JPH0437810B2 - - Google Patents
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Description
本発明はリンで変性されたシランを含有するゲ
ル化抵抗性を有する水性グリコールまたはグリコ
ールエーテル組成物に関する。
グリコール類および種々の腐食防止剤を含有す
る不凍液組成物は先行技術、たとえば、1968年1
月9日に発行されたOrdeltの米国特許第3,362,
910号で公知である。比較的安価かつ効果的な硼
砂および珪酸塩をグリコール(組成物)の処方に
使用することがこれらの特許の詳述されている。
この技術では末端ユーザーが濃厚組成物を水で稀
釈してクーラントとして自動車のラジエーターに
注入するために、グルコールの濃厚組成物を製造
して末端ユーザーに販売されるのが通常である。
過去に、硼砂および珪酸塩等の通常の腐食防止
剤を使用したグリコール濃厚組成物は、倉庫や商
店である期間置くと、不可逆的な珪酸塩ゲルを形
成する傾向を持つことが知られていた。末端ユー
ザーがグリコール濃厚組成物を自動車のラジエー
ターに注入する時に、濃厚組成物からスラグ
(slugs)やゲルが生成しているため容易に注入で
きなかつたり液体と塊状物が飛び出したりする。
本発明はこのゲル生成を排除するために開発され
た。
1979年4月17日に発行されたWilsonの米国特
許第4,149,985号では、硼酸塩および珪酸塩添
加剤を含有したゲル化抵抗性を有するグリコール
組成物が製造可能なことが記載されているが、ゲ
ル化抵抗性を有する組成物の製造には添加剤の添
加順序と溶液のPHを厳密に調節する必要があつ
た。このようなことを製造中に管理するのは困難
である。
1981年9月1日に発行されたWingの米国特許
第4,287,077号では、ポリオキシアルキレン官
能性を有するシリコーンの有効量を添加したゲル
化抵抗性を有するグリコール組成物が記載されて
いる。たしかにこれらのシリコーン化合物は有効
であるが、これらの化合物を含有するグリコール
組成物の製造法には、組成物の耐食性を増すため
にグリコール組成物を常に添加されているアルカ
リ金属の珪酸塩を添加する前に、これらのシリコ
ーン化合物を添加しなければならぬという制約が
ある。本発明では、組成物製造中、何時でも燐−
シラン化合物を添加できるという点でより有効で
ある。
1979年10月17日付の英国特許2018266A号では、
アルコール性あるいはグリコール性組成物の金属
の腐食防止剤としてシリルアルキルホスホネート
の重合物のアルカリ金属塩の使用が記載されてい
る。
1982年6月6日に発行されたWing等の米国特
許第4333843号には、(RO)3Si−(CH2)o−O−P
(O)(CH3)−ORの化学式、ただしRは炭素数1
〜4個のアルキル基、nは1〜4の整数、を持つ
化合物の加水分解生成物の有効量の使用によるゲ
ル化抵抗性グリコール組成物が記載されており、
この加水分解生成物は上記英国特許の重合体と同
一と考えられる。然し、これらの重合体は高価で
あるので、商業生産の場で使用するには厳しい制
約がある。
1964年2月18日に発行されたMorehouse等の
米国特許第3121692号(第18および19欄)には珪
酸ナトリウムとアミノシラン類を含有するゲル化
抵抗性を有するグリコール組成物処方が記載され
ている。しかし、本発明で使用する化合物は上記
特許のアミノシラン類よりゲル生成防止添加剤と
して遥かにすぐれた性能を有していることが判明
した。
以下の特許はシロキサン類を含有し、保存安定
性を有する関連組成物に関するものであるが、ア
ルカリ金属の珪酸塩、グリコールおよびゲル化防
止剤の使用を開示していない。
米国特許第3234144号(1962年3月26日発行)
第12欄
米国特許第3248329号(1966年4月26日発行)
第19欄
米国特許第3312622号(1967年4月4日発行)
第21および22欄
米国特許第3337496号(1967年4月22日発行)
第9欄
米国特許第3341469号(1967年9月12日発行)
第9欄
本発明は次の組成より成るゲル化抵抗性を有す
るグリコール組成物に関する。
(A) アルキレングリコール、アルキレングリコー
ルエーテルあるいは両者の混合物85乃至98wt
%;
(B) アルカリ金属珪酸塩の腐食減少のための有効
量;
(C) 下記のいずれかの有効量;
() (RO)3-n(R1)nSi−R2−O
−P(O)(OR3)(R4)
() 〔(RO)3-n(R1)nSi−R2−O〕2P(O)
(R4)
および
() およびの混合物
ここで、mは0〜2
R,R3,R4は炭素数1〜4個のアルキル基
R1は炭素数1〜4個のアルキル基、フエニル
基および炭素数7〜10個アラルキル基、および
R2は炭素数1〜4個のアルキレン基、である。
本発明はまた、アルカリ金属珪酸塩あるいは他
の腐食防止剤を含有するグリコール組成物に、次
の式で示す化合物のゲル化抵抗性を向上するため
の有効量を添加することによるゲル化抵抗性を有
するグリコール組成物の製造方法を包含する。
() (RO)3-n(R1)nSi−R2−O
−P(O)(OR3)(R4)
() 〔(RO)3-n(R1)nSi−R2−O〕2P(O)
(R4)
および
() およびの混合物
ここで、mは0〜2
R,R3,R4は炭素数1〜4個のアルキル基
R1は炭素数1〜4個のアルキル基、フエニル
基および炭素数7〜10個のアラルキル基、および
R2は炭素数1〜4個のアルキレン基、である。
上記の範囲に包含される化合物でmがゼロの
ものを例示すると、メチル3−(トリメトキシシ
リル)プロピルメチルホスホネート、ブチル2−
(トリエトキシシリル)エチルメチルホスホネー
ト、プロピル3−(トリプロポキシシリル)プロ
ピルメチルホスホネート、およびメチル4−(ト
リメトキシシリル)ブチルメチルホスホネートが
ある。
上記の範囲に包含される化合物でmが1のも
のを例示すると、メチル3−(メチルジメトキシ
シリル)プロピルメチルホスホネート、メチル3
−(メチルジエトキシシリル)プロピルメチルホ
スホネート、メチル3−(ジメトキシメチルシリ
ル)プロピルエチルホスホネート、ブチル2−
(ジメトキシメチルシリル)エチルプロピルホス
ホネート、プロピル3−(ジプロポキシメチルシ
リル)プロピルメチルホスホネートおよびメチル
4−(ジメトキシメチルシリル)ブチルエチルホ
スホネートがある。
上記の範囲に包含される化合物でmが2であ
るものを例示すると、メチル3−(ジメチルメト
キシシリル)プロピルメチルホスホネート、メチ
ル3−(ジメチルエトキシシリル)プロピルメチ
ルホスホネート、メチル3−(メトキシジメチル
シリル)プロピルブチルホスホネート、ブチル2
−(メトキシジメチルシリル(エチルエチルホス
ホネート、プロピル3−(エトキシジエチルシリ
ル)プロピルメチルホスホネート、およびエチル
4−(メトキシジメチルシリル)ブチルエチルホ
スホネートがある。
上記の範囲に包含される化合物を例示する
と、ビス−〔3−(トリメトキシシリル)プロピ
ル〕メチルホスホネート、ビス−〔2−(トリメト
キシシリル)エチル〕メチルホスホネート、ビス
−〔3−(トリプロポキシシリル)プロピル〕メチ
ルホスホネート、ビス−〔4−(トリメトキシシリ
ル)ブチル〕メチルホスホネート、ビス−〔3−
(メチルジメトキシシリル)プロピル〕メチルホ
スホネート、ビス−〔3−(メチル−ジエトキシシ
リル)プロピル〕メチルホスホネート、ビス−
〔3−(ジメチルメトキシシリル)プロピル〕メチ
ルホスホネート、およびビス−〔3−ジメチルエ
