JP2005113250A - Cooling liquid composition - Google Patents

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Kenji Ueno
賢治 植野
Hiroyuki Arai
博之 新井
Mikito Nishii
幹人 西井
Sadayoshi Suzuki
貞好 鈴木
Hideyuki Tami
秀行 田見
Shigehiko Sato
繁彦 佐藤
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  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cooling liquid composition which can exhibit high corrosion preventiveness to an Mg alloy and Al alloy. <P>SOLUTION: The liquid composition contains a corrosion inhibitor containing a fluorine element, phosphorus element and silicon element in the form of a compound of one kind or a mixture composed of compounds of two or more kinds. The three kinds of elements are incorporated into the composition, by which the incorporation of the fluoride having a high effect of the corrosion preventiveness to magnesium in the state of suppressing the adverse influence thereof on the aluminum alloy is made possible and the high corrosion preventiveness to the magnesium and the aluminum can be exhibited. Here, the corrosion inhibitor is preferably the fluoride and a mixture composed of phosphoric acid and/or its salt and silicic acid and/or its salt. Namely, the fluorine element is preferably incorporated into the composition in the form of fluoride, the phosphorus element in the form of phosphoric acid and/or its salt and the silicon in the form of silicic acid and/or its salt. The preferable salt relating to the phosphoric acid and the silicic acid is an alkaline metal salt. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、冷却液組成物に関し、詳しくはアルミニウムやアルミニウム合金(以下、適宜「アルミニウム等」と称する。)及びマグネシウムやマグネシウム合金(以下、適宜「マグネシウム等」と称する。)に対する防食性に優れた冷却液組成物に関する。   The present invention relates to a coolant composition, and in particular, has excellent anticorrosive properties against aluminum and aluminum alloys (hereinafter appropriately referred to as “aluminum etc.”) and magnesium and magnesium alloys (hereinafter appropriately referred to as “magnesium etc.”). Relates to a liquid coolant composition.

自動車エンジンのような内燃機関の冷却系には、鋳鉄、鋼、銅合金、アルミニウムなど種々の金属が用いられているので、冷却液組成物には金属の種類を問わず腐食を防止することが求められている。   Since various metals such as cast iron, steel, copper alloy, and aluminum are used in the cooling system of an internal combustion engine such as an automobile engine, the coolant composition can prevent corrosion regardless of the type of metal. It has been demanded.

従来から、自動車エンジンの冷却液には、アルコール類やグリコール類などの融点降下剤を主成分とする冷却液組成物が添加され、冬季の凍結が防止されている。ところがアルコール類やグリコール類には防錆作用が全くなく、そのままでは冷却液流路を構成する金属の腐食を抑制できない。そこで冷却液組成物には種々の腐食抑制剤が添加されている。   Conventionally, a coolant composition containing a melting point depressant such as alcohols and glycols as a main component has been added to the coolant of an automobile engine to prevent freezing in winter. However, alcohols and glycols have no rust-preventing action, and as such cannot prevent the corrosion of the metal constituting the coolant flow path. Therefore, various corrosion inhibitors are added to the coolant composition.

ところで省資源・省エネルギーの目的でマグネシウム等からなる部品を冷却系に採用することを検討する動きがある。マグネシウムは、実用金属中最も密度が小さい金属であり且つリサイクル性にも優れているが、実用金属中で最も標準酸化還元電位が卑であり防食性が低く、実用化には防食性を考慮する必要がある。冷却系に用いたマグネシウム等の防食性を向上するためにはマグネシウム等自身の防食性を向上するほかに、用いられる冷却液によって達成することが考えられる。   By the way, there is a movement to consider adopting parts made of magnesium or the like in the cooling system for the purpose of saving resources and energy. Magnesium is the metal with the lowest density among practical metals and has excellent recyclability, but the standard oxidation-reduction potential is the lowest among practical metals and has low anticorrosion properties. There is a need. In order to improve the corrosion resistance of magnesium or the like used in the cooling system, it is conceivable to achieve it by the cooling liquid used in addition to improving the corrosion resistance of magnesium or the like.

従来のマグネシウム等及びアルミニウム等に対する防食性を考慮した冷却液組成物としては、脂肪族又は芳香族カルボン酸もしくはそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩又はアミン塩の選択された基を、フッ化物及び/又はフルオロカルボン酸塩の組み合わせが開示されている(特許文献1)。
特表2002−527619号
As a conventional cooling liquid composition in consideration of anticorrosive properties against magnesium and the like, aluminum and the like, a selected group of an aliphatic or aromatic carboxylic acid or an alkali metal salt, ammonium salt or amine salt thereof, fluoride and / or A combination of fluorocarboxylates is disclosed (Patent Document 1).
Special table 2002-527619

しかしながら、フッ化物を添加した冷却液組成物はマグネシウム等に対する防食性が高いものの、アルミニウム等に対しては充分な防食性向上が発揮できなかった。これは特許文献1に開示されるような有機酸の添加のみでは充分に解決できない。   However, although the coolant composition to which fluoride is added has high anticorrosion properties against magnesium and the like, it has not been able to exhibit sufficient improvement in anticorrosion properties against aluminum and the like. This cannot be sufficiently solved only by adding an organic acid as disclosed in Patent Document 1.

