JP2014502310A - 腐食抑制組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2010年11月11日に出願された米国仮特許出願第61/412,706号の優先権を主張する。仮出願の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
腐食抑制剤の試験液の調製
腐食試験は、試験液中に浸漬させた鋼製クーポンを用いて、以下に記載のようにして行った。試験液は脱イオン水を用いて調製した。被抑制試験液では、腐食抑制剤を、乾燥重量に対して0.09%濃度となるように添加した。ヒドロキシカルボン酸塩/オキソ酸アニオン塩腐食抑制剤を、異なる適切なオキソ酸アニオン塩/ヒドロキシカルボン酸塩重量比で含む溶液を調製した。
腐食試験方法
腐食抑制剤としての化合物および化合物混合物を、米国防蝕技術協会(National Association of Corrosion Engineers)(NACE)Standard TM0169−95実験用浸漬試験の変形型を用いて水溶液中で評価した。各溶液の調製のため、および対照標準として蒸留水を使用した。各腐食抑制剤混合物の有効性は、蒸留水中および3%塩化ナトリウム(NaCl)溶液中の両方において測定した。腐食抑制を塩溶液中において測定する際は、蒸留水(300g)中3%のNaClの溶液を塩参照として使用した。各試験液は、腐食抑制剤(270mg)を300mLの蒸留水または3%NaCl溶液のいずれかに溶解させて0.09%抑制剤溶液を得ることにより調製した。次いで、抑制剤試験液のpHを5%水酸化ナトリウムの添加によって塩基性(pH9から10)にした。
水中でのヒドロキシカルボン酸塩とオキソ酸アニオン塩の混合物の腐食抑制
ヒドロキシカルボン酸塩とオキソ酸アニオン塩の混合物の有効性を蒸留水中において試験し、結果を、オキソ酸アニオン塩なしのヒドロキシカルボン酸塩と比較した(表1)。腐食抑制剤試験液は、ホウ酸とD−グルカル酸一カリウム(MKG)を用いて調製し、試験液のpHを水酸化ナトリウムで塩基性にした。ホウ酸ナトリウムは、ホウ酸を水酸化ナトリウムでpH9に中和することにより調製した。すべての場合において、試験液中の腐食抑制剤の総濃度は0.09%とした。
3%塩化ナトリウム中でのヒドロキシカルボン酸塩とオキソ酸アニオン塩の混合物の腐食抑制
ヒドロキシカルボン酸塩とオキソ酸アニオン塩の混合物の有効性を3%塩化ナトリウム中において試験し、結果を、オキソ酸アニオン塩なしのヒドロキシカルボン酸塩と比較した(表2)。腐食抑制剤試験液は、ホウ砂(ホウ酸ナトリウム)、モリブデン酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムまたはこの混合物をオキソ酸アニオン塩成分として用い、D−グルカル酸一カリウム(MKG)、グルカル酸亜鉛、グルコン酸ナトリウム、キシラル酸またはガラクタル酸をヒドロキシカルボン酸塩成分として用いて調製した。各場合において、試験液のpHを水酸化ナトリウムを用いて塩基性にし、試験液中の腐食抑制剤の総濃度は0.09%とした。
グルカル酸塩混合物1の調製
グルカル酸塩混合物1を、米国特許第7,692,041号明細書に記載のグルコースの硝酸酸化によって調製した。酸化混合物から硝酸を除去した後、有機酸生成物を水酸化ナトリウムを用いて中和し、グルカル酸塩混合物1を得た。グルカル酸塩混合物1中のグルカル酸、グルコン酸および酒石酸のナトリウム塩の量を表3に示す。
グルカル酸塩混合物2の調製
米国特許第7,692,041号明細書に記載のようにしてデキストロースを酸化させ、硝酸を分離した。得られた酸化生成物混合物を、水性水酸化カリウムを用いてpH3.5に中和すると析出物が生成した。この固形析出物を濾過によって単離し、濾液を水性水酸化ナトリウムを用いてpH9に中和し、グルカル酸塩混合物2を得た。グルカル酸塩混合物2中のグルカル酸、グルコン酸および酒石酸のナトリウム塩の量を表3に示す。
グルカル酸塩混合物3の調製
グルコン酸ナトリウム(0.27g)をグルカル酸塩混合物2(10.1g,20%w/w)に添加し、グルカル酸塩混合物3を得た。グルカル酸塩混合物3中のグルカル酸、グルコン酸および酒石酸のナトリウム塩の量を表3に示す。
多種類のヒドロキシカルボン酸塩とオキソ酸アニオン塩の混合物の腐食抑制
多種類のヒドロキシカルボン酸塩とオキソ酸アニオン塩の混合物の有効性を蒸留水中および3%塩化ナトリウム中において試験し、結果を、オキソ酸アニオン塩なしの多種類のヒドロキシカルボン酸塩の混合物と比較した(表3)。腐食抑制剤試験液は、ホウ砂(ホウ酸ナトリウム)またはアルミン酸ナトリウムのいずれかをオキソ酸アニオン塩成分として用い、グルカル酸塩混合物1から4(実施例5から7参照)をヒドロキシカルボン酸塩成分として用いて調製した。各場合において、試験液を水酸化ナトリウムで塩基性にし、試験液中の腐食抑制剤の総濃度は0.09%とした。
カルシウム封鎖能
種々の化合物および混合物のカルシウムキレート能を、確立された手順(Wilham,1971)によって測定した。簡単には、封鎖剤(乾燥重量にして1.0g)を脱イオン水に溶解させ、50mLまで希釈した。この溶液のpHを45%水性水酸化ナトリウムを用いて10に調整した後、2%水性シュウ酸ナトリウム(2mL)を添加した。試験液を1%水性酢酸カルシウムで、わずかに混濁するまで滴定した。1mLの1%酢酸カルシウムは6.32mgのCaCO3に相当する。封鎖試験の結果を表4に示す。表4の結果から、ヒドロキシカルボン酸塩単独は、封鎖剤1gあたりのCaCO3のmgの値が小さいことを考慮するとカルシウムに対して不充分な封鎖剤である;しかしながら、ホウ酸ナトリウムなどの適切なオキソ酸アニオン塩の添加により、封鎖能が大きく改善されることが明白である。
Claims (41)
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩およびオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩の混合物を含む金属用腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、グルカル酸の塩、キシラル酸の塩、ガラクタル酸の塩およびこの組合せを含む、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩がグルカル酸を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- グルカル酸の少なくとも1種類の塩が、グルカル酸二ナトリウム、グルカル酸カリウムナトリウム、グルカル酸二カリウム、グルカル酸亜鉛、グルカル酸二アンモニウム、およびこの組合せを含む、請求項3に記載の腐食抑制組成物。
- 約50重量%から約99重量%のヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩および約1重量%から約50重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- 約70重量%から約90重量%のヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩および約10重量%から約30重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- 約75重量%から約85重量%のヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩および約15重量%から約25重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- 約30重量%から約60重量%のグルカル酸の塩および約5重量%から約40重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項3に記載の腐食抑制組成物。