トキシシリル)プロピル〕メチルホスホネートが
ある。
上記の範囲に包含される混合物を例示する
と、オメガハロアルキレン基を有するトリアルコ
キシシラン、ジアルコキシアルキルシランあるい
はアルコキシジアルキルシランのうちの一つと、
ジアルキルアルキルホスホネートとの反応の粗生
成物がある。
これらの化合物は1978年6月6日発行の
Plueddemannの米国特許第4093641号で示された
接触的プロセスで調製でき、あるいは上記特許第
1欄に示した諸プロセスでも容易に調製できる。
他の非接触的プロセスは下に示す。
これらのゲル下抵抗性添加剤は、この種のグリ
コール組成物に通常存在する周知の他の腐食防止
剤、たとえばアルカリ金属の硼酸塩、メルカプト
ベンゾトリアゾール化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、
リン酸塩および安息香酸塩等が存在しても有効で
ある。
従つて、本発明は次の組成の単一相の組成物に
関する:
(A) アルキレングリコール、アルキレングリコー
ルエーテルあるいは両者の混合物が85−98wt
%;
(B) アルキル金属珪酸塩の有効量;
(C) 次の物質のいずれか一つの有効量;
() (RO)3-n(R1)nSi−R2−O
−P(O)(OR3)(R4)、
() 〔(RO)3-n(R1)nSi−R2−O〕2P(O)
(R4),
あるいは
() との混合物
ここで、mは0〜2、
R,R3,R4は炭素数1〜4個のアルキル基、
R1は炭素数1〜4個のアルキル基、フエニル
基、炭素数7〜10個のアラルキル基、および
R2は炭素数1〜4個のアルキレン基である。
特に好ましい添加化合物としては次式を持つも
のである:
() (RO)3Si―(CH2)―oO
−P(O)(CH3)−OR,
() 〔(RO)3Si―(CH2))―oO−〕2
−P(O)CH3,
または
() ととの混合物
ここで、Rは炭素数1〜4個のアルキル基、n
は1〜4の整数である。
本組成物に使用できるグリコール類およびグリ
コールエーテル類は、(1)エチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール等のグリコール、(2)エチレ
ングリコールのメチル、エチル、プロピルおよび
ブチルエーテル等のグリコールモノエーテル、(3)
エチレングリコール、ジエチレングリコール、お
よびジプロピレングリコールのメチルおよびエチ
ルジエーテル等のグリコールジエーテルである。
エチレングリコール、プロピレングリコールおよ
びプロピレングリコールのモノメチルエステル即
ちメトキシプロパノールが格別に適している。
本発明中で上記のシランに組合わせて使用され
る公知の腐食防止剤と添加剤を以下に例示する
と、
メタ珪酸ナトリウム、メタ珪酸カリウム、メタ
珪酸リチウム等のアルカリ金属珪酸塩、テトラ硼
酸ナトリウム、テトラ硼酸カリウム、メタ硼酸ナ
トリウム、メタ硼酸カリウム等のアルカリ金属硼
酸塩、メルカプトベンゾチアゾールのアルカリ金
属塩、トリルトリアゾールのアルカリ金属塩、硝
酸ナトリウム、硝酸カリウム等のアルカリ金属硝
酸塩、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等のア
ルカリ金属亜硝酸塩、リン酸ナトリウム、リン酸
カリウム等のアルカリ金属リン酸塩、アルカリ金
属安息香酸塩および各種染料がある。
本発明の組成物を製造するプロセスでは、一種
またはそれ以上の上記グリコールを上述した非珪
酸塩腐食防止剤およびメルカプトベンゾチアゾー
ル、トリルトリアゾール、硝酸塩、リン酸塩等の
防止剤の腐食防止に必要な十分な量と混合する。
次に溶液のPHを希望するPHすなわち5〜12の値、
好ましくは8〜11に、アルカリ金属水酸化物、炭
酸塩、あるいはリン酸塩等の無機塩の水溶液の添
加によつて調節する。さらに上述したアルカリ金
属珪酸塩を添加し、腐食およびゲル抵抗性を有す
るグリコール組成物とする。上記シランあるいは
その混合物は製造プロセス中の任意の時点でその
有効量を添加可能である。
本発明の目的を達成するためゲル化抵抗性を有
するグリコール組成物を生じうる上記シランの有
効量は約0.001乃至5.0wt%であり、好ましくは
0.002乃至0.5wt%、最も好ましくは0.005乃至
0.2wt%の範囲である。
上述した腐食防止剤の腐食防止のための有効量
は先行技術によつて周知であり、その量はそれぞ
れの添加剤によつて勿論異なる。一般に、珪酸塩
および硼酸塩の使用量は全溶液の重量に対して珪
酸塩では0.025乃至1.0wt%、硼酸塩では0.1乃至
2.0wt%であり、好ましくは、珪酸塩で0.05乃至
0.5wt%、硼酸塩で0.5乃至1.6wt%の範囲である。
本発明で硼酸塩の添加量が望ましい添加量範囲
(1.0乃至2.0wt%)のうちの多い量の場合は、珪
酸塩の添加量は望ましい添加量範囲(0.025乃至
0.3wt%)のうちの少ない量である必要がある。
それぞれの場合に、珪酸塩の量を正確に定めるこ
とは、前述したトリアゾール、硝酸塩、亜硝酸塩
およびリン酸塩等の他の腐食防止剤との複雑な効
果と関り合つて、不可能である。
組成物のゲル化抵抗性を比較、例示する目的で
実施例および比較例について加速耐久(老化)試
験を実施した。試験は80,90および95℃に保持し
た恒温槽中にグリコール組成物を置き、ゲル生成
が認められるまでの時間数あるいは日数を測定し
た。
本発明を以下の調製法、実施例および比較例で
示す。
調製法 1
3リツトルの丸底フラスコに3−クロロプロピ
ルトリメトキシシラン800.0g(4モル)とジメ
チルメチルホスホネート1000.0g(8モル)を入
れ、還流冷却器を付して、マグネチツクスターラ
ーで撹拌しつつ45分間かけて187℃まで加熱した。
還流冷却器の出口に鉱油を用いたバブラーを付け
ておいたところ、ガスの発生が観察された。フラ
スコ内容物は22.5時間さらに187℃に保持したが、
この場合、ガスの発生は認められず、その後反応
生成物は加熱を止め、室温まで冷却した。冷却
後、1436.9gの淡黄褐色の液体が得られた。この
未精製反応生成物のガスクロマトグラフ分析によ
り次の組成であることが判明した:ジメチルメチ
ルホスホネート44.4%;メチル3−(トリメトキ
シシリル)プロピルメチルホスホネート39.6%;
ビス−〔3−トリメトキシシリル)プロピル〕メ
チルホスホネート7.2%;で、二つの同定できな
い小ピークが観察された。一つはジメチルメチル
ホスホネートの前に、他はビス−〔3−(トリメト
キシシリル)プロピル〕メチルホスホネートの後
に出る。本反応生成物の一部を約2mmHgで減圧
蒸留し、未反応のジメチルメチルホスホネートを
30〜50℃の留分として回収し、112〜114℃の留分
は
の構造式を持つ、メチル3−(トリメトキシシリ
ル)プロピルメチルホスホネートであることが、
ガスクロマトグラフイ、NMRおよび質量分析法
により同定された。約160〜200℃の留分のガスク
ロマト分析により、これは
のビス−〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕
メチルホスホネートが主であるに違いのないこと
が、米国特許第4093641号に記載された方法に従
つて調製した標準試料との比較により明らかとな
つた。
実施例 1〜8
917.0gのエチレングリコールにメタ硼酸ナト
リウム5水加物の25wt%エチレングリコール溶
液52.0gを加えた。硝酸ナトリウム331/3%水溶
液(6.0g)を添加し、完全に溶解するまで撹拌
した。ついでナトリウムトリルトリアゾールの50