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、マグネシウム等及びアルミニウム等に対して高い防食性を発揮できる冷却液組成物を提供することを解決すべき課題とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it the subject which should be solved to provide the cooling fluid composition which can exhibit high anticorrosion property with respect to magnesium etc. and aluminum.

上記課題を解決する目的で本発明者らはフッ化物がアルミニウム等に与える影響について検討を行った結果、フッ化物は特にキャビテーション下及び高温伝熱面においてアルミニウム等への悪影響が顕著になることでアルミニウム等の防食性が向上できないことを発見した。そこで、マグネシウム等に対する防食性の効果が大きいフッ化物をアルミニウム等に対する悪影響を抑えた状態で含有させる手段を探索したところ、リン(化合物)及びケイ素(化合物)を含有させることで効果的にアルミニウム等への悪影響を抑制できることを見出し以下の発明を完成させた。   In order to solve the above problems, the present inventors have studied the influence of fluoride on aluminum and the like, and as a result, fluoride has a particularly bad influence on aluminum and the like under cavitation and high-temperature heat transfer surfaces. It was discovered that the corrosion resistance of aluminum and the like cannot be improved. Therefore, when a means for containing a fluoride having a large anticorrosive effect against magnesium or the like in a state in which an adverse effect on aluminum or the like is suppressed is found, aluminum or the like is effectively obtained by containing phosphorus (compound) and silicon (compound). The inventors have found that the adverse effects on can be suppressed, and have completed the following invention.

すなわち、本発明の冷却液組成物は、グリコール類及びアルコール類からなる群から選択される1種以上の化合物である融点降下剤を主成分とする冷却液組成物であって、フッ素元素、リン元素及びケイ素元素を1種の化合物又は2種以上の化合物の混合物として含有する腐食抑制剤を含有することを特徴とする。これら3種類の元素を含有させることでマグネシウム等とアルミニウム等とに対する高い防食性を発揮できる。   That is, the cooling liquid composition of the present invention is a cooling liquid composition mainly composed of a melting point depressant that is one or more compounds selected from the group consisting of glycols and alcohols. It contains a corrosion inhibitor containing the element and silicon element as one compound or a mixture of two or more compounds. By containing these three kinds of elements, high anticorrosive properties against magnesium and aluminum can be exhibited.

ここで腐食抑制剤としては、フッ化物と、リン酸及び/又はその塩と、ケイ酸及び/又はその塩との混合物であることが好ましい。つまり、フッ素元素はフッ化物として、リン元素はリン酸及び/又はその塩として、そしてケイ素はケイ酸及び/又はその塩として含有させることが好ましい。なお、リン酸及びケイ酸について好ましい塩はアルカリ金属塩である。   Here, the corrosion inhibitor is preferably a mixture of fluoride, phosphoric acid and / or a salt thereof, and silicic acid and / or a salt thereof. That is, it is preferable to contain elemental fluorine as fluoride, elemental phosphorus as phosphoric acid and / or a salt thereof, and silicon as silicic acid and / or a salt thereof. The preferred salts for phosphoric acid and silicic acid are alkali metal salts.

そして、組成物全体を100質量%とした場合に、フッ素元素換算で0.01%〜2%含有させることが好ましい。フッ化物はフッ化ナトリウム、フッ化カリウム及びフッ化アンモニウムのうちの少なくとも1種であることが好ましい。また、組成物全体を100質量%とした場合に、リン元素換算で0.01%〜0.1%、ケイ素元素換算で0.01%〜0.1%それぞれ含有することが好ましい。   And when the whole composition is 100 mass%, it is preferable to make it contain 0.01%-2% in conversion of a fluorine element. The fluoride is preferably at least one of sodium fluoride, potassium fluoride and ammonium fluoride. Moreover, when the whole composition is 100 mass%, it is preferable to contain 0.01% to 0.1% in terms of phosphorus element and 0.01% to 0.1% in terms of silicon element, respectively.

更に、組成物全体を100質量%とした場合に、炭素数9〜12の脂肪族2塩基酸及びそのアルカリ金属塩からなる群から選択される1種以上の化合物を3〜8%含むことが防食性向上の観点からは好ましい。また、組成物全体を100質量%とした場合に、硝酸塩を0.01%〜1.0%、トリアゾール類を0.05%〜1.0%、チアゾール類を0.01%〜1.0%それぞれ含有することが好ましい。   Furthermore, when the whole composition is 100% by mass, it contains 3 to 8% of one or more compounds selected from the group consisting of aliphatic dibasic acids having 9 to 12 carbon atoms and alkali metal salts thereof. It is preferable from the viewpoint of improving the anticorrosion property. Moreover, when the whole composition is 100 mass%, nitrate is 0.01% to 1.0%, triazole is 0.05% to 1.0%, and thiazole is 0.01% to 1.0%. % Each is preferable.

