JP2003286589A - 水系防食剤およびその製造方法 - Google Patents
水系防食剤およびその製造方法Info
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Abstract
水系防食剤およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の水系防食剤はリン酸を含有する
水溶性金属錯体からなっているので、この水系防食剤を
添加した水系システムでは、このリン酸を含有する水溶
性金属錯体が水系システムの水溶液中にリン酸イオンを
放出して、水溶液中のリン酸イオンを長時間にわたって
適正量に維持することができるので、長期間にわたって
腐食抑制効果を持続することができる。
Description
その製造方法に関する。
ムとしては、自動車・船舶などの内燃機関の冷却システ
ム、工業用プラントなどの冷却塔、熱交換機、蒸発器の
冷却器やこれらの関連装置がある。これらの水系システ
ムにおいては、水溶液に露出した金属部分が腐食をうけ
やすいので、これらの水溶液に腐食防止剤を加えて腐食
防止をおこなっている。このような腐食防止剤として
は、無機系ではリン酸塩、ケイ酸塩、クロム酸塩が、有
機系ではアミン類、ベンゾトリアゾール、等が挙げられ
る。
金属イオンが水溶液中に解離し、水溶液の水酸イオンと
反応して水酸化物を形成して腐食生成物となり、この反
応が繰り返されて腐食が進行するというものがある。こ
れに対する腐食防止剤としては、金属イオンと反応して
不溶性化合物を金属表面に析出、被膜生成して、腐食防
止するものが代表的である。
使用によって、金属イオンの解離が進行すると、水溶液
中の腐食防止剤が金属イオンと反応して減少し、腐食防
止効果が低減するという問題点があった。そこで、本発
明は、長期間にわたって腐食防止効果を持続できる水系
防食剤およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
において、このシステムに用いられる水溶液に、リン酸
を含有する水溶性金属錯体を添加することによって、こ
の水溶性金属錯体が水溶液中のリン酸イオンの減少にと
もなって、リン酸イオンを放出し、水溶液中のリン酸イ
オン濃度を一定に保つので、リン酸の腐食防止効果が保
たれ、長期間にわたって腐食防止効果を持続することが
できる。
ト化剤と、溶媒中でリン酸イオンを生成する化合物と、
金属または金属化合物とを溶媒中で混合し、リン酸イオ
ンとキレート化剤と金属イオンとの錯体形成反応を完結
させて製造することができる。
金属錯体は、キレート化剤と金属または金属化合物と溶
媒中でリン酸イオンを生成する化合物とを溶媒中で混合
することによって得ることができる。この溶液中では、
リン酸を含有する水溶性金属錯体が形成される。そし
て、この溶液から減圧、加熱等で溶媒を除去し、水溶性
金属錯体を得ることができる。このリン酸を含有する水
溶性金属錯体(以下、水溶性金属錯体)は、アミノポリ
カルボン酸等のキレート化剤と金属とリン酸が錯形成し
た錯体化合物である。また、金属または金属化合物とし
て、リン酸金属化合物を用いると、錯体形成反応が良好
に進行するので好ましい。ここで用いる溶媒は、キレー
ト化剤、金属または金属化合物、溶媒中でリン酸イオン
を生成する化合物を溶解する溶媒であればよく、なかで
も水、エチレングリコール、γ−ブチロラクトン等が好
ましい。
7、好ましくはpH=5〜7の溶液中で行うと、反応が
進行しやすいので好ましい。
下のものが挙げられる。すなわち、クエン酸、酒石酸、
グルコン酸、リンゴ酸、乳酸、グリコール酸、α−ヒド
ロキシ酪酸、ヒドロキシマロン酸、α−メチルリンゴ
酸、ジヒドロキシ酒石酸等のα−ヒドロキシカルボン酸
類、γ−レゾルシル酸、β−レゾルシル酸、トリヒドロ
キシ安息香酸、ヒドロキシフタル酸、ジヒドロキシフタ
ル酸、フェノールトリカルボン酸、アウリントリカルボ
ン酸、エリオクロムシアニンR等の芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸類、スルホサリチル酸等のスルホカルボン酸
類、タンニン酸等の加水分解性タンニンや縮合型タンニ
ンを含むタンニン類、ジシアンジアミド等のグアニジン
類、ガラクトース、グルコース等の糖類、リグノスルホ
ン酸塩等のリグニン類、そして、エチレンジアミン四酢
酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、グリコー
ルエーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、ジエチレン
トリアミン五酢酸(DTPA)、ヒドロキシエチルエチ
レンジアミン三酢酸(HEDTA)、トリエチレンテト
ラミン六酢酸(TTHA)等のアミノポリカルボン酸類
またはこれらの塩である。
の高い水溶性金属錯体を生成することができる、アミノ
ポリカルボン酸が好ましく、アミノポリカルボン酸の中
でも、DTPA、GEDTA、TTHAが好適である。
ム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等を
用いることができる。なお、これらのキレート化剤を二
以上用いてもよい。
ッケル、マンガン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、
バリウム、鉛、チタン、ニオブ、タンタル等、キレート
化剤と錯体を形成する金属を用いることができる。ま
た、金属化合物としては、酸化物、水酸化物、塩化物、
また硫酸塩、炭酸塩等の金属塩など、溶媒中で金属イオ
ンを生成する化合物を用いることができる。
る化合物(以下、リン酸生成性化合物)を添加する。こ
のリン酸生成性化合物として、一般式(化2)で示され
るリン化合物又はこれらの塩もしくはこれらの縮合体又
はこれらの縮合体の塩を挙げることができる。
下のものを挙げることができる。正リン酸、亜リン酸、
次亜リン酸、及びこれらの塩、これらの塩としては、ア
ンモニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシ
ウム塩、カリウム塩である。正リン酸及びこの塩は、水
溶液中で分解してリン酸イオンを生じる。また、亜リン
酸、次亜リン酸、及びこれらの塩は、水溶液中で分解し
て、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオンを生じ、その後
に酸化してリン酸イオンとなる。
ン酸ブチル、リン酸ジブチル等のリン酸化合物、1−ヒ
ドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノト
リメチレンホスホン酸、フェニルホスホン酸等のホスホ
ン酸化合物等が挙げられる。また、メチルホスフィン
酸、ホスフィン酸ブチル等のホスフィン酸化合物が挙げ
られる。
れらの塩をあげることができる。ピロリン酸、トリポリ
リン酸、テトラポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、メ
タリン酸、ヘキサメタリン酸等の環状の縮合リン酸、又
はこのような鎖状、環状の縮合リン酸が結合したもので
ある。そして、これらの縮合リン酸の塩として、アンモ
ニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム
塩、カリウム塩等を用いることができる。
るか、もしくは、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオンを
生じ、その後に酸化してリン酸イオンとなる、リン酸生
成性化合物である。
ンを生ずる正リン酸またはその塩、縮合リン酸、または
リン酸化合物が好ましい。さらに、添加量に対して、比
較的速やかに、多くのリン酸イオンを生ずる正リン酸、
ピロリン酸、トリポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、
またはその塩が好ましい。なお、これらの化合物以外で
も、水溶液中でリン酸イオンを生ずる物質であれば、本
発明の効果を得ることができる。
の金属とリン酸の化合物を挙げることができる。
水溶性金属錯体によって、水溶液中のリン酸イオンを長
時間にわたって適正量に保つことができる。すなわち、
水溶液中のリン酸イオンは、金属部材ら溶出する金属イ
オンと反応して減少するが、この減少にともなって、水
溶性金属錯体がリン酸イオンを放出して、水溶液中のリ
ン酸イオンを適正量に保つ作用をする。そして、この適
正量のリン酸イオンは金属の溶解、また金属の水酸化物
等の生成を抑制するので、腐食抑制効果が長時間持続す
る。
たのみでは、リン酸イオンは金属イオンと反応して水溶
液中から消失してしまうので、腐食抑制効果が低下す
る。しかしながら、本発明においては、水溶液中に適正
量のリン酸イオンが長期間経過しても消失することなく
存在して、腐食抑制効果を持続することができる。すな
わち、本発明の水溶性金属錯体を添加した水溶液につい
ては、リン酸イオンが長時間適正量保持されていること
から以上のことが判明した。なお、アルミニウム錯体が
水溶性でない、つまり難溶性または不溶性の場合は、本
発明のような水溶液中のリン酸イオンを適正量に保つ作
用がないためと思われるが、本発明の効果を得ることは
できない。
の金属の腐食抑制に用いられるものであるが、以上のよ
うな挙動であるので、金属と水溶液とを含むシステム一
般に適用できるものであり、金属電極と水を含有する電
解液からなる電解コンデンサ等の電気化学素子などにも
適用可能である。
媒として水を用い、(表1)に示すキレート化剤、リン
酸アルミニウムを混合し、アンモニアガスでpH=6に
調整し、リン酸イオンとキレート化剤とアルミニウムの
錯体形成反応を完結させた。この水溶液を減圧して水を
除去し、水溶性金属錯体を作成した。
た。上水道水にギ酸を添加してpH=6に調整した溶液
を作成し、この溶液に水溶性金属錯体を添加し、この溶
液に10mm×20mmのアルミニウム板を浸漬した。
浸漬温度は85℃、時間は250、1000時間であ
る。そして、このアルミニウム板の腐食状態を観察し
た。また、溶液中のリン酸の全量を測定した。比較例1
として、リン酸を添加したもの、比較例2として添加剤
を添加しないものを用い、同様にして腐食試験を行っ
た。その結果を(表1)に示す。なお、腐食が観察され
なかった状態を○、腐食が観察された状態を×とした。
リン酸濃度の定量下限以下は0で示した。
0時間後には腐食が発生している。また、リン酸を添加
した比較例1は250時間後ではリン酸が溶液中に残余
しているので、腐食の発生は見られないが、1000時
間後にはリン酸がアルミニウムとの反応で消失し、腐食
が発生している。
1000時間後にもリン酸が溶液中に残余しており、腐
食が発生していない。これは、水溶性金属錯体が100
0時間後にも水溶性金属錯体がリン酸を保持し、リン酸
を溶液中に放出し続けて溶液中の遊離のリン酸濃度を適
正量に維持して、腐食抑制効果を持続させていることを
示している。
酸を含有する金属錯体がリン酸イオンを放出して、水溶
液中のリン酸イオンを適正量に維持するので、長時間に
わたって腐食抑制効果を持続する水系防食剤およびその
製造方法を提供することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 リン酸を含有する水溶性金属錯体からな
る水系防食剤。 - 【請求項2】 キレート化剤と、溶媒中でリン酸イオン
を生成する化合物と、金属または金属化合物とを溶媒中
で混合し、リン酸イオンとキレート化剤と金属イオンと
の錯体形成反応を完結させて形成する、水系防食剤の製
造方法。 - 【請求項3】 前記の溶媒中でリン酸イオンを生成する
化合物が、一般式(化1)で示されるリン化合物又はこ
れらの塩もしくはこれらの縮合体又はこれらの縮合体の
塩である請求項2記載の水系防食剤の製造方法。 【化1】
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