%水溶液2.0gを加えた。次に、溶液のPHが8.4〜
8.5となるよう10%カ性水溶液を用いて調節した。
メタ珪酸ナトリウム5水化物の水溶液(水10.0g
に3.0gを溶解)を上記混合物に添加した。
この溶解および種々の安定剤を添加したものの
80℃および90℃でのゲル生成防止性(安定度)を
第1表に示した。
ただし、第1表で示した安定度の日数は、はじ
めて眼でゲルの形成が観察されるまでの日数であ
る。
The present invention relates to gelation-resistant aqueous glycol or glycol ether compositions containing phosphorus-modified silanes. Antifreeze compositions containing glycols and various corrosion inhibitors have been described in the prior art, e.g.
Ordelt U.S. Patent No. 3,362, issued on May 9,
No. 910. These patents detail the relatively inexpensive and effective use of borax and silicates in the formulation of glycols.
In this technology, a concentrated composition of glycol is typically produced and sold to the end user for dilution with water and injection into the radiator of an automobile as a coolant. In the past, glycol-rich compositions using common corrosion inhibitors such as borax and silicates were known to have a tendency to form irreversible silicate gels when left in warehouses or shops for periods of time. . When an end user injects a glycol-rich composition into an automobile radiator, the concentrated composition may form slugs or gels that do not allow for easy injection or result in liquid and lumps being thrown out.
The present invention was developed to eliminate this gel formation. Wilson, U.S. Pat. No. 4,149,985, issued April 17, 1979, describes that gelling-resistant glycol compositions containing borate and silicate additives can be prepared. However, in order to produce a gelling-resistant composition, it was necessary to strictly control the order of addition of additives and the pH of the solution. This is difficult to control during manufacturing. Wing, U.S. Pat. No. 4,287,077, issued September 1, 1981, describes gelation-resistant glycol compositions to which are added an effective amount of silicone having polyoxyalkylene functionality. There is. While these silicone compounds are certainly effective, the process for making glycol compositions containing these compounds requires the addition of alkali metal silicates, which are always added to glycol compositions, to increase the corrosion resistance of the composition. The limitation is that these silicone compounds must be added before the process. In the present invention, phosphorus-
It is more effective in that a silane compound can be added. In UK Patent No. 2018266A of 17 October 1979:
The use of alkali metal salts of polymers of silylalkylphosphonates as corrosion inhibitors for metals in alcoholic or glycolic compositions is described. No. 4,333,843 to Wing et al., issued June 6, 1982, (RO) 3 Si-(CH 2 ) o -O-P
Chemical formula of (O)(CH 3 )-OR, where R is 1 carbon number
A gelation-resistant glycol composition is described by using an effective amount of a hydrolysis product of a compound having ~4 alkyl groups, n being an integer from 1 to 4;
This hydrolysis product is believed to be identical to the polymer of the UK patent. However, since these polymers are expensive, there are severe restrictions on their use in commercial production. Morehouse et al., U.S. Pat. No. 3,121,692 (columns 18 and 19), issued February 18, 1964, describes a gelling-resistant glycol composition formulation containing sodium silicate and aminosilanes. . However, it has been found that the compounds used in the present invention have far superior performance as anti-gel additives than the aminosilanes of the above-mentioned patents. The following patents relate to storage-stable related compositions containing siloxanes, but do not disclose the use of alkali metal silicates, glycols, and anti-gelling agents. U.S. Patent No. 3,234,144 (issued March 26, 1962)