また、本発明の冷却液組成物は、本冷却液組成物が接触する表面の少なくとも一部にアルミニウム等及びマグネシウム等が露出する冷却液流路に対して使用されるものであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the cooling fluid composition of the present invention is used for a cooling fluid channel in which aluminum or the like, magnesium, or the like is exposed on at least a part of the surface in contact with the cooling fluid composition.

更に、使用状態における全体の質量に対して、前述のいずれかの冷却液組成物を20〜60体積%含む冷却液組成物が好ましい。ここで、「使用状態における全体の質量」とは、本発明の冷却液組成物を冷却系にて使用する状態における質量をいう。つまり、本発明の冷却液組成物は水などの溶媒にて適宜希釈して用いることが可能であり、絶対的な含有量が定義できないため使用状態の濃度によっても定義する。   Furthermore, the cooling fluid composition containing 20-60 volume% of any one of the above-mentioned cooling fluid composition with respect to the whole mass in use condition is preferable. Here, the “total mass in use state” refers to the mass in a state where the cooling liquid composition of the present invention is used in a cooling system. That is, the cooling liquid composition of the present invention can be used by appropriately diluting with a solvent such as water and the absolute content cannot be defined.

本発明の冷却液組成物はフッ素元素、リン元素及びケイ素元素を組成中に含有することにより、マグネシウム等に対する防食性を高く保ったまま、アルミニウム等に対する防食性を向上する効果がある。   The cooling liquid composition of the present invention has an effect of improving the corrosion resistance against aluminum and the like while maintaining high corrosion resistance against magnesium and the like by containing fluorine element, phosphorus element and silicon element in the composition.

以下に本発明の冷却液組成物について実施形態に基づき詳細に説明する。本冷却液組成物は、冷却系内において冷却液組成物を水などの溶媒に溶解して用いる。本冷却液組成物は一般的な冷却液組成物と同様に、全体を基準にして20〜60体積%の割合にて水に混合されて使用される状態にて製造・流通することが多い。   Hereinafter, the coolant composition of the present invention will be described in detail based on embodiments. The present cooling liquid composition is used by dissolving the cooling liquid composition in a solvent such as water in a cooling system. This cooling liquid composition is often produced and distributed in a state where it is mixed with water at a ratio of 20 to 60% by volume based on the whole as in the case of a general cooling liquid composition.

本実施形態の冷却液組成物は融点降下剤と腐食抑制剤とを有する。融点降下剤はグリコール類及びアルコール類からなる群から選択される1以上の化合物である。グリコールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール等がある。アルコール類としてはメタノール,エタノール,2−プロパノール等がある。これらアルコール及びグリコールを単独或いは2種以上混合して用いることができる。   The coolant composition of this embodiment has a melting point depressant and a corrosion inhibitor. The melting point depressant is one or more compounds selected from the group consisting of glycols and alcohols. Examples of glycol include ethylene glycol and propylene glycol. Examples of alcohols include methanol, ethanol, and 2-propanol. These alcohols and glycols can be used alone or in admixture of two or more.

腐食抑制剤としてはフッ素元素、リン元素及びケイ素元素を含有する。フッ素はフッ化物として含有することが好ましい。フッ化物は特に限定されない。フッ化物などのフッ素元素は全体の質量に対して、フッ素元素に換算して0.01%〜2%含有されることが好ましい。フッ素元素はこの範囲外でも防食性を発揮するが、この範囲内で含有することで、充分な効果を発揮できる。   As a corrosion inhibitor, a fluorine element, a phosphorus element, and a silicon element are contained. Fluorine is preferably contained as a fluoride. The fluoride is not particularly limited. The fluorine element such as fluoride is preferably contained in an amount of 0.01% to 2% in terms of the elemental fluorine with respect to the total mass. Fluorine element exhibits corrosion resistance even outside this range, but if contained within this range, a sufficient effect can be exhibited.

フッ化物としては前述の好ましい添加範囲内で冷却液組成物(及び水)中に溶解可能な塩であることが好ましく、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化アンモニウム、フッ化リチウム、ホウフッ化ナトリウム、ホウフッ化アンモニウム、ホウフッ化リチウムが例示できる。フッ化物としては、特に、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等のアルカリ金属との塩や、フッ化アンモニウム等が特に好ましい。   The fluoride is preferably a salt that can be dissolved in the cooling liquid composition (and water) within the above-mentioned preferred addition range, and is sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium fluoride, lithium fluoride, sodium borofluoride. Examples thereof include ammonium borofluoride and lithium borofluoride. As the fluoride, a salt with an alkali metal such as sodium fluoride or potassium fluoride, or ammonium fluoride is particularly preferable.

