JPH0420440B2 - - Google Patents

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JPH0420440B2
JPH0420440B2 JP59041212A JP4121284A JPH0420440B2 JP H0420440 B2 JPH0420440 B2 JP H0420440B2 JP 59041212 A JP59041212 A JP 59041212A JP 4121284 A JP4121284 A JP 4121284A JP H0420440 B2 JPH0420440 B2 JP H0420440B2
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JP
Japan
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aqueous
water
metal
corrosion
metal surface
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JP59041212A
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Japanese (ja)
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JPS59173277A (en
Inventor
Kutsuku Barii
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Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は金属表面の腐蝕および/または金属表
面上のスケール沈積を抑制する方法に関する。 イギリス国特許出願第2112370A号において、
本出願人は、水性系をそれに接触している金属、
特に鉄系金属の腐蝕を抑制するためにおよび/ま
たは水性系からのスケール沈積を抑制するために
処理する方法であつて、 水性系に次式: で表わされる2−ヒドロキシ−ホスホノ酢酸また
はその水溶性塩0.1ないし50000ppmを添加するこ
とからなる方法を記載してクレームとした。 本発明者は、いま、ある種の2−アミノ−ホス
ホノ酢酸化合物を、金属表面と接触した水性系に
添加したとき、また腐蝕またはスケーリング環境
と接触する前に金属表面に前処理として使用した
とき、該化合物が腐蝕抑制剤および/またはスケ
ール沈積抑制剤として効果的であることを見い出
した。 したがつて、本発明は、 金属表面特に鉄、銅(またはそれらの合金)表
面の腐蝕を抑制するためにおよび/または金属表
面上へのスケール沈積を抑制するために金属表面
を状態調節する方法であつて、 前記金属表面を、 A) 腐蝕またはスケーリング環境と接触する前
において、 ) 次式: 〔式中、 R1およびR2は同一または異なつてそれぞ
れ水素原子、炭素原子数1ないし12の直鎖ま
たは分枝鎖アルキル基であつて随意に1また
はそれ以上のヒドロキシおよび/またはカル
ボキシル基で置換されたものおよび/または
随意に1またはそれ以上の酸素原子で中断さ
れたもの、炭素原子数3ないし12の直鎖また
は分枝鎖アルケニル基、炭素原子数7ないし
15のアルアルキル基または−CH2PO3H2
表わすか、または R1およびR2は、それらがそれぞれ結合し
ている窒素原子とともに、随意に置換された
複素環式環を形成してもよく、 R3は水素原子、炭素原子数1ないし12の
直鎖または分枝鎖アルキル基または随意に置
換された炭素原子数6ないし10のアリール基
を表わし、そして R4は炭素原子数1ないし4のアルキル基、
または好ましくは水素原子を表わす。〕 で表わされる化合物またはその水溶性塩(ま
たは部分エステルもしくは塩);および随意
に ) 金属イオン成分であつて、前記式の化
合物および該金属イオンによつて個々に機能
する状態調節作用を相乗的に高めるもので
b)、 で処理し、および/または B) 金属表面を腐蝕させ得るまたは金属表面上
へスケールを沈積させ得る水性系と接触してい
る間において、 a) 前記式の化合物またはその水溶性塩
(または部分塩);および随意に b) 前記)において定義した金属イオン、
で処理してなる、前記金属表面を状態調節す
る方法を提供するものである。 処理AおよびBは処理すべき金属表面を陰極分
極させることによつて、たとえば慣用の接触圧流
れ技術(たとえばChapter11,“Corrosion”,L.
L.Sheir,Newnes−Butterworth 1976)によつ
て有利に適用され得る。 炭素原子数1ないし12の直鎖または分枝鎖アル
キル基(随意にヒドロキシまたはカルボキシ置換
されたもの)としてのR1および/またはR2の例
としてはメチル、エチル、n−プロピル、イソプ
ロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、
n−ペンチル、n−ヘキシル、n−オクチル、n
−ノニル、n−デシル、n−ウンデシルおよびn
−ドデシル基;2−ヒドロキシエチル、2−ヒド
ロキシプロピル、2−ヒドロキシブチル、および
2,3−ジヒドロキシプロピル基:およびカルボ
キシメチル、2−カルボキシエチル、2−カルボ
キシプロピル、3−カルボキシブチルおよび1,
2−ジカルボキシエチル基を包含する。 炭素原子数3ないし12の直鎖または分枝鎖アル
ケニル基としてのR1および/またはR2の例とし
てはプロペ−2−エニル、n−ブテ−2−エニ
ル、2−メチル−プロペ−2−エニル、n−ペン
テ−2−エニル、n−ヘキセ−2−エニル、n−
ヘキサ−2,4−ジエニル、n−デセ−10−エニ
ルおよびn−ドデセ−12−エニルを包含する。 炭素原子数7ないし15のアルアルキル基R1
よび/またはR2としてはベンジル、α−メチル
ベンジル、α,α−ジメチル−ベンジル、α−お
よびβ−フエニルエチル、ベンズヒドリル、また
はナフチルメチル基を包含する。 R1およびR2が、それらがそれぞれ結合してい
る窒素原子とともに、随意に置換された複素環式
環を形成するとき、これらはたとえばピロリド
ン、ビベリジン、モルホリンまたは2,5−ジメ
チルモルホリン環であつてもよい。 炭素原子1数ないし4の直鎖または分枝鎖アル
キル基R3としてはたとえばメチル、エチル、n
−プロピル、イソプロピル、n−ブチルまたはt
−ブチル基であり;そして随意に置換された炭素
原子数6ないし10のアリール基R3はフエニル、
トリル、、キシリル、タミル、ブチルフエニルお
よびナフチル基を包含する。 式の好ましい化合物はR1およびR2が水素原
子または炭素原子数1ないし4のアルキル基を表
わし、R3が水素原子を表わしそしてR4が水素原
子を表わすものである。 式の化合物の水溶性塩または部分塩はたとえ
ばリチウム、ナトリウムおよびカリウム塩のよう
なアルカリ金属塩;カルシウム、マグネシウム、
ストロンチウムおよびバリウムのようなアルカリ
土類金属塩;コバルト、鉄、亜鉛、クロム、ニツ
ケル、マンガン、カドミウムおよびセリウム
()イオンのような他の金属イオン;アンモニ
ア;および炭素原子数1ないし20のアルキルアミ
ン塩(随意に1ないし6個のヒドロキシ基で置換
されたもの)たとえばメチルアミン、エチルアミ
ン、n−プロピルアミン、トリメチルアミン、ト
リエチルアミン、n−ブチルアミン、n−ヘキシ
ルアミン、オクチルアミン、エタノールアミンお
よびトリエタノールアミンの塩である。 式の化合物の多くは新規である。しかしなが
ら、式においてR1,R2,R3およびR4がいずれ
も水素原子を表わす化合物は日産化学工業株式会
社によつて日本国特許第5408027号に記載されて
いる。 式の化合物はたとえば下記反応経路で概要を
示す方法によつて製造することができる。 この場合、R1,R2およびR3は前記意味を表わ
し、R4は水素原子またはアルキル基を表わし、
そしてR5およびR6は同一または異なつてそれぞ
れ水素原子、アルキル基、アリール基またはアル
アルキル基を表わす。随意に行なわれる慣用の加
水分解技術は、各種中間体エステルとして、R4
R5およびR6が水素原子以外のものを表わすとき、
適用される。必要な各種触媒は鉱酸たとえば
HCl、有機酸またはルイス酸たとえばAlCl3
ZnCl2またはBF3であり得る。 この種の慣用技術はD.RedmoreによつてJ.Org.
Chem、43992(1987)に記載されている: この場合、R3,R4,R5およびR6は前記意味を
表わし、そしてR7は水素原子、アルキル基、ア
ルアルキル基またはアリール基を表わす。 この技術はOleksyszynおよびGruszeekaによ
つてTetrahedron Letters 36,3537(1981)に
記載されている。 この場合R1,R2およびR3は前記意味を表わす。 カルボニル反応体としてホルムアルデヒドを使
用して予備反応にのみ利用される、この方法は、
実質的にMoedritzerおよびIraniによつてJ.Org.
Chem.31,1603(1966)に記載されている: この場合、R4は前記意味を表わし、R8はHま
たは炭素原子数1ないし4のアルキル基を表わ
し、そしてXはClまたはBrを表わす。適する塩
基は水酸化ナトリウムもしくはカリウムまたはト
リエチレンアミンのような第三アミンである。 5) 式においてRおよび/またはR2が−
CH2PO3H2(ホスホノメチレン)を表わす化合物
は、MoedritzerおよびIraniによつてJ.Org.
