JP2013213265A

JP2013213265A - 防錆剤組成物及びこれを用いた防錆方法

Info

Publication number: JP2013213265A
Application number: JP2012084893A
Authority: JP
Inventors: Toshiichi Nabeshima; 敏一鍋島
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2013-10-17
Also published as: CN103361651A; TWI500740B; TW201341509A

Abstract

【課題】鉄系金属素材および非鉄系金属素材の双方に使用でき、防錆性、仕上がり性に優れる防錆剤組成物及びこれを用いた防錆方法を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で表される脂肪族カルボン酸と、下記一般式（２）で表される芳香族カルボン酸とを含有し、有機アルカリを用いてｐＨが５〜１０の範囲となるように調整してなるものとする。
Ｒ^１−（ＣＯＯＨ）ｎ（１）
但し、式（１）中、Ｒ^１は、アルキル基、アルケニル基又はアルカノール基である、炭素数１〜１７の、直鎖又は分岐の炭化水素基を示し、ｎは１〜３の数を示す。
Ｒ^２−（ＣＯＯＨ）ｎ（２）
但し、式（２）中、Ｒ^２は芳香族炭化水素基を示し、ｎは１〜３の数を示す。
【選択図】なし

Description

本発明は、水溶性の防錆剤組成物及びこれを用いた防錆方法に関する。

従来から水溶性防錆剤として種々のものが提案され、利用されており、例えばクロム酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩などの無機塩を用いたものが知られている。しかし、クロム酸塩は強い毒性が、亜硝酸塩は発がん性が、また、リン酸塩は河川や湖沼等の富栄養化が問題点として指摘される。そこで、上記のような無機塩を含有しない防錆剤が提案されている（例えば、特許文献１，２）。

しかしながら、上記特許文献１で提案されている組成物は、鉄のみを対象とする防錆剤であり、非鉄金属類では腐食を生じるため使用できない。また、上記特許文献２で提案されている組成物は、アルカリ金属を配合しており、非鉄金属類を腐食する可能性がある上に、防錆残渣が外観の仕上がり性や次工程に影響し、素材表面の残渣物が厳しく管理されている電子部品への使用には不向きである。

このように、低毒性で安全性が高く、鉄や非鉄系金属などの各種金属に優れた防錆力を発揮し、防錆剤残渣の影響も低い防錆剤はほとんど得られていないのが実状である。

特開平８−３７７２号公報特開２００４−２４４５９３号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、低毒性で安全性が高く、鉄系金属素材および非鉄系金属素材の双方に使用でき、防錆性、仕上がり性に優れる防錆剤組成物及びこれを用いた防錆方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、水溶性防錆剤組成物の必須成分として脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸と有機アルカリ成分を用いて、ｐＨが５〜１０の範囲となるように調整使用することで、鉄および非鉄金属素材などのあらゆる金属に使用でき、仕上がり性が良好で、かつ優れた防錆効果が得られることを見出し、その知見に基づき本発明の完成に至った。

すなわち本発明の防錆剤組成物は、上記の課題を解決するために、下記一般式（１）で表される脂肪族カルボン酸と、下記一般式（２）で表される芳香族カルボン酸とを含有し、有機アルカリを用いてｐＨが５〜１０の範囲となるように調整してなるものとする。

Ｒ^１−（ＣＯＯＨ）ｎ（１）
但し、式（１）中、Ｒ^１は、アルキル基、アルケニル基又はアルカノール基である、炭素数１〜１７の、直鎖又は分岐の炭化水素基を示し、ｎは１〜３の数を示す。

Ｒ^２−（ＣＯＯＨ）ｎ（２）
但し、式（２）中、Ｒ^２は芳香族炭化水素基を示し、ｎは１〜３の数を示す。

上記防錆剤組成物は、一般式（１）で表される脂肪族カルボン酸を０．０１〜３０質量％、一般式（２）で表される芳香族カルボン酸を０．０１〜３０質量％含有することが好ましい。

上記有機アルカリとしては、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、アルカノールアミン及びアルキルアミンからなる群から選択された１種又は２種以上を用いることができる。