Column 12 U.S. Patent No. 3248329 (issued April 26, 1966)
Column 19 U.S. Patent No. 3312622 (issued April 4, 1967)
Columns 21 and 22 U.S. Patent No. 3,337,496 (issued April 22, 1967)
Column 9: U.S. Patent No. 3,341,469 (issued September 12, 1967)
Column 9 The present invention relates to a glycol composition having gelation resistance comprising the following composition. (A) Alkylene glycol, alkylene glycol ether, or a mixture of both 85 to 98wt
%; (B) Effective amount for reducing corrosion of alkali metal silicates; (C) Effective amount of any of the following; () (RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O −P (O) (OR 3 ) (R 4 ) () [(RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O] 2 P(O)
(R 4 ) and a mixture of () and where m is 0 to 2 R, R 3 and R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. The present invention also provides gelation resistance by adding to a glycol composition containing an alkali metal silicate or other corrosion inhibitor an effective amount to improve the gelation resistance of a compound represented by the formula: The present invention includes a method for producing a glycol composition having the following. () (RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O −P(O) (OR 3 ) (R 4 ) () [(RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O〕 2 P(O)
(R 4 ) and a mixture of () and where m is 0 to 2 R, R 3 and R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of compounds falling within the above range where m is zero include methyl 3-(trimethoxysilyl)propyl methylphosphonate, butyl 2-
(Triethoxysilyl)ethylmethylphosphonate, propyl 3-(tripropoxysilyl)propylmethylphosphonate, and methyl 4-(trimethoxysilyl)butylmethylphosphonate. Examples of compounds falling within the above range where m is 1 include methyl 3-(methyldimethoxysilyl)propylmethylphosphonate, methyl 3-(methyldimethoxysilyl)propylmethylphosphonate,
-(methyldiethoxysilyl)propylmethylphosphonate, methyl 3-(dimethoxymethylsilyl)propylethylphosphonate, butyl 2-
(dimethoxymethylsilyl)ethylpropylphosphonate, propyl 3-(dipropoxymethylsilyl)propylmethylphosphonate and methyl 4-(dimethoxymethylsilyl)butylethylphosphonate. Examples of compounds falling within the above range where m is 2 include methyl 3-(dimethylmethoxysilyl)propylmethylphosphonate, methyl 3-(dimethylethoxysilyl)propylmethylphosphonate, and methyl 3-(methoxydimethylsilyl). ) Propyl butyl phosphonate, butyl 2
-(methoxydimethylsilyl(ethylethylphosphonate), propyl 3-(ethoxydiethylsilyl)propylmethylphosphonate, and ethyl 4-(methoxydimethylsilyl)butylethylphosphonate. Examples of compounds falling within the above range include bis -[3-(trimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate, bis-[2-(trimethoxysilyl)ethyl]methylphosphonate, bis-[3-(tripropoxysilyl)propyl]methylphosphonate, bis-[4-( trimethoxysilyl)butyl]methylphosphonate, bis-[3-
(methyldimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate, bis-[3-(methyl-diethoxysilyl)propyl]methylphosphonate, bis-