Chem.31,1603(1966)に記載されているように、
式においてR1およびR2がそれぞれ水素原子を
表わす化合物をホルムアルデヒドおよび亜燐酸と
反応させることによつて製造してもよい。 項目(A)で行なわれる処理に関して、処理すべき
金属表面を、たとえば式の化合物(またはその
水溶性塩)の水溶液と、随意に金属イオン成分特
に式の化合物と組合せたとき腐蝕抑制および/
またはスケール抑制について相乗効果を得る金属
イオンb)と組合せて、接触させてよい。 接触圧流れ技術の好ましい施用態様でなされる
処理A)の幾つかの典型的な用途としては、腐蝕
雰囲気たとえば大気にさらされる金属表面の一時
的保護;後に塗装される金属表面の前処理;ホス
フエート化金属表面をシールするための共処理;
および式の化合物(またはその塩)および随意
に金属イオン成分b)を含有するペイントを配合
し、次いで該ペイントを状態調節すべき金属表面
に、たとえば噴霧、はけ塗り、浸漬、または陰極
電着によつて施用すること;を包含する。 処理A)の典型的な用途の各場合において、金
属表面たとえばホスフエート化軟鋼表面を、随意
に金属イオン成分b)を含有する、式の化合物
(またはその水溶性塩)の溶液に浸漬するか、ま
たは該溶液を前記ホスフエート化金属表面に塗装
もしくは噴霧し得る。 項目A)またはB)としての本発明による処理
において、金属イオン成分は独立した金属塩とし
てもしくは式の化合物の予備形成塩として、ま
たは両者の組合せとして、使用し得る。 適する金属イオン成分bとしては、たとえばコ
バルト、鉄、バリウム、カルシウム、亜鉛、クロ
ム、ニツケル、ストロンチウム、マンガン、カド
ミウム、セリウム()およびマグネシウムイオ
ンを包含する。これらの金属イオンの幾つか、た
とえばカルシウムおよびバリウムは、それ自体で
は腐蝕抑制またはスケール制御を付与しないもの
である。 本発明の状態調節方法にて使用される腐蝕およ
び/またはスケール抑制組成物について用いられ
る、式の化合物(その水溶性塩)と金属イオン
成分b)との比は、たとえば100:1ないし1:
100、さらに好ましくは10:1ないし1:10重量
部の広範囲にて変更し得る。 実際上、たとえば添加すべき組成物を金属表面
に接触する水性系に添加することによつて金属表
面を処理するために使用する、式の化合物およ
び金属イオンからなる粗成物の量は、組成物が果
たすべき保護機能に依存して変化されるべきであ
る。随意にスケール抑制処理と組合わされる、腐
蝕抑制保護処理のためには、水性系に添加される
組成物の量は、水性系に基づいて0.1ないし
50000ppm(または0.00001ないし5重量%)好ま
しくは1ないし500ppm(または0.0001ないし0.5
重量%)の範囲が都合良い。抗スケールのみが目
的である場合、組成物の使用量は水性系に基づい
て1ないし200ppm好ましくは1ないし30ppmが
都合良い。 本発明によつて処理される水性系、特に腐蝕抑
制おけるスケール防止の組合せ処理において重要
なものは、冷却水系、蒸気発生系、海水蒸発器、
静水かま、ガス洗浄系、閉回路加熱系、水性冷却
系および立上り井戸系であり、;腐蝕抑制処理の
みの場合、特に重要な水性系としては水性機械加
工流体配合物(たとえばボーリング、ミリング、
リーマー仕上、ブローチング、延伸、スピニン
グ、旋削、切削、のこ引き、研削およびねじ切削
加工用、または延伸もしくは圧延における非切削
造形加工用)、水性精練系、水性グリコール凍結
防止系を含むエンジンクーラント、水/グリコー
ル圧媒液;および水性ポリマー表面塗装系または
溶媒性ポリマー系たとえばテトラヒドロフラン、
ケトンまたはアルコキシアルカノールを含有する
もの;を包含する。 本発明によつて使用される相乗抑制剤組成物は
単独でまたは水性系の処理において有用な他の公
知化合物と一緒に使用し得る。 完全な水性である系、たとえば冷却水系、空気
調節系、蒸気発生系、海水蒸発系、静水かま、お
よび閉回路加熱または冷却系の処理において、他
の腐蝕抑制剤としては、たとえば、水溶性亜鉛
塩;ホスフエート;ポリホスフエート;ホスホン
酸およびその塩、たとえばアセトジホスホン酸、
ニトリロトリスメチレンホスホン酸およびメチル
アミノジメチレンホスホン酸;2−ヒドロキシ−
ホスホノ酢酸または他のホスホノカルボン酸およ
びその塩、たとえばドイツ特許公開第2632774号
に記載されたもの、2−ホスホノブタン−1,
2,4−トリカルボン酸および英国特許第
1572406号に開示されたもの;クロメート、たと
えば、クロム酸ナトリウム;ニトレート、たとえ
ば硝酸ナトリウム;ニトリツト;たとえば亜硝酸
ナトリウム;モリブデート、たとえばモリブデン
酸ナトリウム;シリケート、たとえば珪酸ナトリ
ウム;ベンゾトリアゾール、ビス−ベンゾトリア
ゾールまたは銅奪活化ベンゾトリアゾールまたは
トリトリアゾール誘導体またはそのマンニツヒ塩
基誘導体;N−アシルサルコシン;N−アシルア
ミノジ酢酸;エタノールアミン;脂肪族アミン;
およびポリカルボン酸、たとえばポリマレイン酸
およびポリアクリル酸、ならびにこれらのアルカ
リ金属塩、マレイン酸無水物のコポリマー、アク
リル酸のコポリマー、およびポリマレイン酸、ポ
リアクリル酸およびそれらのコポリマーの置換誘
導体;のようなものを使用し得る。 さらに、この完全な水性系において、本発明に
よつて使用される抑制剤は、他の分散剤および/
または限界処理剤、たとえば重合性アクリル酸
(またはその塩)、ホスフイノーポリカルボン酸
(英国特許第1458235号に記載されそしてクレーム
されたようなもの)、加水分解されたポリアクリ
ロニトリル、重合性メタクリル酸およびその塩、
ポリアクリルアミドおよびそのアクリルおよびメ
タクリル酸とのコポリマー、リグニンスルホン酸
およびその塩、タンニン、ナフタレンスルホン
酸/ホルムアルデヒド縮合生成物、スターチおよ
びその誘導体、セルロース、アクリル酸/低級ア
ルキルヒドロキシアクリレートコポリマーたとえ
ばアメリカ合衆国特許明細書第4029577号に記載
されたもの、スルホン化スチレン/マレイン酸無
水物コポリマー、スチレン/マレイン酸無水物コ
ポリマーおよびスルホン化スチレンホモポリマー
たとえばアメリカ合衆国特許明細書第4374733号
に記載されたものおよびその組合せ、と一緒に使
用してもよい。たとえば、2−ホスホノブタン−
1,2,4−トリカルボン酸、アセトジホスホン
酸、加水分解されたポリマレイン酸無水物および
その塩、アルキルホスホン酸、1−アミノアルキ
ル−1,1−ジホスホン酸およびその塩、および
アルカリ金属ポリホスフエートのような、特殊な
限界処理剤を、使用してもよい。 アルカリ金属オルト−ホスフエートおよびカル
ボネートのような沈殿剤:アルカリ金属スルフイ
ツトおよびヒドラジンのような酸素脱除剤;ニト
リロトリ酢酸およびその塩のような金属イオン封
鎖剤;シリコーンのような消泡剤、たとえばポリ
ジメチルシロキサン、ジステアリルセバクアミ
ド、ジステアリルセバクアミド、ジステアリルア
ジプアミドおよびエチレンオキシドおよび/また
はプロピレンオキシド縮合から誘導される関連生
成物、さらにカプリルアルコールおよびそのエチ
レンオキシド縮合物のような脂肪アルコール;お
よび殺生剤、たとえばアミン、第四級アンモニウ
ム化合物、クロロフエノール、スルホンのような
硫黄含有化合物、メチレンビスチオシアネートお
よびカルバメート、イソチアゾロン、臭素化プロ
ピオンアミド、トリアジン、ホスホニウム化合
物、塩素および塩素放出剤およびトリブチル錫オ
キシドのような有機金属化合物を使用してもよ
い。 本発明方法によつて処理すべき系が完全な水性
でない、たとえば水性機械加工流体配合物である
場合、それはたとえば水で希釈され得る切削また
は研削流体であり得る。 本発明の水性機械加工流体配合物は、たとえば
金属加工配合物であつてもよい。「金属加工」と
いう語は、「リーマ加工、ブローチング、延伸、
スピニング、切削、研削、穿孔、微粉砕、旋削、
のこ引き、非切削造形または圧延」を意味する。
腐蝕抑制組成物を含浸させてもよい、水で希釈さ
れ得る切削または研削流体の例としては下記のも
のを包含する: a) 本発明による1種以上の腐蝕抑制剤、およ
び所望により1種以上の耐摩耗性添加剤からな
り、通常摩砕流体として1:50ないし1:100
の希釈度で使用される水性濃厚物; b) 殺生物剤、本発明による腐蝕抑制剤および
耐摩耗性添加剤を含有し、切削操作用として
1:20ないし1:40の希釈度で、また摩砕用と
して1:60ないし1:80の希釈度で使用される
ポリグリコール; c) 上記b)と類似する流体であつて、さら
に、水で希釈すると半透明な生成物となる、充
分な乳化剤を伴なつた10ないし23%油を含有す
る半合成切削用流体: d) たとえば乳化剤、本発明による腐蝕抑制剤
高圧/耐摩耗性添加剤、殺生物剤、消泡剤、カ
ツプリング剤などを含有する乳化性鉱油濃厚
物。これらは通常、水により1:10ないし1:
50の割合で希釈されて不透明な白色エマルジヨ
ンとされる。 e) 上記d)に類似する生成物であつて、1:
50ないし1:100の範囲の希釈度で切削または
摩砕操作用の透明なエマルジヨンとされる、上
記d)の流体に比してより少ない油およびより
多い乳化剤を含有する生成物。 水性系成分が水性機械加工流体配合物である、
これらの部分的水性系において、本発明の抑制剤
は、単独で、または他の添加剤たとえば公知の他
の腐蝕抑制剤および/または極圧添加剤と混合し
て使用し得る。 これらの水性系において本発明に係る抑制剤組
成物とともに使用され得る他の腐蝕抑制剤の例と
しては、下記群を包含する: a) 有機酸、そのエステルまたはアンモニウ
ム、アミン、アルカノールアミンおよび金属
塩、たとえば、安息香酸、P−第三ブチル安息
香酸、セバシン酸二ナトリウム、ラウリン酸ト
リエタノールアミン、イソーノナン酸、(p−
トルエンスルホンアミド カプロン酸のトリエ
タノールアミン塩、ベンゼンスルホンアミドカ
プロン酸のトリエタノールアミン塩、欧洲特許
出願第41927号に記載された5−ケトカルボン