本発明の防錆方法は、上記本発明の防錆剤組成物を水で２〜２００倍に希釈し、鉄系金属素材又は非鉄系金属素材に対して付与する工程を含むものとする。

本発明の防錆剤組成物は、安全性が高く、鉄系金属素材および非鉄系金属素材のいずれにも使用できる。また、表面保存、保護のための防錆皮膜を形成するため、防錆性に優れるのみならず、素材を腐食せず、仕上がり性にも優れるものとなる。

本発明で用いる一般式（１）で表される脂肪族カルボン酸の例としては、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、プロパン二酸、ブタン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ヘプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、クエン酸、グリコール酸、乳酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、フマル酸、マレイン酸などが挙げられる。中でも、Ｒ^１の炭素数が８〜１０の脂肪族カルボン酸は、素材表面に形成される皮膜が密になりやすく、防錆効果に優れることから好ましく、その具体例としては、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸が挙げられる。これら脂肪族カルボン酸は、１種単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。

また、本発明で用いる一般式（２）で表される芳香族カルボン酸の例としては、安息香酸、ｐ−トルイル酸、ｐ−エチル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸、キシリル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、サリチル酸、ケイ皮酸、トルイル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ヒドロキシ安息香酸、ジヒドロキシ安息香酸、トリヒドロキシ安息香酸などが挙げられる。中でも、Ｒ^２の炭素数が８〜１０の芳香族カルボン酸は、素材表面に形成される皮膜が密になりやすく、防錆効果に優れることから好ましく、その具体例としては、ｐ−エチル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル安息香酸が挙げられる。これら芳香族カルボン酸も、１種単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。

さらに、本発明で用いられるｐＨ調整用の有機アルカリの例としては、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、メチルエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、エチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、トリイソパノールアミンなどが挙げられる。中でも、防錆性に優れることから、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンが好ましい。これら有機アルカリも、１種単独で使用することもでき、２種以上を併用することもできる。

本発明の防錆剤組成物における各構成成分の配合割合としては、脂肪族カルボン酸の含有量は０．０１〜３０質量％が好ましく、より好ましくは０．１〜１５質量％である。０．０１質量％未満では十分な防錆性が発揮されにくく、３０質量％を超えると有効成分が溶解しにくく、防錆処理後の素材表面の仕上がり性が低下する。

芳香族カルボン酸の含有量は０．０１〜３０質量％が好ましく、より好ましくは０．１〜１５質量％である。０．０１質量％未満では十分な防錆性が発揮されにくく、３０質量％を超えると有効成分が溶解しにくく、防錆処理後の素材表面の仕上がり性が低下する。

有機アルカリの配合量は、組成物としてのｐＨが５〜１０になるように調整するので、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸の配合量により変化する。ｐＨが１０より高い場合、アルミや銅のような非鉄金属への影響が生じるようになる。ｐＨが５より低い場合、防錆性の低下や、洗浄液中にカルボン酸が析出するなどの問題が発生する。

また、本発明の防錆剤組成物には、本発明の目的から外れない範囲内で、公知の消泡剤、防腐剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤等を添加して使用することもできる。

消泡剤としては、シリコン系、高級アルコール系、ポリグリコール系、鉱物油系等、種々の公知のものを使用することができる。

また、本発明の目的から外れない範囲内であれば、公知の非イオン界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤を併用することもできる。

さらに、必要に応じて、ＫＯＨ、ＮａＯＨなどの無機アルカリを、単独で又は複数組み合わせて添加し、強アルカリ洗浄剤として使用することができる。

本発明の防錆方法においては、上記した本発明の防錆剤組成物を水で希釈した防錆液を、対象物である鉄系金属素材又は非鉄系金属素材に対して付与する。通常は２〜２００倍に希釈し、好ましくは５〜５０倍に希釈する。２倍未満では、防錆処理後の素材表面の仕上がり性が悪くなり、２００倍を超えると防錆性が劣る傾向が生じる。

防錆液の対象物への付与方法は特に限定されず、スプレーやハケ塗り等の各種塗布、浸漬、滴下等の公知の方法を目的に応じて使用することができる。

本発明が対象とする素材は、鋳物や鋼板などに代表される鉄系金属素材やアルミニウムや銅などに代表される非鉄金属素材であり、自動車工業、機械工業、金属工業、電気・電子工業、化学プラント・発電所などで用いられる金属部品、配管やタンク素材の防錆に利用することができる。