[3-(dimethylmethoxysilyl)propyl]methylphosphonate, and bis-[3-dimethylethoxysilyl)propyl]methylphosphonate. Examples of mixtures falling within the above range include one of trialkoxysilane, dialkoxyalkylsilane, or alkoxydialkylsilane having an omega haloalkylene group;
There is a crude product of the reaction with the dialkylalkylphosphonate. These compounds were published on June 6, 1978.
It can be prepared by the catalytic process shown in Plueddemann, US Pat. No. 4,093,641, or it can be readily prepared by the processes shown in column 1 of the above patent.
Other non-contact processes are shown below. These subgel resistant additives may be combined with other well-known corrosion inhibitors normally present in glycol compositions of this type, such as alkali metal borates, mercaptobenzotriazole compounds, nitrates, nitrites,
It is also effective in the presence of phosphates, benzoates, etc. Accordingly, the present invention relates to a single phase composition of the following composition: (A) 85-98 wt alkylene glycol, alkylene glycol ether or a mixture of both;
(B) an effective amount of an alkyl metal silicate; (C) an effective amount of any one of the following substances; () (RO) 3-n (R 1 ) n Si-R 2 -O -P(O ) (OR 3 ) (R 4 ), () [(RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O] 2 P(O)
(R 4 ), or a mixture with (), where m is 0 to 2, R, R 3 and R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , a phenyl group, an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 are an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Particularly preferred additive compounds have the following formula: () (RO) 3 Si—(CH 2 )— o O −P(O)(CH 3 )—OR, () [(RO) 3 Si— (CH 2 )) - o O-] 2 -P(O)CH 3 , or a mixture of () and Here, R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n
is an integer from 1 to 4. Glycols and glycol ethers that can be used in this composition include (1) glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, and dipropylene glycol; (2) glycol monoethers such as methyl, ethyl, propyl, and butyl ethers of ethylene glycol; ,(3)
Glycol diethers such as the methyl and ethyl diethers of ethylene glycol, diethylene glycol, and dipropylene glycol.
Ethylene glycol, propylene glycol and the monomethyl ester of propylene glycol, ie methoxypropanol, are particularly suitable. Examples of known corrosion inhibitors and additives used in combination with the above-mentioned silane in the present invention are as follows: alkali metal silicates such as sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium metasilicate, sodium tetraborate, Alkali metal borates such as potassium tetraborate, sodium metaborate, potassium metaborate, alkali metal salts of mercaptobenzothiazole, alkali metal salts of tolyltriazole, alkali metal nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrite, potassium nitrite, etc. There are alkali metal nitrites, alkali metal phosphates such as sodium phosphate and potassium phosphate, alkali metal benzoates, and various dyes. In the process of making the compositions of the present invention, one or more of the above-mentioned glycols are added to the non-silicate corrosion inhibitors mentioned above and other inhibitors such as mercaptobenzothiazole, tolyltriazole, nitrates, phosphates, etc. necessary for corrosion protection. Mix with sufficient quantity.