酸誘導体のトリエタノールアミン塩、N−ラウ
ロイルサルコシン酸ナトリウムまたはノニルフ
エノキシ酢酸; b) 下記種類のような窒素含有物質:脂肪酸ア
ルカノールアミド;イミダゾリン、たとえば1
−ヒドロキシ−エチル−2−オレイル−イミダ
ゾリン;オキサゾリン;トリアゾール、たとえ
ばベンゾトリアゾール;またはそれらのマンニ
ツヒ塩基誘導体;トリエタノールアミン、脂肪
アミン;および無機塩、たとえば硝酸ナトリウ
ム; c) 下記種類のような燐含有物質:燐酸アミ
ン、ホスホン酸または無機塩、たとえば燐酸水
素ナトリウムまたは燐酸亜鉛; d) 下記種類のような硫黄含有化含物:石油ス
ルホン酸ナトリウム、カルシウムもしくはバリ
ウム、または複素環式化合物、たとえばナトリ
ウムメルカプトベンゾチアゾール。 窒素含有物質、特にトリエタノールアミンが好
ましい。 本発明によつて処理される系に存在させ得る極
圧添加剤の例としては、硫黄および/または燐お
よび/またはハロゲン含有物質、たとえば硫黄化
マツコウ油、硫黄化脂肪、リン酸トリトリル、塩
素化パラフインまたはエトキシル化燐酸エステル
を包含する。 トリエタノールアミンを本発明によつて処理さ
れる水性系に存在させる場合、抑制剤組成物とト
リエタノールアミンとの比が2:1ないし1:20
となるような量で存在させることが好ましい。 本発明方法によつて処理される部分的水性系は
水性表面塗布組成物、たとえば金属基質用のエマ
ルジヨンペイントおよび水性粉末塗料であり得
る。 水性表面塗装組成物は、金属基質を塗装するた
めの、たとえばスチレン−アクリルコポリマーエ
マルジヨンペイントのようなペイント、樹脂、ラ
テツクス、または他の水性ポリマ表面塗装系であ
る。本発明により使用される抑制剤組成物は表面
塗装の旋用中における金属基質の流出錆(flash
rusting)を防止するために、そして塗装された
金属の使用中におけるその後の腐蝕を防止するた
めに利用され得る。 本発明方法によつて処理される水性表面塗装組
成物において、抑制剤組成物は単独で、または他
の添加剤たとえば公知の腐蝕抑制剤、殺生剤、乳
化剤および/または顔料と混合した使用され得
る。 使用され得る他の公知腐蝕抑制剤は、たとえば
前述した類a)、b)、c)およびd)のものであ
る。 式の化合物とともに、これらの水性系に使用
され得る殺生剤の例としては、下記のものを包含
する: フエノール、ならびにアルキル−およびハロゲ
ン化フエノール、たとえばペンタクロロフエノー
ル、o−フエニルフエノール、o−フエノキシフ
エノールおよび塩素化o−フエノキシフエノー
ル;サリチルアニリド;ジアミン;トリアジン;
および有機金属化合物、たとえば有機水銀化合物
および有機錫化合物。 式の化合物とともに、これらの水性系に使用
され得る顔料の例としては、二酸チタン、クロム
酸亜鉛、酸化鉄およびフタロシアニンのような有
機顔料を包含する。 下記実施例によつて本発明をさらに詳述する。 実施例 1 ジエチルアミン塩酸塩16.3重量部、オルト亜燐
酸16.6重量部およびグリオキシル酸(50%水溶
液)29.6重量部を18%塩酸50容量部の中に含有し
てなる溶液を18時間還流加熱する。次いで、揮発
性物質を減圧蒸留によつて除去し、残留油をアセ
トンですり砕いて不純物を除去する。この結果、
下記重量分析値を有する2−ジエチルアミノホス
ホン酢酸塩酸塩一水化物28重量部を得る: 実測値:P11.54%; 計算値(C6H12NO5P.HCl.H2O):P11.67%さら
に、31P−nmrスペクトルにおいて(水中)H3PO4
よりも15.8ppmダウンフイールドのシグナル(JP
−CH=18Hz)を認める。 実施例 2 アセトアミド11.8重量部およびオルト亜燐酸
16.4重量%を無水酢酸40容量部の中に含有してな
る溶液を撹拌しながら45℃に加熱する。この溶液
に、グリオキシル酸水化物22.2重量部を15分かけ
て、数回に分けて、添加する。反応温度は添加中
に80℃まで上昇し、同温を外部加熱によつてさら
に3時間維持する。無水酢酸を減圧下にて留去
し、粘性残留物を濃塩酸100容量部の中に溶解さ
せる溶液を4時間還流加熱し、次いで蒸発乾固さ
せると褐色の結晶固体を得、該固体を60%水性メ
タノール600容量部中に溶解させ、続いて酸化プ
ロピレンを添加すると、195℃で分解を伴なつて
融解し、かつ下記重量元素分析値を有する2−ア
ミノホスホノ酢酸−水化物9.3重量部を得る: 実測値:C13.92;H4.57; N7.97;P17.79% 計算値(C2H6NO3P.H2O): C13.88;H4.66N8.10;P17.90% 実施例 3 グリオキシル酸水化物9.2重量部、モルホリン
8.7重量部およびオルト亜燐酸8.2重量部を18%塩
酸100容量部の中に含有してなる溶液を実施例1
と同様な手順で処理すると、2−N−モルホリノ
ホスホノ酢酸24.5重量部を得る。31P−nmrスペク
トル(水中)においてH3PO4よりも13.8ppmダウ
ンフイルドのシグナル(Jp−CH=18Hz)を認め
る。 実施例 4 実施例1と同様の手順で、サルコシン8.9重量
部およびオルト亜燐酸8.2重量部を18%塩酸100重
量部の中に含有してなる溶液を反応させ、蒸発さ
せることによつて、31P−nmrスペクトルにおいて
水中にてH3PO4よりも13.3ppmダウンフイールド
のシグナル(Jp−CH=18Hz)を有する薄黄色の
無定形固体として2−(N−メチル−N−カルボ
キシメチルアミノ)ホスホノ酢酸塩酸塩25.8重量
部を得る。 実施例 5 2−アミノホスホノ酢酸7.8重量部、P−ホル
ムアルデヒド4.5重量部およびオルト亜燐酸8.2重
量部を濃酸塩40容量部の中に含有してなる溶液を
8時間還流加熱する。溶媒を90℃/12mmHgでの
減圧蒸留によつて除去すると、31P−nmrスペクト
ルが2−(N,N−ビスホスホノメチレンアミノ)
ホスホノ酢酸の構造に合致して、H3PO4に対し
て9.7ppmダウンフイールド(三重項J=13Hz)
および14.6ppmダウンフイールド(二重項J=18
Hz)の二つのピークを有する暗赤色の粘性油16.2
重量部を得る。 実施例 6 式の活性化合物の腐蝕抑制剤活性を、次のよ
うに配合される標準腐蝕水: CaSO4・2H2O 20g MgSO4・7H2O 15g NaHCO3 4.6g CaCl2・6H2O 7.7g 蒸留水 205 を用いて、アエレイテイド・ソリユーシヨン・ボ
ルト試験(Aerated Solution Bottle Test)に
よる下記手順で立証する。 軽石でスクラピングした軟鋼片(5cm2×2.5cm)
を塩酸中に1分間浸漬し、次いで水洗し、乾燥
し、そして秤量する。 所望割合の添加組成物を標準腐蝕水200ml中に
溶解させる。二つの軟鋼片を溶液中にて吊下げ、
全体を温度調節器の密閉ボルト中にて40℃で保管
する。保管期間中、エアを500ml/分で溶液の中
に通す。この場合、エアの通路は軟鋼片から遮蔽
し;蒸発の減水分は追加蒸留水で補償される。 64時間後、軟鋼片を取出し、軽石なしでスクラ
ビングし、ヘキサミン1重量%で抑制された塩酸
中に1分間浸漬し、次いで水洗し、乾燥し、そし
て再秤量する。一定の重量損失が生じるであろ
う。空試験すなわちいかなる潜在的腐蝕抑制剤も
存在させない試験水中における軟鋼片の浸漬を、
一連の各試験について行なう。腐蝕率を損失重量
ミリグラム/平方デシメータ/日(以下、m.d.d.
いう。)で算出するが、便宜上、結果を下記のよ
うに定義した保護パーセントとして示す: 保護%=空試験における腐蝕率(m.d.d.)−実施例にお
ける腐蝕率(m.d.d.)/空試験における腐蝕率(m.d.d.
)×100 腐蝕抑制剤として式の化合物を使用してなる
一連の試験にて得られた結果を表に示す。
The present invention relates to a method for inhibiting corrosion of metal surfaces and/or scale deposition on metal surfaces. In UK Patent Application No. 2112370A:
Applicants describe an aqueous system as having metals in contact with it,
In particular, a method of treating iron-based metals to inhibit corrosion and/or scale deposition from an aqueous system, the method comprising: A method comprising adding 0.1 to 50,000 ppm of 2-hydroxy-phosphonoacetic acid or a water-soluble salt thereof represented by is described and claimed. The inventors have now discovered that certain 2-amino-phosphonoacetic acid compounds can be added to aqueous systems in contact with metal surfaces and used as pre-treatments on metal surfaces prior to contact with corrosive or scaling environments. , found that the compounds are effective as corrosion inhibitors and/or scale deposition inhibitors. The present invention therefore provides a method for conditioning metal surfaces to inhibit corrosion of metal surfaces, particularly iron, copper (or alloys thereof) and/or to inhibit scale deposition on metal surfaces. A) before contacting the metal surface with a corrosive or scaling environment: [In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and optionally one or more hydroxy and/or carboxyl groups. C 3 -C 12 straight-chain or branched alkenyl radicals, substituted and/or optionally interrupted with one or more oxygen atoms, C 7 -C