- 約40重量%から約50重量%のグルカル酸の塩および約15重量%から約25重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項8に記載の腐食抑制組成物。
- 約15重量%から約50重量%のグルカル酸の塩および約5重量%から約40重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項3に記載の腐食抑制組成物。
- 約28重量%から約36重量%のグルカル酸の塩および約15重量%から約25重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項10に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約30重量%から約75重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約0重量%から約20重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約0重量%から約10重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約0重量%から約10重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約0重量%から10重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約0重量%から10重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約40重量%から約60重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約5重量%から約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約3重量%から約9重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約5重量%から約10重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩 約5重量%から10重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約1重量%から5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、45重量%から約55重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約10重量%から約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約4重量%から約6重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約5重量%から約7重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約5重量%から7重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約3重量%から5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約50重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約4重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約6重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約6重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約30重量%から約75重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約0重量%から約20重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約0重量%から約10重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約0重量%から約10重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約0重量%から10重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約0重量%から10重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約40重量%から約60重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約5重量%から約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約3重量%から約9重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約5重量%から約10重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩 約5重量%から10重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約1重量%から5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約45重量%から約55重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約10重量%から約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約4重量%から約6重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約5重量%から約7重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約5重量%から7重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約3重量%から5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、50重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約4重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約6重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約6重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩がキシラル酸を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- キシラル酸の少なくとも1種類の塩が、キシラル酸二ナトリウム、キシラル酸カリウムナトリウム、キシラル酸二カリウム、キシラル酸亜鉛、キシラル酸二アンモニウムおよびこの組合せを含む、請求項20に記載の腐食抑制組成物。