Next, set the desired pH of the solution, i.e. a value of 5 to 12,
It is preferably adjusted to 8 to 11 by adding an aqueous solution of an inorganic salt such as an alkali metal hydroxide, carbonate or phosphate. Furthermore, the above-mentioned alkali metal silicate is added to form a glycol composition having corrosion and gel resistance. The silane or mixture thereof can be added in an effective amount at any point during the manufacturing process. The effective amount of the silane that can result in a glycol composition having gelation resistance to achieve the objects of the present invention is about 0.001 to 5.0 wt%, preferably
0.002 to 0.5wt%, most preferably 0.005 to 0.5wt%
It is in the range of 0.2wt%. Effective amounts for corrosion protection of the above-mentioned corrosion inhibitors are well known in the prior art and will of course vary depending on the particular additive. Generally, the amount of silicates and borates used is 0.025 to 1.0 wt% for silicates and 0.1 to 1.0 wt% for borates based on the weight of the total solution.
2.0wt%, preferably 0.05 to 0.05% for silicate
0.5 wt%, ranging from 0.5 to 1.6 wt% for borate. In the present invention, when the amount of borate added is large within the desired amount range (1.0 to 2.0 wt%), the amount of silicate added is within the desired amount range (0.025 to 2.0 wt%).
0.3wt%).
In each case, it is not possible to determine the exact amount of silicate, due to its complex effects with other corrosion inhibitors, such as the aforementioned triazoles, nitrates, nitrites and phosphates. . Accelerated durability (aging) tests were conducted on Examples and Comparative Examples to compare and illustrate the gelation resistance of the compositions. In the test, a glycol composition was placed in a constant temperature bath maintained at 80, 90, and 95°C, and the number of hours or days until gel formation was observed was measured. The invention is illustrated in the following Preparation Methods, Examples and Comparative Examples. Preparation method 1 Put 800.0 g (4 mol) of 3-chloropropyltrimethoxysilane and 1000.0 g (8 mol) of dimethylmethylphosphonate in a 3-liter round-bottomed flask, attach a reflux condenser, and stir with a magnetic stirrer. The mixture was heated to 187°C over 45 minutes.
When a bubbler using mineral oil was attached to the outlet of the reflux condenser, gas generation was observed. The flask contents were held at 187°C for an additional 22.5 hours.
In this case, no gas evolution was observed, and the reaction product was then stopped from heating and cooled to room temperature. After cooling, 1436.9 g of a light tan liquid was obtained. Gas chromatographic analysis of the crude reaction product revealed the following composition: 44.4% dimethylmethylphosphonate; 39.6% methyl 3-(trimethoxysilyl)propylmethylphosphonate;
Two small unidentified peaks were observed at 7.2% bis-[3-trimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate. One comes before dimethylmethylphosphonate and the other after bis-[3-(trimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate. A portion of this reaction product was distilled under reduced pressure at approximately 2 mmHg to remove unreacted dimethylmethylphosphonate.
Collected as a fraction between 30 and 50℃, and a fraction between 112 and 114℃. Methyl 3-(trimethoxysilyl)propyl methylphosphonate has the structural formula:
Identified by gas chromatography, NMR and mass spectrometry. Gas chromatographic analysis of the fraction at about 160-200℃ shows that this is Bis-[3-(trimethoxysilyl)propyl]
Comparison with a standard sample prepared according to the method described in US Pat. No. 4,093,641 revealed that methylphosphonate must be predominant. Examples 1 to 8 52.0 g of a 25 wt% ethylene glycol solution of sodium metaborate pentahydrate was added to 917.0 g of ethylene glycol. A 331/3% aqueous solution of sodium nitrate (6.0 g) was added and stirred until completely dissolved. Then 50% of sodium tolyltriazole
% aqueous solution was added. Next, the pH of the solution is 8.4~
It was adjusted to 8.5 using a 10% potassium aqueous solution.
Aqueous solution of sodium metasilicate pentahydrate (water 10.0g
(3.0 g dissolved in ) was added to the above mixture. Although this solution and the addition of various stabilizers
Table 1 shows the gel formation prevention properties (stability) at 80°C and 90°C. However, the number of days of stability shown in Table 1 is the number of days until the formation of gel is first observed in the eye.