15 aralkyl group or -CH 2 PO 3 H 2 or R 1 and R 2 together with the nitrogen atom to which they are each attached form an optionally substituted heterocyclic ring Often R 3 represents a hydrogen atom, a C 1 -C 12 straight-chain or branched alkyl group or an optionally substituted C 6 -C 10 aryl group, and R 4 represents a C 6 -C 10 aryl group; 4 alkyl group,
or preferably represents a hydrogen atom. ] or a water-soluble salt (or partial ester or salt) thereof; and optionally ) a metal ion component, which synergistically enhances the individual conditioning effects of the compound of the formula and the metal ion. a) a compound of the above formula or its a water-soluble salt (or partial salt); and optionally b) a metal ion as defined in ) above,
The present invention provides a method for conditioning said metal surface by treating said metal surface with a metal surface. Treatments A and B are carried out by cathodically polarizing the metal surface to be treated, for example using conventional contact pressure flow techniques (see, for example, Chapter 11, "Corrosion", L.
L. Sheir, Newnes-Butterworth 1976). Examples of R 1 and/or R 2 as C 1 -C 12 straight-chain or branched alkyl (optionally hydroxy- or carboxy-substituted) are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n -butyl, isobutyl, t-butyl,
n-pentyl, n-hexyl, n-octyl, n
-nonyl, n-decyl, n-undecyl and n
-dodecyl group; 2-hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, 2-hydroxybutyl, and 2,3-dihydroxypropyl group: and carboxymethyl, 2-carboxyethyl, 2-carboxypropyl, 3-carboxybutyl and 1,
Includes 2-dicarboxyethyl group. Examples of R 1 and/or R 2 as C 3 -C 12 straight-chain or branched alkenyl are prop-2-enyl, n-but-2-enyl, 2-methyl-prop-2 -enyl, n-pent-2-enyl, n-hex-2-enyl, n-
Includes hex-2,4-dienyl, n-dec-10-enyl and n-dodec-12-enyl. C 7 -C 15 aralkyl groups R 1 and/or R 2 include benzyl, α-methylbenzyl, α,α-dimethyl-benzyl, α- and β-phenylethyl, benzhydryl or naphthylmethyl groups. . When R 1 and R 2 together with the nitrogen atom to which they are each attached form an optionally substituted heterocyclic ring, these are, for example, pyrrolidone, viveridine, morpholine or 2,5-dimethylmorpholine rings; It's okay. Straight-chain or branched alkyl radicals R 3 having 1 to 4 carbon atoms are, for example, methyl, ethyl, n
-propyl, isopropyl, n-butyl or t
-butyl; and optionally substituted C6 -C10 aryl R 3 is phenyl;
Includes tolyl, xylyl, tamil, butylphenyl and naphthyl groups. Preferred compounds of the formula are those in which R 1 and R 2 represent a hydrogen atom or a C 1 -C 4 alkyl group, R 3 represents a hydrogen atom and R 4 represents a hydrogen atom. Water-soluble salts or partial salts of compounds of formula include, for example, alkali metal salts such as lithium, sodium and potassium salts; calcium, magnesium,
alkaline earth metal salts such as strontium and barium; other metal ions such as cobalt, iron, zinc, chromium, nickel, manganese, cadmium and cerium () ions; ammonia; and C1-C20 alkyl amines Salts (optionally substituted with 1 to 6 hydroxy groups) such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, trimethylamine, triethylamine, n-butylamine, n-hexylamine, octylamine, ethanolamine and triethanolamine It is salt. Many of the compounds of formula are new. However, compounds in which R 1 , R 2 , R 3 and R 4 all represent hydrogen atoms are described by Nissan Chemical Industries, Ltd. in Japanese Patent No. 5408027. Compounds of formula can be prepared, for example, by the methods outlined in the reaction scheme below. In this case, R 1 , R 2 and R 3 have the above meanings, R 4 represents a hydrogen atom or an alkyl group,
And R 5 and R 6 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group. Conventional hydrolysis techniques, which are optionally carried out, produce various intermediate esters such as R 4 ,
When R 5 and R 6 represent something other than a hydrogen atom,
Applicable. The various catalysts required are mineral acids, e.g.
