JP2009242664A

JP2009242664A - 不凍液／冷却液組成物

Info

Publication number: JP2009242664A
Application number: JP2008092359A
Authority: JP
Inventors: Isao Ono; 勲大野
Original assignee: CCI Corp
Current assignee: CCI Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】アルミニウム、アルミニウム合金の金属腐食効果に優れる不凍液／冷却液組成物を提供すること。
【解決手段】基剤に、フルオロアルキルスルホン酸を含有した。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統を構成する金属に対して腐食防止効果に優れた不凍液／冷却液組成物、特には、アルミニウム、アルミニウム合金の腐食防止効果に優れた不凍液／冷却液組成物に関する。

例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統には、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄、鋼、ステンレス、黄銅、はんだ（高鉛はんだ）、銅、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金などの金属が使用されている。これらの金属は、水あるいは空気との接触により腐食を生じる。このため、冷却系統に適用される不凍液／冷却液組成物中に種々の金属腐食抑制剤を含ませることで、これらの金属の腐食抑制が図られていた。

特に、脂肪族一塩基酸は、安価であり、入手が容易であることから、内燃機関の内部の冷却系統の金属腐食を抑制するために、従来より添加剤として使用されている（特許文献１、２等参照）。

また、本願発明者は、アルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制に効果のある不凍液として、水またはグリコール類をベースとする不凍液／冷却液組成物において、炭素数８または９の分枝型脂肪族ジカルボン酸、およびそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩（以下、分枝型脂肪族ジカルボン酸塩と称す）から選ばれる１種若しくは２種以上を含むもの（特許文献３）や、グリコール類を主成分とする不凍液／冷却液組成物であって、（Ａ）０．０５〜８．０重量％のｐ−トルイル酸塩と、（Ｂ）０．０５〜８．０重量％のｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸と、（Ｃ）０．１〜５．０重量％のリン酸塩と、（Ｄ）０．０００１〜０．１重量％のストロンチウム化合物とを含むことを特徴とするもの（特許文献４）等、研究開発の結果種々の不凍液／冷却液組成物について案出している。

特開２００２−３７１２７０号公報米国特許４，６４７，３９２号特開２００３−２７７３７号公報特開２００２−２９４２２号公報

本発明者らは、さらに、金属腐食抑制に効果、特にアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制に優れる不凍液／冷却液組成物はないか、鋭意研究を重ねた結果、フルオロアルキルスルホン酸を含有させた不凍液／冷却液が、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄、鋼、ステンレス、黄銅、はんだ（高鉛はんだ）、銅、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金などの金属、特にアルミニウム、アルミニウム合金の金属腐食に効果があることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。

本発明は、アルミニウム、アルミニウム合金、鋳鉄、鋼、ステンレス、黄銅、はんだ（高鉛はんだ）、銅、マグネシウム、マグネシウム合金、チタン、チタン合金などの金属の腐食抑制効果のある不凍液／冷却液組成物、特にアルミニウム、アルミニウム合金の金属腐食効果に優れる不凍液／冷却液組成物を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明は、基剤にフルオロアルキルスルホン酸を含有してなるアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制不凍液／冷却液組成物をその要旨とした。

本発明の不凍液／冷却液組成物は、基剤に、フルオロアルキルスルホン酸を含有してなることから、金属腐食、特にアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食を効果的に抑制することができる。

以下、本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金腐食抑制不凍液／冷却液組成物（以下、単に不凍液／冷却液組成物という）をさらに詳しく説明する。本発明の不凍液／冷却液組成物は、基剤に、フルオロアルキルスルホン酸を含有してなることを特徴としている。

フルオロアルキルスルホン酸の好ましい具体例としては、トリフルオロメタンスルホン酸、テトラフルオロプロピルトリフルオロメタンスルホン酸、ヘキサフルオロイソプロピルトリフルオロメタンスルホン酸、ヘプタフルオロブチルトリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸、トリフルオロエチルノナフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸を挙げることができ、これらのフルオロアルキルスルホン酸から選ばれるいずれか１種又は２種以上の混合物を使用することからできる。

上記フルオロアルキルスルホン酸は、０．０１重量％〜１０．０重量％の範囲で選択される。好ましくは、０．１重量％〜１０重量％、より好ましくは０．５重量％〜２．０重量である。さらに好ましくは、０．７５重量％〜２．０重量である。この範囲よりもフルオロアルキルスルホン酸の含有量が少ない場合、アルミニウム又はアルミニウム合金に対する十分な腐食防止効果を発揮することができず、この範囲よりもフルオロアルキルスルホン酸の含有量が多い場合には、範囲を上回る分だけの効果が期待できず、不経済となるからである。

また、本発明のアルミニウム又はアルミニウム合金腐食防止不凍液／冷却液組成物は、基剤としては、例えば水、アルコール類、グリコール類、及びグリコールエーテル類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。

アルコール類としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノールの中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

グリコール類としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ヘキシレングリコール、グリセリンの中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

グリコールエーテル類としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテルの中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなるものを挙げることができる。

本発明の不凍液又は冷却液組成物には、脂肪族一塩基酸またはその塩を含んでも良い。脂肪族一塩基酸またはその塩としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、ステアリン酸及びそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩等を好ましい例として挙げることができる。脂肪族一塩基酸またはその塩は、０．１〜１０重量％の範囲で含ませるとよい。

さらに、本発明の不凍液又は冷却液組成物には、脂肪族二塩基酸またはその塩を含んでも良い。脂肪族二塩基酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピペリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン２酸、ドデカン２酸、ブラシル酸、およびタプチン酸、あるいはそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩などを挙げることができる。中でもスベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン２酸およびドデカン２酸は、上記性能に優れるという点でより好ましい。脂肪族二塩基酸またはその塩は、０．１〜１０重量％の範囲で含有させるとよい。

