこれらの塩などや、タンニン、リグニンな
どの鉄用防食剤、或いは、例えばトリルトリアゾール、
ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール等の
アゾール類、亜鉛塩などの金属防食剤が含有されていて
もよい。
【0012】更に、本発明の腐食防止剤を使用するに当
たっては、例えばアクリル酸系重合体、マレイン酸系重
合体、メタクリル酸系重合体、スルホン酸系重合体、燐
酸系重合体、イタコン酸系重合体、イソブチレン系重合
体、あるいはこれらの水溶性塩などのスケール防止剤、
例えば5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−
3−オン、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オ
ン、1,2−ベンゾイソチアゾリン−3−オン等のイソ
チアゾロン系化合物、例えばグルタルアルデヒド、フタ
ルアルデヒド等のアルデヒド類、例えば過酸化水素、次
亜塩素酸ナトリウム等の無機物類、更にジチオール系化
合物、チオシアネート系化合物、ヨーネンポリマー、4
級アンモニウム塩系化合物などのスライム防止剤、例え
ばエチレンジアミン、ジエチレントリアミン等のアミン
系化合物、例えばニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四
酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸等のアミノカルボン
酸系化合物、例えばグルコン酸、クエン酸、シュウ酸、
ギ酸、酒石酸、フィチン酸、琥珀酸、乳酸等の有機カル
ボン酸など、各種の水処理剤を併用することができ、場
合によっては予め本発明の腐食防止剤にこれらの水処理
剤を配合したものを用いてもよい。
【0013】
【実施例】表1に示す水質を有する試験用水と、腐食防
止剤の成分Aの化合物として、2−ホスホノブタン−
1,2,4−トリカルボン酸(略号:PBUTCA)及び1−
ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(略号:
HOEDPA)と、成分Aの対照化合物として、ポリマレイン
酸(FMC社、ベルクリン200、略号:PMAA)、及び
ポリアクリル酸(東亜合成社、アロンA−20UK、略
号:PACA)と、更に腐食防止剤の成分Bの化合物とし
て、トリ−n−ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウ
ムクロリド(略号:TBUHDPC )、トリ−n−ブチル−n
−ドデシル−ホスホニウムクロリド(略号:TBUDDPC )
及びテトラキス−ヒドロキシメチル−ホスホニウムサル
フェイト(略号:THOMPS)を、成分Bの対照化合物とし
て、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3
−オン(略号:CMTAZN)及びメチレンビスチオシアネー
ト(略号:MBTC)とを用意した。
【0014】
【表1】 試験用水の水質 pH 8.0 電気伝導率(μS/cm) 480 カルシウム硬度(CaCO3 mg/L ) 100 マグネシウム硬度(CaCO3 mg/L ) 40 M−アルカリ度(CaCO3 mg/L ) 100 シリカ(SiO2 mg/L ) 60 塩化物イオン(Cl- mg/L ) 72 硫酸イオン(SO4 --mg/L ) 38
【0015】そして開放容器に入れた試験用水1000
mlに、これらの化合物をそれぞれ表2及び表3に示す濃
度(mg/L )となるよう添加し、その中に表面積0.3
3dm 2 の研磨鋼板を浸漬して、緩く攪拌しながら35℃
で3日間の腐食試験を行った。試験期間中は、それぞれ
同じ薬剤濃度の液を1日当たり1000mLの割合で交換
補給し、鋼板の腐食減量を測定して腐食度(mg/dm2-
D)を算出し、その結果を表2及び表3に併せて示し
た。
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】表2及び表3の結果を見ると、トリ−n−
ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウムクロリド、ト
リ−n−ブチル−n−ドデシル−ホスホニウムクロリド
及びテトラキス−ヒドロキシメチル−ホスホニウムサル
フェイトのいずれかと、2−ホスホノブタン−1,2,
4−トリカルボン酸及び1−ヒドロキシエチリデン−
1,1−ジホスホン酸のいずれかとを組み合わせた本発
明の腐食防止剤が、その他の組み合わせが示すような、
予想される程度の鉄系金属材料に対する防食性に比べ
て、明らかに優れた相乗効果を発揮することがわかる。
【0019】
【発明の効果】本発明の冷却水系における鉄系金属の腐
食防止剤は、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカ
ルボン酸及びその塩、1−ヒドロキシエチリデン−1,
1−ジホスホン酸及びその塩より選択された少なくとも
1種の化合物からなる成分Aと、ホスホニウム化合物、
特にトリ−n−ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウ
ム、トリ−n−ブチル−n−ドデシル−ホスホニウムと
テトラキス−ヒドロキシメチル−ホスホニウム及びそれ
らの塩より選択された少なくとも1種の化合物からなる
成分Bとを、組み合わせた有効成分を含有してなるもの
であって、それぞれの成分の相乗効果によって低濃度の
使用でも有効に鉄系金属材料の腐食を防止できるうえ、
燐含有量が少なく、また重金属類やスケール生成因子を
含有しないので、環境汚染を引き起こす恐れがなく、装
置の保守管理に関する負担が軽減される効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風間 真知子 茨城県つくば市緑ケ原4−4 アクアス株 式会社つくば総合研究所内 (72)発明者 田中 一経 静岡県磐田郡福田町塩新田浜野328番地 ケイ・アイ化成株式会社内 Fターム(参考) 4K062 AA03 BB25 CA05 FA05 FA12 FA16 GA08

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2−ホスホノブタン−1,2,4−トリ
    カルボン酸及びその塩、1−ヒドロキシエチリデン−
    1,1−ジホスホン酸及びその塩より選択された少なく
    とも1種の化合物(成分A)と、ホスホニウム化合物
    (成分B)とを、有効成分として含有することを特徴と
    する冷却水系における鉄系金属の腐食防止剤。
  2. 【請求項2】 前記ホスホニウム化合物が、トリ−n−
    ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウム、トリ−n−
    ブチル−n−ドデシル−ホスホニウム、テトラキス−ヒ
    ドロキシメチル−ホスホニウム及びそれらの塩より選択
    された少なくとも1種の化合物である、請求項1に記載
    の冷却水系における鉄系金属の腐食防止剤。
  3. 【請求項3】 前記ホスホニウム化合物が、トリ−n−
    ブチル−n−ヘキサデシル−ホスホニウムクロリドであ
    る、請求項2に記載の冷却水系における鉄系金属の腐食
    防止剤。
  4. 【請求項4】 前記ホスホニウム化合物が、トリ−n−
    ブチル−n−ドデシル−ホスホニウムクロリドである、
    請求項2に記載の冷却水系における鉄系金属の腐食防止
    剤。
  5. 【請求項5】 前記成分Aの化合物が、2−ホスホノブ
    タン−1,2,4−トリカルボン酸又はその塩である、
    請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の冷却水系に
    おける鉄系金属の腐食防止剤。
  6. 【請求項6】 2−ホスホノブタン−1,2,4−トリ
    カルボン酸及びその塩、1−ヒドロキシエチリデン−
    1,1−ジホスホン酸及びその塩より選択された少なく
    とも1種の化合物(成分A)と、ホスホニウム化合物
    (成分B)とを、重量比1:100乃至100:1の範
    囲内且つそれらの合計濃度1〜1000mg/Lの範囲内
    で、水中に存在させることを特徴とする冷却水系におけ
    る鉄系金属の腐食防止方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081635A1 (en) * 2000-04-27 2001-11-01 Rhodia Consumer Specialties Limited Phosphine compounds and their use as tanning agents, corrosion inhibitors and biocides
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