リン元素はリン酸及び/又はその塩として含有されることが好ましい。リン酸塩としてはアルカリ金属塩が好ましい。リン元素(特にリン酸又はその塩)はアルミニウム等の腐食性を大きく抑制でき、キャビテーション下や高温時におけるアルミニウム等の防食性が大きく向上できる。例えば、ウォータポンプなどにアルミハウジングが採用される場合に、ウォータポンプのキャビテーション、エロージョン、コロージョンを効果的に防止できる。また、高温のアルミニウム鋳物伝熱面の防食性も向上する。   The phosphorus element is preferably contained as phosphoric acid and / or a salt thereof. As the phosphate, an alkali metal salt is preferable. Phosphorus element (especially phosphoric acid or a salt thereof) can largely suppress the corrosiveness of aluminum or the like, and can greatly improve the corrosion resistance of aluminum or the like under cavitation or at high temperatures. For example, when an aluminum housing is adopted for a water pump or the like, cavitation, erosion, and corrosion of the water pump can be effectively prevented. Moreover, the corrosion resistance of the high-temperature aluminum casting heat transfer surface is also improved.

リン酸などのリン元素は、全体の質量に対して、リン元素換算で0.01%〜0.1%含有することが好ましい。リン元素はこの範囲外でも防食性を発揮するが、この範囲内を採用することで充分なアルミニウム等に対する防食性を発揮できキャビテーション下などのアルミニウム等に対する防食性の向上と、冷却系を構成する他の素材(例えば黄銅など)への悪影響の低下とが達成できる。   The phosphorus element such as phosphoric acid is preferably contained in an amount of 0.01% to 0.1% in terms of phosphorus element with respect to the total mass. Phosphorus element exhibits corrosion resistance even outside this range, but by adopting this range, it can exhibit sufficient corrosion resistance against aluminum, etc., and improve the corrosion resistance against aluminum etc. under cavitation and constitute a cooling system Reduction of adverse effects on other materials (for example, brass) can be achieved.

ケイ素元素はケイ酸及び/又はその塩として含有されることが好ましい。ケイ酸塩としてはアルカリ金属塩が好ましい。ケイ素元素(特にケイ酸又はその塩)はフッ素元素によるアルミニウム等への影響を抑制・低減でき、キャビテーション下や高温時におけるアルミニウム等の防食性が大きく向上できる。   The silicon element is preferably contained as silicic acid and / or a salt thereof. As the silicate, an alkali metal salt is preferable. Silicon element (especially silicic acid or a salt thereof) can suppress and reduce the influence of fluorine element on aluminum and the like, and can greatly improve the corrosion resistance of aluminum and the like under cavitation and at high temperatures.

ケイ酸などのケイ素元素は、組成物全体を100質量%とした場合に、ケイ素元素換算で0.01%〜0.1%含有することが好ましい。ケイ素元素はこの範囲外でも防食性を発揮するが、この範囲内を採用することで充分なアルミニウム等に対する防食性を発揮できキャビテーション下などのアルミニウム防食性の向上が達成できる。また、この範囲内を採用すると溶解性を高くでき、貯蔵安定性が向上する。   Silicon elements such as silicic acid are preferably contained in an amount of 0.01% to 0.1% in terms of silicon element when the entire composition is 100% by mass. Silicon element exhibits corrosion resistance even outside this range, but by adopting this range, sufficient corrosion resistance against aluminum or the like can be exhibited and improvement of aluminum corrosion resistance under cavitation can be achieved. In addition, when this range is adopted, the solubility can be increased and the storage stability is improved.

腐食抑制剤としては、このほかにも一般的な防錆剤としてのホウ酸塩,炭酸塩,硫酸塩,硝酸塩,モリブデン酸塩,安息香酸塩,ベンゾトリアゾール,メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩,トリルトリアゾールなどのトリアゾール類,トリエタノールアミン塩、チアゾール類などを含有できる。これにより防食性が一層向上できる。特に、有機酸系の防錆剤を添加することにより、高い腐食抑制効果を発揮できる。   Other corrosion inhibitors include borate, carbonate, sulfate, nitrate, molybdate, benzoate, benzotriazole, mercaptobenzothiazole sodium salt, and tolyltriazole. And triazoles such as triethanolamine salts and thiazoles. Thereby, corrosion resistance can be improved further. In particular, by adding an organic acid-based rust inhibitor, a high corrosion inhibition effect can be exhibited.