HCl, organic acids or Lewis acids e.g. AlCl 3 ,
It can be ZnCl2 or BF3 . This type of conventional technique is described by D. Redmore in J.Org.
Chem, 43 992 (1987): In this case, R 3 , R 4 , R 5 and R 6 have the above meanings, and R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aralkyl group or an aryl group. This technique is described by Oleksyszyn and Gruszeeka in Tetrahedron Letters 36 , 3537 (1981). In this case R 1 , R 2 and R 3 have the above meanings. This method, which is utilized only for preliminary reactions using formaldehyde as the carbonyl reactant,
J.Org substantially by Moedritzer and Irani.
Described in Chem. 31 , 1603 (1966): In this case, R 4 has the abovementioned meaning, R 8 represents H or a C 1 -C 4 alkyl group, and X represents Cl or Br. Suitable bases are sodium or potassium hydroxide or tertiary amines such as triethyleneamine. 5) In the formula, R and/or R 2 is -
The compound representing CH 2 PO 3 H 2 (phosphonomethylene) was described by Moedritzer and Irani in J.Org.
As described in Chem. 31 , 1603 (1966),
It may be produced by reacting a compound in which R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom with formaldehyde and phosphorous acid. Regarding the treatment carried out under item (A), corrosion inhibition and/or
Alternatively, they may be contacted in combination with metal ions b) which have a synergistic effect on scale inhibition. Some typical applications of the treatment A) carried out in the preferred mode of application of contact pressure flow technology include: temporary protection of metal surfaces exposed to corrosive atmospheres, e.g. atmospheric air; pretreatment of metal surfaces to be subsequently painted; phosphates; Co-treatment for sealing metal surfaces;
and a compound of the formula (or a salt thereof) and optionally a metal ion component b), and then the paint is applied to the metal surface to be conditioned by, for example, spraying, brushing, dipping, or cathodic electrodeposition. applying by. In each case of a typical application of treatment A), a metal surface, such as a phosphated mild steel surface, is immersed in a solution of a compound of formula (or a water-soluble salt thereof), optionally containing metal ionic component b); Alternatively, the solution may be painted or sprayed onto the phosphated metal surface. In the treatment according to the invention as item A) or B), the metal ionic component can be used as an independent metal salt or as a preformed salt of a compound of formula or as a combination of both. Suitable metal ion components b include, for example, cobalt, iron, barium, calcium, zinc, chromium, nickel, strontium, manganese, cadmium, cerium () and magnesium ions. Some of these metal ions, such as calcium and barium, do not by themselves provide corrosion inhibition or scale control. The ratio of the compound of the formula (its water-soluble salt) to the metal ion component b) used for the corrosion and/or scale inhibiting composition used in the conditioning method of the invention is, for example, from 100:1 to 1:
It may vary within a wide range of 100, more preferably 10:1 to 1:10 parts by weight. In practice, the amount of a crude product consisting of a compound of formula and metal ions used to treat a metal surface, for example by adding the composition to be added to an aqueous system in contact with the metal surface, It should be varied depending on the protective function that the object is supposed to perform. For corrosion inhibiting protective treatments, optionally combined with scale inhibiting treatments, the amount of composition added to the aqueous system may range from 0.1 to 0.1 based on the aqueous system.
50000ppm (or 0.00001 to 5% by weight) preferably 1 to 500ppm (or 0.0001 to 0.5
% by weight) is convenient. If anti-scaling is the only objective, the amount of composition used is conveniently from 1 to 200 ppm, preferably from 1 to 30 ppm, based on the aqueous system. The aqueous systems treated by the present invention, particularly those important in the combination treatment of corrosion control and scale prevention, include cooling water systems, steam generation systems, seawater evaporators,
water-based kettles, gas scrubbing systems, closed-circuit heating systems, aqueous cooling systems, and stand-up well systems; for corrosion control treatments only, particularly important aqueous systems include aqueous machining fluid formulations (e.g., boring, milling,
engine coolants, including water-based scouring systems, water-based glycol antifreeze systems; , water/glycol hydraulic fluids; and aqueous polymer surface coating systems or solvent-borne polymer systems such as tetrahydrofuran,
Includes those containing ketones or alkoxyalkanols. The synergistic inhibitor compositions used in accordance with the present invention may be used alone or in conjunction with other known compounds useful in the treatment of aqueous systems. In the treatment of systems that are entirely aqueous, such as cooling water systems, air conditioning systems, steam generation systems, seawater evaporation systems, still water furnaces, and closed circuit heating or cooling systems, other corrosion inhibitors include, for example, water-soluble zinc. Salts; Phosphates; Polyphosphates; Phosphonic acids and their salts, such as acetodiphosphonic acid,
Nitrilotrismethylenephosphonic acid and methylaminodimethylenephosphonic acid; 2-hydroxy-
Phosphonoacetic acid or other phosphonocarboxylic acids and their salts, such as those described in DE 2632774, 2-phosphonobutane-1,
2,4-tricarboxylic acid and British patent no.
Chromates, such as sodium chromates; nitrates, such as sodium nitrite; molybdates, such as sodium molybdate; silicates, such as sodium silicate; benzotriazoles, bis-benzotriazole or Copper-deactivated benzotriazole or tritriazole derivatives or Mannitz base derivatives thereof; N-acylsarcosine; N-acylaminodiacetic acid; ethanolamine; aliphatic amine;
and polycarboxylic acids, such as polymaleic acid and polyacrylic acid, and their alkali metal salts, copolymers of maleic anhydride, copolymers of acrylic acid, and substituted derivatives of polymaleic acid, polyacrylic acid, and copolymers thereof; things can be used. Furthermore, in this completely aqueous system, the inhibitor used according to the invention can be combined with other dispersants and/or
or limit processing agents, such as polymeric acrylic acids (or salts thereof), phosphinopolycarboxylic acids (as described and claimed in British Patent No. 1458235), hydrolyzed polyacrylonitrile, polymeric methacrylic acid and its salt,
Polyacrylamides and their copolymers with acrylic and methacrylic acids, ligninsulfonic acid and its salts, tannins, naphthalenesulfonic acid/formaldehyde condensation products, starch and its derivatives, cellulose, acrylic acid/lower alkyl hydroxyacrylate copolymers, e.g. No. 4,029,577, sulfonated styrene/maleic anhydride copolymers, styrene/maleic anhydride copolymers and sulfonated styrene homopolymers such as those described in U.S. Pat. No. 4,374,733, and combinations thereof; May be used together. For example, 2-phosphonobutane-
1,2,4-tricarboxylic acid, acetodiphosphonic acid, hydrolyzed polymaleic anhydride and its salts, alkylphosphonic acid, 1-aminoalkyl-1,1-diphosphonic acid and its salts, and alkali metal polyphosphates. Special limit processing agents may be used, such as. Precipitating agents such as alkali metal ortho-phosphates and carbonates; Oxygen scavengers such as alkali metal sulfites and hydrazine; Sequestering agents such as nitrilotriacetic acid and its salts; Defoamers such as silicones, e.g. polydimethyl Siloxanes, distearyl sebaamide, distearyl sebaamide, distearyl adipamide and related products derived from ethylene oxide and/or propylene oxide condensations, as well as fatty alcohols such as caprylic alcohol and its ethylene oxide condensates; Biocides, such as amines, quaternary ammonium compounds, chlorophenols, sulfur-containing compounds such as sulfones, methylene bisthiocyanates and carbamates, isothiazolones, brominated propionamides, triazines, phosphonium compounds, chlorine and chlorine releasing agents and tributyltin oxide. Organometallic compounds such as may also be used. If the system to be treated by the method of the invention is not completely aqueous, for example an aqueous machining fluid formulation, it may for example be a cutting or grinding fluid that can be diluted with water. The aqueous machining fluid formulations of the present invention may be, for example, metalworking formulations. The term “metal processing” refers to processes such as reaming, broaching, drawing,
spinning, cutting, grinding, drilling, pulverization, turning,
means "sawn, uncut, shaped or rolled".