- 約15重量%から約50重量%のキシラル酸塩と約5重量%から約40重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項20に記載の腐食抑制組成物。
- 約20重量%から約45重量%のキシラル酸の塩および約10重量%から約30重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項22に記載の腐食抑制組成物。
- 約25重量%から約40重量%のキシラル酸の塩および約15重量%から約25重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項23に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩がガラクタル酸を含む、請求項2に記載の腐食抑制組成物。
- ガラクタル酸の少なくとも1種類の塩が、ガラクタル酸二カリウム、ガラクタル酸二ナトリウム、ガラクタル酸カリウムナトリウム、ガラクタル酸亜鉛、ガラクタル酸二アンモニウムおよびこの組合せを含む、請求項26に記載の腐食抑制組成物。
- 約15重量%から約50重量%のガラクタル酸の塩および約5重量%から約40重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項26に記載の腐食抑制組成物。
- 約30重量%から約60重量%のガラクタル酸の塩および約10重量%から約30重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項23に記載の腐食抑制組成物。
- 約40重量%から約50重量%のガラクタル酸の塩および約15重量%から約25重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩を含むものである、請求項24に記載の腐食抑制組成物。
- オキソ酸アニオンの塩が、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸カリウム、オクタホウ酸二ナトリウム、メタホウ酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、スズ酸ナトリウム、スズ酸カリウム、ゲルマニウム酸ナトリウム、ゲルマニウム酸カリウム、亜アンチモン酸ナトリウム、亜アンチモン酸カリウム、およびこの組合せである、請求項1に記載の腐食抑制組成物。
- 約75重量%から約85重量%のヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩および約15重量%から約25重量%のオキソ酸アニオンの少なくとも1種類の塩の混合物を含む金属用腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が約40重量%から約50重量%のグルカル酸の塩を含む、請求項23に記載の腐食抑制組成物。
- グルカルの酸塩が、グルカル酸二ナトリウム、グルカル酸カリウムナトリウム、グルカル酸二カリウム、グルカル酸亜鉛、グルカル酸二アンモニウムおよびこの組合せを含む、請求項24に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が約25重量%から約40重量%のキシラル酸の塩を含む、請求項23に記載の腐食抑制組成物。
- キシラル酸の塩が、キシラル酸二ナトリウム、キシラル酸カリウムナトリウム、キシラル酸二カリウム、キシラル酸亜鉛、キシラル酸二アンモニウムおよびこの組合せを含む、請求項26に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が約40重量%から約50重量%のガラクタル酸の塩を含む、請求項23に記載の腐食抑制組成物。
- キシラル酸の塩が、ガラクタル酸二カリウム、ガラクタル酸二ナトリウム、ガラクタル酸カリウムナトリウム、ガラクタル酸亜鉛、ガラクタル酸二アンモニウムおよびこの組合せを含む、請求項28に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約30重量%から約75重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約0重量%から約20重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約0重量%から約10重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約0重量%から約10重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約0重量%から10重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約0重量%から10重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項31に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約40重量%から約60重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約5重量%から約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約3重量%から約9重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約5重量%から約10重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩 約5重量%から10重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約1重量%から5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項31に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約45重量%から約55重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約10重量%から約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約4重量%から約6重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約5重量%から約7重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約5重量%から7重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約3重量%から5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項31に記載の腐食抑制組成物。
- ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1種類の塩が、約50重量%の少なくとも1種類のグルカル酸塩、約15重量%の少なくとも1種類のグルコン酸塩、約4重量%の少なくとも1種類の5−ケト−グルコン酸塩、約6重量%の少なくとも1種類の酒石酸塩、約6重量%の少なくとも1種類のタルトロン酸塩、および約5重量%の少なくとも1種類のグリコール酸塩を含む、請求項31に記載の腐食抑制組成物。
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