例えば、炭素数9〜12の脂肪族2塩基酸及びそのアルカリ金属塩からなる群から選択される1種以上の化合物を組成物全体を100質量%とした場合に3〜8%を含むことが好ましい。好ましい炭素数9〜12の脂肪族2塩基酸としてはアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸。ドデカン二酸が例示できる。また、組成物全体を100質量%とした場合に、硝酸塩を0.01%〜1.0%、トリアゾール類を0.05%〜1.0%、チアゾール類を0.01%〜1.0%それぞれ含有することが好ましい。   For example, when one or more compounds selected from the group consisting of aliphatic dibasic acids having 9 to 12 carbon atoms and alkali metal salts thereof are 100% by mass of the entire composition, 3 to 8% are included. preferable. Preferred aliphatic dibasic acids having 9 to 12 carbon atoms are azelaic acid, sebacic acid and undecanedioic acid. An example is dodecanedioic acid. Moreover, when the whole composition is 100 mass%, nitrate is 0.01% to 1.0%, triazole is 0.05% to 1.0%, and thiazole is 0.01% to 1.0%. % Each is preferable.

なお、本冷却液組成物用添加剤における腐食抑制剤は、自動車等の冷却系に対して冷却液組成物を入れた後に、添加することもできるし、予め冷却系中に配設しておき、後に冷却液組成物を入れることで冷却液組成物中にフッ化物などの腐食抑制剤が溶解するように調節しても良い。例えば、腐食抑制剤を顆粒状、錠剤状にして、後に冷却液組成物中に添加させたり、冷却系の部品の表面に層状に塗布・形成したりすることもできる。   In addition, the corrosion inhibitor in the additive for the coolant composition can be added after the coolant composition is added to the cooling system of an automobile or the like, or disposed in advance in the cooling system. Then, the coolant composition may be added later so that the corrosion inhibitor such as fluoride is dissolved in the coolant composition. For example, the corrosion inhibitor may be granulated or tableted and later added to the cooling liquid composition, or may be applied and formed in layers on the surface of the cooling system component.

〔試験1:腐食試験〕
(試料1)
融点降下剤としてのエチレングリコールに腐食抑制剤としての有機酸系の防食剤を添加した市販の冷却液組成物(フッ素、リン及びケイ素を含まない)に、腐食抑制剤としての、フッ化カリウムをフッ素元素に換算して6000ppm(0.6質量%)、メタケイ酸ナトリウムをケイ素元素に換算して500ppm(0.05質量%)、そしてオルトリン酸をリン元素に換算して600ppm(0.06質量%)含有させた組成物を本試験試料の冷却液組成物とした。
[Test 1: Corrosion test]
(Sample 1)
Potassium fluoride as a corrosion inhibitor is added to a commercially available cooling liquid composition (not containing fluorine, phosphorus and silicon) in which an organic acid-based anticorrosive agent as a corrosion inhibitor is added to ethylene glycol as a melting point depressant. 6000 ppm (0.6 mass%) in terms of fluorine element, 500 ppm (0.05 mass%) in terms of sodium metasilicate in terms of silicon element, and 600 ppm (0.06 mass%) in terms of orthophosphoric acid in terms of phosphorus element %) Was used as a coolant composition of the test sample.

(試料2)
試料1で用いた融点降下剤としてのエチレングリコールに腐食抑制剤としての有機酸系の防食剤を添加した市販の冷却液組成物に、腐食抑制剤としてのオルトリン酸をリン元素に換算して600ppm(0.06質量%)含有させた組成物を本試験試料の冷却液組成物とした。
(Sample 2)
600 ppm by converting orthophosphoric acid as a corrosion inhibitor into phosphorus element in a commercially available coolant composition in which an organic acid corrosion inhibitor as a corrosion inhibitor is added to ethylene glycol as a melting point depressant used in Sample 1 The composition contained (0.06% by mass) was used as the coolant composition of this test sample.

(試料3)
試料1で用いた融点降下剤としてのエチレングリコールに腐食抑制剤としての有機酸系の防食剤を添加した市販の冷却液組成物に、腐食抑制剤としてのフッ化カリウムをフッ素元素に換算して6000ppm(0.6質量%)、そしてオルトリン酸をリン元素に換算して600ppm(0.06質量%)含有させた組成物を本試験試料の冷却液組成物とした。
(Sample 3)
Conversion of potassium fluoride as a corrosion inhibitor to fluorine element in a commercially available coolant composition in which an organic acid-based anticorrosive agent as a corrosion inhibitor was added to ethylene glycol as a melting point depressant used in Sample 1 A composition containing 6000 ppm (0.6% by mass) and 600 ppm (0.06% by mass) of orthophosphoric acid in terms of phosphorus was used as the coolant composition of this test sample.

つまり、試料2が腐食抑制剤としてリン元素のみ含有し、試料3が試料2に対して腐食抑制剤としてのフッ素元素を加え、試料1では試料3に対して更に腐食抑制剤としてのケイ素元素を加えている。   That is, sample 2 contains only phosphorus element as a corrosion inhibitor, sample 3 adds fluorine element as a corrosion inhibitor to sample 2, and sample 1 further contains silicon element as a corrosion inhibitor with respect to sample 3. Added.