【表】
第1表に示したデータについての考察により、
メチル3−(トリメトキシシリル)プロピルメチ
ルホスホネートおよびビス−〔3−(トリメトキシ
シリル)プロピル〕メチルホスホネートは、
30ppmおよび20ppmという低濃度であつても比較
例より遥かにゲル安定性の増大に有効な添加物で
あることが明らかである。上記のシラン純品ほど
の効果はあげられないが、未精製の合成反応混合
物もゲル化防止剤として有効である。
実施例 9〜13
リン変性シラン類が珪酸塩その他の腐食防止剤
をグリコール組成物に添加した後に添加しても、
ゲル生成防止に有効であることをここの実施例で
示す。5種類の珪酸塩入り市販不凍液の安定性を
95℃で評価した。次に調製法1で示した未精製合
成反応生成(混合)物をそれぞれの試料に0.02%
添加して同一条件で安定性を評価した。その結果
を第2表に示す。[Table] Based on the consideration of the data shown in Table 1,
Methyl 3-(trimethoxysilyl)propylmethylphosphonate and bis-[3-(trimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate are
It is clear that even at low concentrations of 30 ppm and 20 ppm, these additives are far more effective in increasing gel stability than the comparative examples. An unpurified synthetic reaction mixture is also effective as an antigelation agent, although it is not as effective as the pure silane mentioned above. Examples 9-13 Even if phosphorus-modified silanes are added after silicate or other corrosion inhibitors are added to the glycol composition,
This example shows that it is effective in preventing gel formation. Stability of commercially available antifreeze containing 5 types of silicates
Evaluation was performed at 95°C. Next, add 0.02% of the unpurified synthetic reaction product (mixture) shown in Preparation Method 1 to each sample.
The stability was evaluated under the same conditions. The results are shown in Table 2.
【表】
* 比較例に調製法1の未
精製合成反応混合物を
0.02wt%添加
実施例 14〜18
市販不凍液のある特有の商品は95℃の恒温槽で
の安定度が6時間という値を示した。この不安定
なクーラントに少量のメチル3−(トリメチルシ
リル)プロピルメチルホスホネートを添加するこ
とにより、同一条件でゲル生成までの時間が大巾
に増加した。この結果を第3表に示す。[Table] * Comparative example without preparation method 1
Purify the synthesis reaction mixture
Added 0.02wt%
Examples 14 to 18 Certain commercially available antifreeze products exhibited a stability value of 6 hours in a constant temperature bath at 95°C. Addition of a small amount of methyl 3-(trimethylsilyl)propyl methylphosphonate to this unstable coolant significantly increased the time to gel formation under the same conditions. The results are shown in Table 3.
【表】
実施例 19および20
実施例14〜18で示したのと同一の手法で、特定
の市販不凍液に添加する安定化剤だけをビス−
〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕メチルホ
スホネートに変更して実施した。実施例19ではビ
ス−〔3−(トリメトキシシリル)プロピル〕メチ
ルホスホネート200ppmの添加により、ゲル生成
時間が6時間から6日に向上した。実施例20では
同一化合物1000ppmの添加により、ゲル生成時間
が14日となつた。
実施例 21および22
917.0gのエチレングリコール中にメタ硼酸ナ
トリウム5水加物の25%エチレングリコール溶液
52.0gを加えた。硝酸ナトリウム331/3%水溶液
(6.0g)を加え、十分溶解するまで撹拌した。つ
いでナトリウムトリルトリアゾールの50%水溶液
2.0gを加えた。そこで25%のカ性水溶液を使用
して溶液のPHを5.8〜5.9に調節した。メタ珪酸ナ
トリウム5水加物を20.0gの水に溶解し、珪酸塩
濃度の高い組成物と低い組成物となるよう、それ
ぞれ撹拌しながら添加した。これら2種の溶液の
80℃および90℃での安定度および両者に安定化剤
としてメチル3−(トリメトキシシリル)プロピ
ルメチルホスホネート0.1%、即ち1000ppmを添
加した場合の安定化試験結果を第4表に示す。[Table] Examples 19 and 20 Using the same method as shown in Examples 14 to 18, only the stabilizer added to a specific commercially available antifreeze was bis-
The experiment was carried out by changing to [3-(trimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate. In Example 19, the addition of 200 ppm of bis-[3-(trimethoxysilyl)propyl]methylphosphonate improved the gel formation time from 6 hours to 6 days. In Example 20, by adding 1000 ppm of the same compound, the gel formation time was 14 days. Examples 21 and 22 25% ethylene glycol solution of sodium metaborate pentahydrate in 917.0 g ethylene glycol
Added 52.0g. A 331/3% aqueous solution (6.0 g) of sodium nitrate was added and stirred until sufficiently dissolved. Then a 50% aqueous solution of sodium tolyltriazole
2.0g was added. Therefore, the pH of the solution was adjusted to 5.8-5.9 using a 25% caustic aqueous solution. Sodium metasilicate pentahydrate was dissolved in 20.0 g of water, and added with stirring to form a composition with a high silicate concentration and a composition with a low silicate concentration. of these two solutions
Table 4 shows the stability at 80 DEG C. and 90 DEG C. and the stability test results when 0.1%, ie, 1000 ppm of methyl 3-(trimethoxysilyl)propyl methylphosphonate was added as a stabilizer to both.