Examples of water-diluted cutting or grinding fluids that may be impregnated with corrosion-inhibiting compositions include: a) one or more corrosion inhibitors according to the invention, and optionally one or more corrosion-inhibiting agents; of anti-wear additives, typically 1:50 to 1:100 as a grinding fluid.
b) an aqueous concentrate containing a biocide, a corrosion inhibitor according to the invention and an antiwear additive, used at a dilution of 1:20 to 1:40 for cutting operations; polyglycols used at a dilution of 1:60 to 1:80 for milling purposes; c) a fluid similar to b) above, but with sufficient water to give a translucent product when further diluted with water; Semi-synthetic cutting fluids containing 10 to 23% oil with emulsifiers: d) E.g. emulsifiers, corrosion inhibitors according to the invention, high pressure/anti-wear additives, biocides, defoamers, coupling agents, etc. Contains emulsifying mineral oil concentrate. These are usually 1:10 to 1:1 with water.
It is diluted 50 parts to give an opaque white emulsion. e) A product analogous to d) above, comprising 1:
A product containing less oil and more emulsifier than the fluid of d) above, which is made into a clear emulsion for cutting or milling operations at dilutions ranging from 50 to 1:100. the aqueous system component is an aqueous machining fluid formulation;
In these partially aqueous systems, the inhibitors of the invention may be used alone or in admixture with other additives, such as other known corrosion inhibitors and/or extreme pressure additives. Examples of other corrosion inhibitors that can be used with the inhibitor compositions according to the invention in these aqueous systems include the following groups: a) organic acids, their esters or ammonium, amines, alkanolamines and metal salts; , for example, benzoic acid, p-tert-butylbenzoic acid, disodium sebacate, triethanolamine laurate, isononanoic acid, (p-
Toluenesulfonamide triethanolamine salt of caproic acid, triethanolamine salt of benzenesulfonamide caproic acid, triethanolamine salt of 5-ketocarboxylic acid derivative described in European Patent Application No. 41927, sodium N-lauroylsarcosinate, or nonylphenoxyacetic acid; b) nitrogen-containing substances such as the following types: fatty acid alkanolamides; imidazolines, e.g.
-hydroxy-ethyl-2-oleyl-imidazolines; oxazolines; triazoles, such as benzotriazole; or Mannitz base derivatives thereof; triethanolamine, fatty amines; and inorganic salts, such as sodium nitrate; c) phosphorus-containing compounds such as the following types: Substances: phosphoric acid amines, phosphonic acids or inorganic salts, such as sodium hydrogen phosphate or zinc phosphate; d) Sulfur-containing compounds, such as the following types: sodium, calcium or barium petroleum sulfonates, or heterocyclic compounds, such as sodium mercapto. Benzothiazole. Nitrogen-containing substances are preferred, especially triethanolamine. Examples of extreme pressure additives that may be present in the system treated according to the invention include sulfur- and/or phosphorus- and/or halogen-containing substances such as sulfurized pine oil, sulfurized fats, tritolyl phosphates, chlorinated Includes paraffins or ethoxylated phosphates. When triethanolamine is present in the aqueous system treated according to the present invention, the ratio of inhibitor composition to triethanolamine is from 2:1 to 1:20.
It is preferable to make it exist in an amount such that . The partially aqueous systems treated by the method of the invention can be aqueous surface coating compositions, such as emulsion paints and aqueous powder coatings for metal substrates. The aqueous surface coating composition is a paint, such as a styrene-acrylic copolymer emulsion paint, resin, latex, or other waterborne polymeric surface coating system for coating metal substrates. The inhibitor compositions used in accordance with the present invention are effective against flash rust of metal substrates during surface coating applications.
rusting) and subsequent corrosion during use of the painted metal. In the aqueous surface coating compositions treated by the method of the invention, the inhibitor compositions can be used alone or mixed with other additives such as known corrosion inhibitors, biocides, emulsifiers and/or pigments. . Other known corrosion inhibitors which may be used are, for example, those of classes a), b), c) and d) mentioned above. Examples of biocides that can be used in these aqueous systems with compounds of formula include: phenols, and alkyl- and halogenated phenols such as pentachlorophenol, o-phenylphenol, o- Phenoxyphenols and chlorinated o-phenoxyphenols; salicylanilides; diamines; triazines;
and organometallic compounds, such as organomercury compounds and organotin compounds. Examples of pigments that can be used in these aqueous systems with compounds of formula include organic pigments such as titanium diacid, zinc chromate, iron oxide, and phthalocyanine. The present invention will be further described in detail with reference to the following examples. Example 1 A solution containing 16.3 parts by weight of diethylamine hydrochloride, 16.6 parts by weight of orthophosphorous acid and 29.6 parts by weight of glyoxylic acid (50% aqueous solution) in 50 parts by volume of 18% hydrochloric acid is heated under reflux for 18 hours. The volatiles are then removed by vacuum distillation and the residual oil is triturated with acetone to remove impurities. As a result,
28 parts by weight of 2-diethylaminophosphonic acetic acid hydrochloride monohydrate having the following gravimetric analysis values are obtained: Actual value: P11.54%; Calculated value (C 6 H 12 NO 5 P.HCl.H 2 O): P11. 67% moreover, H3PO4 (in water) in the 31P −nmr spectrum
15.8ppm downfield signal (JP
-CH=18Hz). Example 2 11.8 parts by weight of acetamide and orthophosphorous acid
A solution containing 16.4% by weight in 40 parts by volume of acetic anhydride is heated to 45° C. with stirring. To this solution, 22.2 parts by weight of glyoxylic acid hydride is added in several portions over 15 minutes. The reaction temperature rises to 80° C. during the addition and is maintained for a further 3 hours by external heating. The acetic anhydride was distilled off under reduced pressure and the viscous residue was dissolved in 100 parts by volume of concentrated hydrochloric acid. The solution was heated under reflux for 4 hours and then evaporated to dryness to give a brown crystalline solid, which Dissolution in 600 parts by volume of % aqueous methanol followed by addition of propylene oxide gives 9.3 parts by weight of 2-aminophosphonoacetic acid hydrate which melts with decomposition at 195°C and has the following gravimetric elemental analysis: : Actual value: C13.92; H4.57; N7.97; P17.79% Calculated value (C 2 H 6 NO 3 PH 2 O): C13.88; H4.66 N8.10; P17.90% Example 3 9.2 parts by weight of glyoxylic acid hydride, morpholine
Example 1 A solution containing 8.7 parts by weight and 8.2 parts by weight of orthophosphorous acid in 100 parts by volume of 18% hydrochloric acid
When treated in the same manner as above, 24.5 parts by weight of 2-N-morpholinophosphonoacetic acid is obtained. In the 31 P-nmr spectrum (in water), a 13.8 ppm downfield signal (Jp-CH = 18 Hz) is observed compared to H 3 PO 4 . Example 4 By reacting and evaporating a solution containing 8.9 parts by weight of sarcosine and 8.2 parts by weight of orthophosphorous acid in 100 parts by weight of 18% hydrochloric acid, 31 2-(N-Methyl-N-carboxymethylamino)phosphonosine as a pale yellow amorphous solid with a signal (Jp-CH = 18 Hz) 13.3 ppm downfield than H 3 PO 4 in water in the P-nmr spectrum. 25.8 parts by weight of acetic acid hydrochloride are obtained. Example 5 A solution containing 7.8 parts by weight of 2-aminophosphonoacetic acid, 4.5 parts by weight of P-formaldehyde and 8.2 parts by weight of orthophosphorous acid in 40 parts by volume of concentrated acid salt is heated under reflux for 8 hours. When the solvent was removed by vacuum distillation at 90°C/12 mmHg, the 31 P-nmr spectrum changed to 2-(N,N-bisphosphonomethyleneamino).
Consistent with the structure of phosphonoacetic acid, 9.7 ppm downfield for H 3 PO 4 (triplet J = 13 Hz)
and 14.6ppm downfield (double J = 18
Dark red viscous oil with two peaks of Hz) 16.2
Obtain parts by weight. Example 6 The corrosion inhibitor activity of the active compound of the formula was determined in a standard corrosion water formulated as follows: CaSO 4 .2H 2 O 20 g MgSO 4 .7H 2 O 15 g NaHCO 3 4.6 g CaCl 2 .6H 2 O 7.7 g. Using distilled water 205, prove the Aerated Solution Bottle Test using the following procedure: Mild steel piece scraped with pumice (5cm 2 × 2.5cm)
is soaked in hydrochloric acid for 1 minute, then washed with water, dried and weighed. The additive composition in the desired proportions is dissolved in 200 ml of standard corrosive water. Two pieces of mild steel are suspended in a solution,
The whole is stored at 40°C in a closed bolt in a temperature controller. Air is passed through the solution at 500 ml/min during the storage period. In this case, the air passage is screened from the mild steel billet; evaporative water loss is compensated by additional distilled water. After 64 hours, the mild steel pieces are removed, scrubbed without pumice, immersed in hydrochloric acid suppressed with 1% by weight hexamine for 1 minute, then rinsed with water, dried, and reweighed. A certain weight loss will occur. A blank test, i.e. immersion of a mild steel billet in test water without the presence of any potential corrosion inhibitors.