本発明の冷却液組成物には、芳香族一塩基酸、又はその塩を含有させてもよい。芳香族一塩基酸、又はその塩は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の腐食防止性能に優れているため、添加することによって、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属腐食防止に効果的である。芳香族一塩基酸、またはその塩としては、例えば安息香酸、ニトロ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸などの安息香酸類、ｐ−トルイル酸、ｐ−エチル安息香酸、ｐ−プロピル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸などのアルキル安息香酸、一般式ＲＯ−Ｃ_６Ｈ_４−ＣＯＯＨ（ＲはＣ_１〜Ｃ_５のアルキル基）で表されるアルコキシ安息香酸、一般式Ｒ−Ｃ_６Ｈ_４−ＣＨ＝ＣＯＯＨ（ＲはＣ_１〜Ｃ_５のアルキル基またはアルコキシ基）で表されるケイ皮酸、アルキルケイ皮酸、アルコキシケイ皮酸、またはそれらのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩を挙げることができる。中でも、安息香酸、ｐ−トルイル酸、およびｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の腐食防止性能に優れており、これらの少なくとも１種が含まれていることが望ましい

上記芳香族一塩基酸及びそれらの塩は、１．０〜１０．０重量％の範囲で含まれているのが望ましい。芳香族一塩基酸及びそれらの塩の含有量が、１．０重量％を下回る場合、アルミ系金属に対する分な腐食防止効果が発揮されず、１０．０重量％を上回る場合には、上回る分だけの効果がなく、不経済となる。

また、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、トリアゾール類及びチアゾール類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物を含ませることができる。トリアゾール類の具体例としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、４−フェニル−１、２、３−トリアゾール、２−ナフトトリアゾールおよび４−ニトロベンゾトリアゾールなどを挙げることができ、その中でも、特にベンゾトリアゾールやトリルトリアゾールが望ましい。またチアゾール類としては、ベンゾチアゾールやメルカプトベンゾチアゾールなどを挙げることができる。

これらトリアゾール類又はチアゾール類の添加により黄銅や銅などの銅系金属の腐食防止効果の改善が計られる。トリアゾール類の含有量としては０．０１〜１．０重量％の範囲が好ましく、チアゾール類の含有量としては０．０１〜１．０重量％の範囲が好ましい。

また、本発明に係る不凍液／冷却液組成物は、ｐＨが７．０〜８.５の範囲とすることが望ましい。ｐＨ値を調整するために水酸化カリウムなどで調整するとよい。

尚、本発明に係る不凍液／冷却液組成物には、上記成分のほかに消泡剤や着色剤、従来公知の腐食防止剤を含ませたりすることもできる。従来公知の腐食防止剤として、リン酸又はその塩、ケイ酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、ホウ酸塩、モリブテン酸塩、及びアミン塩のいずれか１種、若しくは２種以上の混合物を挙げることができる。

本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、「特許請求の範囲」に記載された範囲で自由に変更して実施することができる。

下記表１には、好ましい組成物の例として、エチレングリコールを基剤とし、この基剤中にトリフルオロメタンスルホン酸を含有させた実施例１、ナノフルオロブタンスルホン酸を含有させた実施例２、パーフルオロオクタンスルホン酸を含有させた実施例３をそれぞれ示した。また比較として、フルオロアルキルスルホン酸を含まず、デカンスルホン酸を含有した比較例１、トリフルオロメチル安息香酸を含むものを比較例２として示した。上記実施例１〜３、並びに比較例１，２の各サンプルにつき、金属腐食試験を行い、外観の変色の有無並びに各金属の質量変化を確認した。

金属腐食試験は、ＪＩＳＫ２２３４金属腐食性の規定に準拠して行った。

表２から明らかなように、比較例１、２の場合、アルミ鋳物の質量変化がそれぞれ−０．３１、−０．２７ｍｇ／ｃｍ^２であるのに対し、実施例１，２，３のアルミ鋳物の質量変化は、−０．０９、−０．０５、−０．０８ｍｇ／ｃｍ^２であり、トリフルオロアルキルスルホン酸がアルミ鋳物に対しての腐食を効果的に抑制していることが確認された。

また、アルミ鋳物試験片の外観を観測すると、比較例１、比較例２が両方とも黒変を起こしているのに対し、実施例１では、軽度の黒変、実施例２、３では、変色なしとなっており、トリフルオロアルキルスルホン酸がアルミに対して黒変防止効果を有していることが確認された。

本発明は、例えばエンジン等の内燃機関の冷却系統の金属部品に対して冷却液として好適に使用される。

Claims

基剤に、フルオロアルキルスルホン酸を含有してなるアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制不凍液／冷却液組成物。
フルオロアルキルスルホン酸を０．０１〜１０重量％の割合で含むことを特徴とする請求項１記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制不凍液／冷却液組成物。
フルオロアルキルスルホン酸は、トリフルオロメタンスルホン酸、テトラフルオロプロピルトリフルオロメタンスルホン酸、ヘキサフルオロイソプロピルトリフルオロメタンスルホン酸、ヘプタフルオロブチルトリフルオロメタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸、トリフルオロエチルノナフルオロブタンスルホン酸、パーフルオロオクタンスルホン酸、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸から選ばれるいずれか１種又は２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制不凍液／冷却液組成物。
前記基剤は、水、アルコール類、グリコール類、及びグリコールエーテル類の中から選ばれる１種若しくは２種以上の混合物からなることを特徴とする１から３のいずれかに記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の腐食抑制不凍液／冷却液組成物。