(金属腐食試験)
JISK2234金属腐食試験に準拠してマグネシウム合金(AZ91D)及びアルミニウム合金(AC2A)の接触腐食試験を行った。上述した各試料についてイオン交換水にて50体積%に希釈した水溶液750mLを90℃に保持したなかにマグネシウム合金(AZ91D)製の板(50mm×25mm×3mm)及びアルミニウム合金(AC2A)製の板(50mm×25mm×3mm)を厚み方向に重ねた状態で300時間浸漬した前後の質量変化をそれぞれ測定した。浸漬中は空気を100mL/分の流量でバブリングした。結果を表1に示す。
(Metal corrosion test)
Based on the JISK2234 metal corrosion test, the contact corrosion test of the magnesium alloy (AZ91D) and the aluminum alloy (AC2A) was performed. A plate made of magnesium alloy (AZ91D) (50 mm × 25 mm × 3 mm) and a plate made of aluminum alloy (AC2A) while maintaining 750 mL of an aqueous solution diluted to 50% by volume with ion-exchanged water for each sample described above at 90 ° C. The mass change before and after being immersed for 300 hours in the state where (50 mm × 25 mm × 3 mm) was stacked in the thickness direction was measured. During immersion, air was bubbled at a flow rate of 100 mL / min. The results are shown in Table 1.

Figure 2005113250
Figure 2005113250

マグネシウム合金(AZ91D)では、フッ素を含まない試料2が大きな質量変化(−0.78mg/cm2)を観測したが、フッ素を添加した試料1及び3により防食性が向上することが分かった。つまり、フッ素の添加によってマグネシウム合金の防食性が向上することが分かった。 In the magnesium alloy (AZ91D), a large mass change (−0.78 mg / cm 2 ) was observed in the sample 2 not containing fluorine, but it was found that the anticorrosion properties were improved by the samples 1 and 3 to which fluorine was added. That is, it was found that the corrosion resistance of the magnesium alloy is improved by adding fluorine.

アルミニウム合金(AC2A)では、フッ素(及びケイ素)を含有しない試料2では防食性は充分だったのに対して、フッ素を含有する試料3が大きな質量変化(−0.17mg/cm2)を示したことから単純にフッ素を添加するとアルミニウム合金の防食性が充分でなくなることが分かった。フッ素に加えて更にケイ素を含む試料1ではアルミニウム合金の防食性が向上することが分かった。つまり、フッ素の存在によってアルミニウム合金の腐食性は高くなるものの、ケイ素の添加によりフッ素がアルミニウム合金の腐食を抑制できることが分かった。 In the aluminum alloy (AC2A), the anticorrosion property was sufficient in the sample 2 not containing fluorine (and silicon), whereas the sample 3 containing fluorine showed a large mass change (−0.17 mg / cm 2 ). Therefore, it was found that the corrosion resistance of the aluminum alloy is not sufficient when fluorine is simply added. It was found that Sample 1 containing silicon in addition to fluorine improves the corrosion resistance of the aluminum alloy. In other words, it was found that although the corrosivity of the aluminum alloy is increased by the presence of fluorine, fluorine can suppress the corrosion of the aluminum alloy by adding silicon.

つまり、リンのみを添加した試料2ではアルミニウム合金は防食できるがマグネシウム合金の防食性は充分でないが、フッ素を添加することで(試料3)アルミニウム合金の防食性は低下するもののマグネシウム合金の防食性を向上できる。更にケイ素を添加することでフッ素の悪影響が消滅してマグネシウム合金及びアルミニウム合金の双方について防食性を両立できることが分かった。   That is, in Sample 2 to which only phosphorus is added, the aluminum alloy can be prevented from corrosion, but the corrosion resistance of the magnesium alloy is not sufficient, but by adding fluorine (Sample 3), the corrosion resistance of the aluminum alloy is reduced, but the corrosion resistance of the magnesium alloy Can be improved. Furthermore, it was found that by adding silicon, the adverse effects of fluorine disappeared and both the corrosion resistance of both the magnesium alloy and the aluminum alloy can be achieved.

〔試験2:高温時のアルミニウム合金の腐食試験〕
試験1にて説明した試料1〜3と、試料1〜3に用いた市販の冷却液組成物である試料4とを用いて高温時の腐食試験を行った。
[Test 2: Corrosion test of aluminum alloy at high temperature]
A corrosion test at a high temperature was performed using Samples 1 to 3 described in Test 1 and Sample 4 which is a commercially available coolant composition used for Samples 1 to 3.