Perform each test in the series. Corrosion rate loss weight milligrams/square decimeter/day (hereinafter mdd
say. ), but for convenience, the results are shown as percent protection defined as below: % protection = Corrosion rate in blank test (mdd) - Corrosion rate in example (mdd) / Corrosion rate in blank test (mdd
)×100 The results obtained in a series of tests using compounds of the formula as corrosion inhibitors are shown in the table.

【表】 実施例 7 炭酸カルシウムについての限界試験 下記溶液(a),(b)および(c)を調製する: a) 硝酸カルシウム溶液 硝酸カルシウム四水化物1.470gを脱イオン
水中に溶解させ、溶解を1とする; b) 炭酸ナトリウム溶液 炭酸ナトリウム0.646gを脱イオン水中に溶
解させ、溶液を1とする; c) 2−アミノ−ホスホノ酢酸溶液 実施例2で得られた2−アミノ−ホスホノ酢
酸−水化物を水中に溶解させ、有効成分を
1000ppm含有する溶液とする。 硝酸カルシウム溶液50mlsをねじ込みキヤツプ
で施蓋された120g用ガラス壜中に入れる。この
溶液に、試験溶液の最終容量(100ml)中に、そ
れぞれ、5ppm、7.5ppmまたは10ppmの2−アミ
ノ−ホスホノ酢酸−水化物濃度を得るために必要
な容量の溶液(c)を添加する(たとえば0.1%溶液
c1.0mlの場合試験溶液中において2−アミノ−ホ
スホノ酢酸−水化物の濃度が10ppmとなる。)。溶
液b)50mlを添加し、混合物を振る。試験溶液
を、25℃に維持された恒温浴中にて24時間保管す
る。 試験溶液25mlsを取り出し、Pattonおよび
Reader′s Reagent〔2−ヒドロキシ−1−(2−
ヒドロキシ−4−スルホ−1−ナフチルアゾ)−
3−ナフトエ酸〕の結晶、続いて水酸化ナトリウ
ムの二つのペレツトを添加する。生成溶液をエチ
レンジアミンテトラ酢酸二ナトリウム塩の0.01M
標準溶液で滴定する。 下記表4に示した結果においては、空試験(す
なわち2−アミノ−ホスホノ酢酸を含有しないも
の)に対する炭酸カルシウムの沈殿抑制剤%とし
て表わす。 抑制%=実施例滴定量−空試験滴定量/7.78−空試験滴
定量×100 なお、数値「7.78」は100%抑制における最大
可能滴定値である。
[Table] Example 7 Limit test for calcium carbonate Prepare the following solutions (a), (b) and (c): a) Calcium nitrate solution Dissolve 1.470 g of calcium nitrate tetrahydrate in deionized water and dissolve. b) Sodium carbonate solution Dissolve 0.646 g of sodium carbonate in deionized water and make the solution 1; c) 2-amino-phosphonoacetic acid solution 2-amino-phosphonoacetic acid obtained in Example 2 -Dissolve the hydrate in water to release the active ingredient.
A solution containing 1000ppm. Place 50ml of calcium nitrate solution into a 120g glass bottle sealed with a screw cap. To this solution is added the volume of solution (c) required to obtain a 2-amino-phosphonoacetic acid-hydrate concentration of 5 ppm, 7.5 ppm or 10 ppm, respectively, in the final volume of test solution (100 ml) ( For example 0.1% solution
When c is 1.0 ml, the concentration of 2-amino-phosphonoacetic acid hydrate in the test solution is 10 ppm. ). Add 50 ml of solution b) and shake the mixture. The test solution is stored for 24 hours in a constant temperature bath maintained at 25°C. Remove 25mls of test solution and
Reader’s Reagent [2-hydroxy-1-(2-
Hydroxy-4-sulfo-1-naphthylazo)-
3-naphthoic acid] followed by two pellets of sodium hydroxide. Add the resulting solution to 0.01M of ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt.
Titrate with standard solution. The results shown in Table 4 below are expressed as % calcium carbonate precipitation inhibitor relative to the blank test (i.e., containing no 2-amino-phosphonoacetic acid). Suppression % = Example titration - Blank test titration / 7.78 - Blank test titration x 100 The numerical value "7.78" is the maximum possible titration value at 100% suppression.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属表面腐蝕を抑制するためにおよび/また
は金属表面上へのスケール沈積を抑制するために
金属表面を状態調節する方法であつて、 前記金属表面を、 A) 腐蝕またはスケーリング環境と接触する前
において、 ) 次式: 〔式中、 R1およびR2は同一または異なつてそれぞ
れ水素原子、炭素原子数1ないし12の直鎖ま
たは分枝鎖アルキル基であつて随意に1また
はそれ以上のヒドロキシ−および/またはカ
ルボキシル基で置換されたものおよび/また
は随意に1またはそれ以上の酸素原子で中断
されたもの、炭素原子数3ないし12の直鎖ま
たは分枝鎖アルケニル基、炭素原子数7ない
し15のアルアルキル基または−CH2PO3H2
を表わすか、または R1およびR2は、それらがそれぞれ結合し
ている窒素原子とともに、随意に置換された
複素環式環を形成してもよく、 R3は水素原子、炭素原子数1ないし12の
直鎖または分枝鎖アルキル基または随意に置
換された炭素原子数6ないし10のアリール基
を表わし、そして R4は水素原子または炭素原子数1ないし
4のアルキル基を表わす。〕 で表わされる化合物またはその水溶性塩(ま
たは部分エステルもしくは−塩);および随
意に ) 金属イオン成分であつて、前記式の化
合物および該金属イオンによつて個々に機能
する状態調節作用を相乗的に高めるものb)、 で処理し;および/または B) 金属表面を腐蝕させ得るまたは金属表面上
へスケールを沈積させ得る水性系と接触してい
る間において、 a) 前記式の化合物またはその水溶性塩
(または部分塩);および随意に b) 前記)において定義した金属イオン、
で処理してなる、前記金属表面を状態調節す
る方法。 2 R1およびR2がそれぞれ水素原子または炭素
原子数1ないし4のアルキル基を表わし、R3
よびR4がそれぞれ水素原子を表わす特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3 鉄、銅、(またはそれらの合金)表面を処理
する特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 処理すべき金属表面が陰極分極される特許請
求の範囲第1項記載の方法。 5 予め腐蝕環境と接触する前の金属表面を、式
の化合物の水溶液(またはその水溶性塩)でお
よび随意に金属イオン成分b)で処理する特許請
求の範囲第1項記載の方法。 6 式の化合物を組合せて相乗的な腐蝕抑制お
よび/またはスケール抑制作用を与える金属イオ
ンを提供する、金属塩を使用する特許請求の範囲
第5項記載の方法。 7 腐蝕雰囲気にさらされる金属表面の一時的保
護;塗装される金属表面の前処理;ホスフエート
化金属表面をシールするための共処理;または式
の化合物(またはその水溶性塩)および随意に
金属イオン成分b)を含有するペイントを配合
し、次いで該ペイントを状態調節すべき金属表面
上に施用すること;に実施する特許請求の範囲第
5項記載の方法。 8 金属表面を、成分b)としての、1またはそ
れ以上のコバルト、鉄、バリウム、カルシウム、
亜鉛、クロム、ニツケル、ストロンチウム、マン
ガン、カドミウム、セリウム()またはマグネ
シウムイオン、と接触させる特許請求の範囲第1
項記載の方法。 9 式の化合物(またはその水溶性塩)と金属
イオン成分b)との比を100:1ないし1:100の
範囲内にする特許請求の範囲第1項記載の方法。 10 式の化合物(またはその水溶性塩)と成
分b)との比を10:1ないし1:10にする特許請
求の範囲第9項記載の方法。 11 成分a)およびb)からなる抑制剤組成物
を水性系にて、腐蝕抑制および随意にスケール抑
制保護処理を要求する金属表面と接触させて、水
性系に基づいて1ないし500ppmの量で、使用す
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 12 成分a)およびb)からなる抑制剤組成物
を水性系に基づいて1ないし100ppmの量で添加
する特許請求の範囲第11項記載の方法。 13 成分a)およびb)からなる抑制剤組成物
を水性系に、スケール抑制処理のみを要求する金
属表面と接触させて、水性系に基づいて1−
200ppmの量で、添加する特許請求の範囲第1項
記載の方法。 14 成分a)およびb)からなる抑制剤組成物
を水性系に、水性系に基づいて1ないし30ppmの
量で添加する特許請求の範囲第13項記載の方
法。 15 水性系が腐蝕抑制系のみを要求する金属表
面と接触されるものであつて、水性機械加工流
体、水性精練系、水性グリコール凍結防止系、
水/グリコール圧媒液または水性表面塗料である
特許請求の範囲第13項記載の方法。 16 水性機械加工流体配合物が水で希釈され得
る切削または研削流体である特許請求の範囲第1
5項記載の方法。 17 水性系が腐蝕抑制および抗スケールの組合
せ処理を要求する金属表面と接触されるものであ
つて、冷却水系、蒸気発生系、海水蒸発器、静水
かま、ガス洗浄系、閉回路加熱系、水性冷却系ま
たは立下り井戸系である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 18 成分a)およびb)からなる抑制剤組合物
を単独にまたは全体的もしくは部分的水性系の処
理にて有用である他の公知化合物と一緒に使用す
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 19 水性系が完全な水性系であつて、冷却水
系、空気調節系、蒸気発生系、海水蒸発器、静水
かま、ガス洗浄系または閉回路加熱もしくは冷却
系であり、かつ、成分a)およびb)からなる抑
制剤組成物が1またはそれ以上の他の腐蝕抑制
剤、分散および/または限界(threshold)処理
剤、沈殿剤、酸素脱除剤、金属イオン封鎖剤およ
び消泡剤ならびに殺生剤とともに使用される特許
請求の範囲第18項記載の方法。 20 部分的水性系が水性表面塗料であり、か
つ、成分a)およびb)からなる抑制剤組成物が
1またはそれ以上の腐蝕抑制剤、殺生剤、乳化剤
および/または顔料と一緒に使用される特許請求
の範囲第18項記載の方法。 21 水性系が部分的にのみ水性であつて、水性
機械加工流体であり、かつ、成分a)およびb)
からなる抑制剤配合物が1またはそれ以上の他の
腐蝕抑制剤および/または極圧添加剤と一緒に使
用される特許請求の範囲第18項記載の方法。 22 他の腐蝕抑制剤がトリエタノールアミンで
ある特許請求の範囲第21項記載の方法。 23 トリエタノールアミンを、成分a)および
b)からなる抑制剤組成物とトリエタノールアミ
ンとの比が2:1ないし1:20になる量で存在さ
せる特許請求の範囲第22項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. A method of conditioning a metal surface to inhibit metal surface corrosion and/or to inhibit scale deposition on a metal surface, comprising: A) corrosion or Before contacting the scaling environment, ) the following equation: [In the formula, R 1 and R 2 are the same or different and each represents a hydrogen atom, a straight or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and optionally one or more hydroxy and/or carboxyl groups. and/or optionally interrupted with one or more oxygen atoms, C3 -C12 straight-chain or branched alkenyl groups, C7 -C15 aralkyl groups or −CH2PO3H2 _ _