次に、本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、特に記載しない限り、配合比率等は質量基準（質量部、質量％）とする。

下記表１に示す配合に従い防錆剤組成物を調整し、以下の評価を行った。結果を表２に示す。

１．鉄に対する防錆性
各防錆剤組成物の水５０倍希釈品を作製し、防錆液とした。鋳鉄粉（ＦＣ２００）をシャーレに敷きつめ、この鋳鉄粉２ｇに対し、得られた防錆液２ｍｌを滴下し、室温下における２４時間での発錆状況を確認し、防錆性を以下の基準にて比較した。
◎：発錆なし
○：発錆５％未満
△：発錆５％以上〜２５％未満
×：発錆２５％以上

２．銅に対する腐食性
各防錆剤組成物の水５０倍希釈品を作製し、防錆液とした。銅板（Ｃ１０２０Ｐ）を得られた防錆液１００ｍｌに浸漬させ、密閉容器内にて４０℃で３日間放置した後、銅板の重量変化および銅板表面の腐食変化を確認し、腐食性を以下の基準にて比較した。
◎：重量変化なし（０．０１％未満）、かつ腐食なし
○：重量変化０．０１以上〜０．１０％未満、かつ腐食なし
△：重量変化０．１０％以上、しかし腐食なし
×：重量変化０．１０％以上、かつ腐食あり

３．アルミに対する腐食性
各防錆剤組成物の水５０倍希釈品を作製し、防錆液とした。アルミ板（Ａ１０５０Ｐ）を得られた防錆液１００ｍｌに浸漬させ、密閉容器内にて４０℃で３日間放置した後、アルミ板の重量変化およびアルミ板表面の腐食変化を確認し、腐食性を以下の基準にて比較した。
◎：重量変化なし（０．０１％未満）、かつ腐食なし
○：重量変化０．０１以上〜０．１０％未満、かつ腐食なし
△：重量変化０．１０％以上、しかし腐食なし
×：重量変化０．１０％以上、かつ腐食あり

４．ステンレスに対する仕上がり性
各防錆剤組成物の水５０倍希釈品を作製し、防錆液とした。ステンレス板（ＳＵＳ−３０４）を得られた防錆液１００ｍｌに３分間浸漬させ、ステンレス板材を引き上げ、エアーブローを行った後、８０℃の熱風乾燥を５分間行った。ステンレス板の表面を目視で確認し、仕上がり性を以下の基準にて比較した。
◎：シミなく、良好
○：僅かに油状のシミが発生したが、実用上問題なし
△：多量に油状のシミが発生し、不良
×：固形物の付着が生じた

本発明の防錆剤組成物は、水と接触する鉄および非鉄金属素材又はそれらの製品に使用される。具体的には、金属加工時や加工後、洗浄後の、保存、保護のための表面処理剤、化学プラントや発電所などの冷却水、加熱水、あるいは水圧試験水、車両用の冷却水や不凍液、発電システムの熱媒、タンクの水張り試験時の防錆剤、コンクリート用防錆剤などとして利用可能である。

Claims

下記一般式（１）で表される脂肪族カルボン酸と、下記一般式（２）で表される芳香族カルボン酸とを含有し、有機アルカリを用いてｐＨが５〜１０の範囲となるように調整してなる防錆剤組成物。
Ｒ^１−（ＣＯＯＨ）ｎ（１）
但し、式（１）中、Ｒ^１は、アルキル基、アルケニル基又はアルカノール基である、炭素数１〜１７の、直鎖又は分岐の炭化水素基を示し、ｎは１〜３の数を示す。
Ｒ^２−（ＣＯＯＨ）ｎ（２）
但し、式（２）中、Ｒ^２は芳香族炭化水素基を示し、ｎは１〜３の数を示す。
前記一般式（１）で表される脂肪族カルボン酸を０．０１〜３０質量％、前記一般式（２）で表される芳香族カルボン酸を０．０１〜３０質量％含有することを特徴とする、請求項１に記載の防錆剤組成物。
前記有機アルカリが、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、アルカノールアミン及びアルキルアミンからなる群から選択された１種又は２種以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の防錆剤組成物。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の防錆剤組成物を水で２〜２００倍に希釈し、鉄系金属素材又は非鉄系金属素材に対して付与する工程を含む防錆方法。