高温時のアルミニウム合金の腐食試験は、JISK2234に規定されたアルミニウム鋳物伝熱面腐食試験に準拠して行った。伝熱面温度を170℃とした。試料1〜4をイオン交換水にて45体積%となるように希釈し、液温95℃で試験した。結果を表2に示す。   The corrosion test of the aluminum alloy at a high temperature was performed in accordance with an aluminum casting heat transfer surface corrosion test specified in JISK2234. The heat transfer surface temperature was 170 ° C. Samples 1 to 4 were diluted with ion exchange water to 45% by volume and tested at a liquid temperature of 95 ° C. The results are shown in Table 2.

Figure 2005113250
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F、Si及びPを含有しない試料4では大きな質量変化(−1.19mg/cm2)を示すことから、これらの腐食抑制剤(F、Si及びP)を含有しないとアルミニウム合金の伝熱面の防食性は充分ではないことが分かった。リンを添加した試料2では質量変化は観測されず高い防食性を示した。試料2にフッ素を添加した試料3の結果より、アルミニウム合金の防食性はフッ素の添加により低下することが分かった。試料3に更にケイ素を添加した試料1は再び充分なアルミニウム合金の防食性を発揮できたことが分かった。 Sample 4 containing no F, Si and P shows a large mass change (−1.19 mg / cm 2 ). It was found that the anticorrosive property of was not sufficient. In Sample 2 to which phosphorus was added, no mass change was observed and high anticorrosion properties were exhibited. From the results of Sample 3 in which fluorine was added to Sample 2, it was found that the corrosion resistance of the aluminum alloy was lowered by the addition of fluorine. It was found that Sample 1 in which silicon was further added to Sample 3 was able to exhibit sufficient corrosion resistance of the aluminum alloy again.

つまり、高温雰囲気下においても、フッ素及びケイ素の双方を含有することで、アルミニウム合金に対する高い防食性を発揮できることが分かった。   That is, it was found that high corrosion resistance to an aluminum alloy can be exhibited by containing both fluorine and silicon even in a high temperature atmosphere.

〔試験3:耐キャビテーション性試験〕
試験2にて用いた試料1〜4と、試料4に対してフッ化カリウムをフッ素元素換算で6000ppm(0.6%)含有させた試料5と、試料5に対してメタケイ酸ナトリウムをケイ素元素換算で500ppm(0.05%)含有させた試料6とを用いて耐キャビテーション性を検討した。
[Test 3: Cavitation resistance test]
Samples 1 to 4 used in Test 2, Sample 5 containing 6000 ppm (0.6%) of potassium fluoride in terms of fluorine element with respect to Sample 4, and Sodium metasilicate to silicon element with respect to Sample 5 Cavitation resistance was examined using Sample 6 containing 500 ppm (0.05%) in terms of conversion.

耐キャビテーション性試験は、試料(冷却液)中の金属試験片に超音波によるキャビテーション環境を発生させ、試験前後の金属試験片の質量変化を測定し、試料の耐キャビテーション性を評価する試験である。試料1〜6をイオン交換水にて50体積%となるように希釈し、液温80℃、振動振幅40μm、試験時間3時間にて、アルミニウム合金(AC2A)及びマグネシウム合金(AZ91D)の試験前後の質量変化を測定し、単位表面積あたりの質量減少の大きさを算出した。結果を表3に示す。   The cavitation resistance test is a test that evaluates the cavitation resistance of a sample by generating an ultrasonic cavitation environment on a metal test piece in a sample (cooling liquid), measuring the mass change of the metal test piece before and after the test. . Samples 1 to 6 were diluted with ion-exchanged water so as to be 50% by volume, before and after the test of aluminum alloy (AC2A) and magnesium alloy (AZ91D) at a liquid temperature of 80 ° C., a vibration amplitude of 40 μm, and a test time of 3 hours. Mass change was measured, and the magnitude of mass reduction per unit surface area was calculated. The results are shown in Table 3.

Figure 2005113250
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試料1〜3は試料6、4及び5に対してそれぞれリンを添加した点で大きく異なっている。なお、試料4〜6についてマグネシウム合金における結果が記載されていないのは本試験では特にアルミニウム合金に対する防食性を問題にしているからである。   Samples 1 to 3 are greatly different from Samples 6, 4 and 5 in that phosphorus is added. In addition, the result in magnesium alloy is not described about the samples 4-6, since the corrosion resistance with respect to an aluminum alloy is made into a problem in this test.