or R 1 and R 2 together with the nitrogen atom to which they are each attached may form an optionally substituted heterocyclic ring, and R 3 is a hydrogen atom, with 1 to 1 carbon atoms; 12 straight-chain or branched alkyl or optionally substituted C6 -C10 aryl, and R 4 is hydrogen or C1 -C4 alkyl. ] or a water-soluble salt (or partial ester or -salt) thereof; and optionally ) a metal ion component which synergizes the individual conditioning effects of the compound of the formula and the metal ion. a) a compound of the above formula or its a water-soluble salt (or partial salt); and optionally b) a metal ion as defined in ) above,
A method of conditioning said metal surface, the method comprising: treating said metal surface with said metal surface; 2. The method according to claim 1, wherein R 1 and R 2 each represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 3 and R 4 each represent a hydrogen atom. 3. The method according to claim 1, which treats iron, copper, or an alloy thereof. 4. The method according to claim 1, wherein the metal surface to be treated is cathodically polarized. 5. Process according to claim 1, characterized in that the metal surface is treated beforehand with an aqueous solution of a compound of formula (or a water-soluble salt thereof) and optionally with metal ion component b) before coming into contact with the corrosive environment. 6. A method according to claim 5, using metal salts, in which the compounds of formula 6 are combined to provide metal ions that provide a synergistic corrosion-inhibiting and/or scaling-inhibiting effect. 7 Temporary protection of metal surfaces exposed to corrosive atmospheres; pretreatment of metal surfaces to be painted; co-treatment for sealing phosphated metal surfaces; or compounds of the formula (or water-soluble salts thereof) and optionally metal ions. 6. The method of claim 5, which comprises formulating a paint containing component b) and then applying the paint onto the metal surface to be conditioned. 8. The metal surface is coated with one or more of cobalt, iron, barium, calcium as component b),
Claim 1 Contacting with zinc, chromium, nickel, strontium, manganese, cadmium, cerium () or magnesium ions
The method described in section. 9. The method according to claim 1, wherein the ratio of the compound of formula (or its water-soluble salt) to metal ion component b) is within the range of 100:1 to 1:100. 10. The method according to claim 9, wherein the ratio of the compound of formula (or a water-soluble salt thereof) to component b) is from 10:1 to 1:10. 11. An inhibitor composition consisting of components a) and b) is contacted in an aqueous system with a metal surface requiring corrosion inhibition and optionally scale inhibition protection treatment in an amount of 1 to 500 ppm based on the aqueous system; Use of the method according to claim 1. 12. The method of claim 11, wherein the inhibitor composition consisting of components a) and b) is added in an amount of 1 to 100 ppm, based on the aqueous system. 13. An inhibitor composition consisting of components a) and b) is brought into contact with a metal surface requiring only scale inhibition treatment in an aqueous system to form a 1-
2. A method according to claim 1, wherein the amount of 200 ppm is added. 14. The method of claim 13, wherein the inhibitor composition consisting of components a) and b) is added to the aqueous system in an amount of 1 to 30 ppm, based on the aqueous system. 15. Where the aqueous system is contacted with metal surfaces requiring only a corrosion control system, such as an aqueous machining fluid, an aqueous scouring system, an aqueous glycol antifreeze system,
14. The method of claim 13, which is a water/glycol hydraulic fluid or an aqueous surface coating. 16 Claim 1, wherein the aqueous machining fluid formulation is a cutting or grinding fluid that can be diluted with water.
The method described in Section 5. 17. Cooling water systems, steam generation systems, seawater evaporators, still water kettles, gas scrubbing systems, closed-circuit heating systems, water-based systems, where aqueous systems are brought into contact with metal surfaces requiring a combination of corrosion control and anti-scaling treatment. The method according to claim 1, which is a cooling system or a falling well system. 18. Process according to claim 1, in which the inhibitor combination consisting of components a) and b) is used alone or together with other known compounds useful in the treatment of wholly or partially aqueous systems. . 19 The aqueous system is a completely aqueous system, a cooling water system, an air conditioning system, a steam generation system, a seawater evaporator, a still water kettle, a gas scrubbing system, or a closed circuit heating or cooling system, and the components a) and b ) along with one or more other corrosion inhibitors, dispersing and/or threshold treating agents, precipitants, oxygen scavengers, sequestrants and defoamers, and biocides. 19. A method according to claim 18 for use. 20 The partially aqueous system is an aqueous surface coating and the inhibitor composition consisting of components a) and b) is used together with one or more corrosion inhibitors, biocides, emulsifiers and/or pigments A method according to claim 18. 21 The aqueous system is only partially aqueous and is an aqueous machining fluid and components a) and b)
19. The method of claim 18, wherein an inhibitor formulation consisting of is used together with one or more other corrosion inhibitors and/or extreme pressure additives. 22. The method of claim 21, wherein the other corrosion inhibitor is triethanolamine. 23. The method of claim 22, wherein triethanolamine is present in an amount such that the ratio of the inhibitor composition of components a) and b) to triethanolamine is from 2:1 to 1:20.
JP4121284A 1983-03-03 1984-03-03 Method of controlling scale deposition on metal surface and/or corrosion of metal surface Granted JPS59173277A (en)

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