【表】
上記結果から、珪酸ナトリウム濃度が高い
(7000ppm)とゲル生成時間が短いが本発明のシ
ランの使用によりゲル生成時間は長くなる。珪酸
塩濃度が低いと(5000ppm)、本発明のシランは
ゲル生成時間をきわめて大きくする。
実施例 23および24
市販の珪酸塩を含む不凍液に十分な量の各種の
安定化剤をそれぞれ50ppm加えた。これらの溶液
中に目で見えるシリカゲルが生成するまでに要す
る時間を90〜95℃で測定した。それぞれ3回測定
した平均ゲル生成時間を第5表に示す。[Table] From the above results, the gel formation time is short when the sodium silicate concentration is high (7000 ppm), but the gel formation time becomes longer when the silane of the present invention is used. At low silicate concentrations (5000 ppm), the silanes of the present invention have very long gel formation times. Examples 23 and 24 Sufficient amounts of various stabilizers were added to 50 ppm each of commercially available silicate-containing antifreeze solutions. The time required for visible silica gel to form in these solutions was measured at 90-95°C. Table 5 shows the average gel formation time measured three times in each case.
【表】
ネート
[Table] Nate
Claims (1)
コール組成物: (A) アルキレングリコール、アルキレングリコー
ルエーテルあるいは両者の混合物85乃至98wt
%; (B) アルカリ金属珪酸塩の腐食減少のための有効
量; (C) 下記の物質のいずれかの有効量; () (RO)3-n(R1)nSi−R2−O −P(O)(OR3)(R4) () 〔(RO)3-n(R1)nSi−R2−O〕2P(O)
(R4)、 あるいは ()およびの混合物; ここでmは0〜2 R,R3,R4は炭素数1〜4個のアルキル基、 R1は炭素数1〜4個のアルキル基、フエニル
基および炭素数7〜10個のアラルキル基、および R2は炭素数1〜4個のアルキレン基、である。 2 該アルキレングリコールがエチレングリコー
ルである特許請求の範囲第1項の組成物。 3 該アルキレングリコールがプロピレングリコ
ールである特許請求の範囲第1項の組成物。 4 該アルキレングリコールエーテルがプロピレ
ングリコールのモノメチルエーテルである特許請
求の範囲第1項の組成物。 5 該(A)がアルキレングリコールであり、腐食減
少に有効な量のアルカリ金属硼酸塩をも含有する
特許請求の範囲第1項の組成物。 6 Rがメチル基でありmがゼロである特許請求
の範囲第5項の組成物。 7 アルカリ金属珪酸塩および他の腐食防止剤を
含むグリコール組成物に、次式の物質のゲル化抵
抗性を改良する有効量を添加することを特徴とす
るゲル化抵抗性を有するグリコール組成物の製造
方法: () (RO)3-n(R1)nSi−R2−O −P(O)(OR3)(R4) () [(RO)3-n(R1)nSi−R2−O]2P(O)
(R4)、 または () ととの混合物; ここでmは0〜2 R,R3,R4は炭素数1〜4個のアルキル基、 R1は炭素数1〜4個のアルキル基、フエニル
基および炭素数7〜10個のアラルキル基、および R2は炭素数1〜4個のアルキレン基である。[Scope of Claims] 1. Glycol composition having gelation resistance consisting of the following composition: (A) 85 to 98 wt of alkylene glycol, alkylene glycol ether, or a mixture of both.
%; (B) Effective amount for reducing corrosion of alkali metal silicates; (C) Effective amount of any of the following substances; () (RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O −P(O)(OR 3 )(R 4 ) () [(RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O] 2 P(O)
(R 4 ), or a mixture of () and; where m is 0 to 2 R, R 3 , R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, A phenyl group and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. 2. The composition of claim 1, wherein the alkylene glycol is ethylene glycol. 3. The composition of claim 1, wherein the alkylene glycol is propylene glycol. 4. The composition of claim 1, wherein the alkylene glycol ether is monomethyl ether of propylene glycol. 5. The composition of claim 1, wherein (A) is an alkylene glycol and also contains an effective amount of an alkali metal borate to reduce corrosion. 6. The composition of claim 5, wherein R is a methyl group and m is zero. 7. Glycol compositions having gelling resistance characterized by adding to glycol compositions containing alkali metal silicates and other corrosion inhibitors an effective amount that improves the gelling resistance of a substance of the formula: Manufacturing method: () (RO) 3-n (R 1 ) n Si−R 2 −O −P(O) (OR 3 ) (R 4 ) () [(RO) 3-n (R 1 ) n Si −R 2 −O] 2 P(O)
(R 4 ), or a mixture of () and , where m is 0 to 2 R, R 3 , and R 4 are alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, and R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. , a phenyl group and an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57214748A JPS59106430A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Glycol composition containing phosphorus-modified silane |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59106430A JPS59106430A (en) | 1984-06-20 |
JPH0437810B2 true JPH0437810B2 (en) | 1992-06-22 |
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JP57214748A Granted JPS59106430A (en) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | Glycol composition containing phosphorus-modified silane |
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---|---|---|---|---|
US9868902B2 (en) | 2014-07-17 | 2018-01-16 | Soulbrain Co., Ltd. | Composition for etching |
-
1982
- 1982-12-09 JP JP57214748A patent/JPS59106430A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS59106430A (en) | 1984-06-20 |
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