リンを添加した結果、試料6(F及びSi添加)の質量変化(−8.5mg/cm2)が試料1(F、Si及びP添加)の質量変化(−5.0mg/cm2)、試料5(F添加)の質量変化(−19.5mg/cm2)が試料3(F及びP添加)の質量変化(−15.9mg/cm2)、そして試料4(F、Si及びPすべて不添加)の質量変化(−16.5mg/cm2)が試料2(P添加)の質量変化(−11.5mg/cm2)にそれぞれ減少していることが分かった。つまり、リン以外のフッ素及びケイ素についてそれぞれ添加しているか否かにかかわらず防食性(耐キャビテーション性)を向上できることが分かった。 Result of the addition of phosphorus, mass change (-8.5mg / cm 2) is the mass change of the sample 1 (F, Si and P added) samples 6 (F and Si added) (-5.0mg / cm 2), Sample 5 (F addition) mass change (−19.5 mg / cm 2 ) is sample 3 (F and P addition) mass change (−15.9 mg / cm 2 ), and sample 4 (F, Si and P all) It was found that the mass change (−16.5 mg / cm 2 ) of (no addition) decreased to the mass change (−11.5 mg / cm 2 ) of Sample 2 (P addition). That is, it was found that corrosion resistance (cavitation resistance) can be improved regardless of whether fluorine and silicon other than phosphorus are added.

〔結論〕
以上説明した試験1〜3の結果をまとめると、冷却液組成物に対して腐食抑制剤としてのフッ素、ケイ素及びリンを添加することでマグネシウム合金とアルミニウム合金との双方に対して充分に高い防食性を発揮できることが分かった。
[Conclusion]
Summarizing the results of tests 1 to 3 described above, corrosion resistance is sufficiently high for both magnesium alloy and aluminum alloy by adding fluorine, silicon and phosphorus as corrosion inhibitors to the coolant composition. It turned out that it can exhibit sex.

Claims (9)

グリコール類及びアルコール類からなる群から選択される1種以上の化合物である融点降下剤を主成分とする冷却液組成物であって、
フッ素元素、リン元素及びケイ素元素を1種の化合物又は2種以上の化合物の混合物として含有する腐食抑制剤を含有することを特徴とする冷却液組成物。
A coolant composition mainly comprising a melting point depressant, which is one or more compounds selected from the group consisting of glycols and alcohols,
A coolant composition comprising a corrosion inhibitor containing fluorine element, phosphorus element and silicon element as one compound or a mixture of two or more compounds.
前記腐食抑制剤は、フッ化物と、リン酸及び/又はその塩と、ケイ酸及び/又はその塩との混合物である請求項1に記載の冷却液組成物。   The coolant composition according to claim 1, wherein the corrosion inhibitor is a mixture of fluoride, phosphoric acid and / or a salt thereof, and silicic acid and / or a salt thereof. 組成物全体を100質量%とした場合に、フッ素元素換算で0.01%〜2%含有する請求項1又は2に記載の冷却液組成物。   The cooling fluid composition according to claim 1 or 2 containing 0.01% to 2% in terms of fluorine element when the entire composition is 100% by mass. 前記フッ化物はフッ化ナトリウム、フッ化カリウム及びフッ化アンモニウムのうちの少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載の冷却液組成物。   The coolant composition according to claim 1, wherein the fluoride is at least one of sodium fluoride, potassium fluoride, and ammonium fluoride. 組成物全体を100質量%とした場合に、リン元素換算で0.01%〜0.1%、ケイ素元素換算で0.01%〜0.1%それぞれ含有する請求項1〜4のいずれかに記載の冷却液組成物。   The composition according to any one of claims 1 to 4, which contains 0.01% to 0.1% in terms of phosphorus element and 0.01% to 0.1% in terms of silicon element when the entire composition is 100% by mass. A coolant composition according to 1. 組成物全体を100質量%とした場合に、炭素数9〜12の脂肪族2塩基酸及びそのアルカリ金属塩からなる群から選択される1種以上の化合物を3〜8%含む請求項1〜5のいずれかに記載の冷却液組成物。   When the total composition is 100% by mass, 3 to 8% of one or more compounds selected from the group consisting of aliphatic dibasic acids having 9 to 12 carbon atoms and alkali metal salts thereof are included. The coolant composition according to any one of 5. 組成物全体を100質量%とした場合に、硝酸塩を0.01%〜1.0%、トリアゾール類を0.05%〜1.0%、チアゾール類を0.01%〜1.0%それぞれ含有する請求項1〜6のいずれかに記載の冷却液組成物。   When the total composition is 100% by mass, nitrate is 0.01% to 1.0%, triazole is 0.05% to 1.0%, and thiazole is 0.01% to 1.0%, respectively. The coolant composition according to claim 1, which is contained. 表面の少なくとも一部にアルミニウム及びマグネシウムが露出する冷却液流路に対して使用される請求項1〜7のいずれかに記載の冷却液組成物。   The coolant composition according to any one of claims 1 to 7, which is used for a coolant channel in which aluminum and magnesium are exposed on at least a part of the surface. 使用状態における全体の質量に対して、請求項3及び5〜7のいずれかに記載の冷却液組成物を20〜60体積%含む冷却液組成物。   The cooling fluid composition which contains 20-60 volume% of the cooling fluid composition in any one of Claim 3 and 5-7 with respect to the whole mass in use condition.
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