JPH07157887A - アルミニウムエンジン用防食不凍液 - Google Patents

アルミニウムエンジン用防食不凍液

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JPH07157887A
JPH07157887A JP5314328A JP31432893A JPH07157887A JP H07157887 A JPH07157887 A JP H07157887A JP 5314328 A JP5314328 A JP 5314328A JP 31432893 A JP31432893 A JP 31432893A JP H07157887 A JPH07157887 A JP H07157887A
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JP
Japan
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freeze
antifreeze
test
aluminum
corrosive
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JP5314328A
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English (en)
Inventor
Jinzo Nagamori
仁蔵 永森
Toshio Morii
敏雄 森井
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SEIKEN KAGAKU KOGYO KK
Original Assignee
SEIKEN KAGAKU KOGYO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウムエンジン用防食不凍液の提供。 【構成】 エチレングリコール類およびプロピレングリ
コール類のうちから選ばれた不凍成分の少なくとも1種
または2種以上を基材とし、(1)リン酸とトリエタノ
ールアミンとの反応生成物である付加塩およびトリエタ
ノールアミンリン酸エステルの群から選ばれた防食成分
の1種または2種以上を100〜50000ppm、
(2)モリブデン酸および/またはモリブデン酸塩を5
0〜5000ppm、(3)ベンゾトリアゾールおよび
/またはトリルトリアゾールを5〜5000ppm、お
よび(4)硝酸塩を5〜5000ppmを少なくとも含
有することを特徴とするアルミニウムエンジン用防食不
凍液。 【効果】 本発明の防食不凍液はアルミニウムエンジン
搭載車は勿論、通常の乗用車や大型ディーゼル車等の不
凍液およびクーラントとして年間を通じて使用すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムエンジン用
防食不凍液に関し、より詳しくは自動車、二輪車、ディ
ーゼル車、船舶関係の内燃機関の冷却系統に使用するの
に好適な防食性に優れたアルミニウムエンジン用不凍液
に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関等の冷却水に添加され、冬期に
おける冷却水の凍結防止および夏季のオーバーヒートに
よる過熱防止ならびに腐食防止のために不凍液が使用さ
れており、JIS規格1種不凍液およびJIS規格2種
クーラントがある。このうち、JIS規格2種クーラン
トは年間を通して用いる不凍液として使用されている。
これらの不凍液組成物には、エチレングリコールの不凍
成分を主成分とし、この不凍成分に防食成分、消泡成分
等を添加したものが用いられている。
【0003】内燃機関の冷却系統には、銅、ハンダ、黄
銅、鋼、鋳鉄、アルミニウム合金など多岐にわたる金属
が使用されており、特にハンダ、鋳鉄およびアルミニウ
ム合金が異種金属との間に接触腐食を起しやすく、これ
を防止するためにクロム酸系の防食剤がもっとも効果的
なものとして不凍液に使用されてきた。しかしながら、
近年のクロム酸公害の観点から使用できなくなり、無公
害性または低公害性の不凍液の開発が望まれている。
【0004】さらに近年では自動車の燃費を節約するた
めに車体の軽量化が始まり、エンジンの材質にアルミニ
ウム合金が使用されてきており、特にアルミニウム合金
のシリンダブロックにおける伝熱面腐食の発生が問題と
されている。JIS規格を満足する市販不凍液の1種お
よび2種のなかでも、アルミニウム合金の伝熱面腐食試
験では激しい腐食を生ずるものもあるため、使用に耐え
ることができない製品も一部に発生している。特に種々
の金属に対して防食効果を示す硼酸のナトリウム塩はア
ルミニウム合金シリンダを腐食溶出させ、水酸化アルミ
ニウムとなって、ラジエータコアに堆積し冷却水の通路
を塞ぎオーバーヒートを起し問題となっている。また最
も多く使用される正リン酸ナトリウムおよび正リン酸カ
リウムは成分中のリン酸分の消費が著しいため、結合成
分のナトリウムが多量に残り冷却水のpHを高いアルカ
リ性にするため、アルミニウム合金の腐食を加速するこ
とになり、リン酸濃度が約500ppm以上になればアルミニ
ウム合金の伝熱面腐食が大きくなることが報告されてお
り、アルミニウム合金用防食不凍液の有効成分としての
使用には問題が残される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】叙上のごとき現状か
ら、種々の金属に対して前記JIS規格を満足する防食
効果を示し、さらにアルミニウム合金の伝熱面腐食をも
抑制することができる防食不凍液の開発が熱望されてい
る。本発明はこれらの要望に応える得る不凍液を提供せ
んとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる現
状に鑑み、異種金属間の接触腐食、特にアルミニウム合
金、鋳鉄およびハンダと他の異種金属間における接触腐
食に対して十分な防食効果を発揮する低公害性の非クロ
ム酸系防食剤であることはもちろん、アルミニウム合金
エンジンを用いた内燃機関の冷却系統において、アルミ
ニウム合金に対する伝熱面腐食をも抑制する防食不凍液
を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、不凍成分と防食成
分を下記の割合:すなわち、エチレングリコール類およ
びプロピレングリコール類のうちから選ばれた不凍成分
少なくとも1種または2種以上を基材とし、(1)リン
酸とトリエタノールアミンとの反応生成物である付加塩
およびトリエタノールアミンリン酸エステル(Triethan
olamine phosphate )の群から選ばれた防食成分の1種
または2種以上を 100〜50000ppm、(2)モリブデン酸
および/またはモリブデン酸塩を50〜5000ppm 、(3)
ベンゾトリアゾールおよび/またはトリルトリアゾール
を5〜5000ppm 、および(4)硝酸塩を5〜5000ppm を少なくとも含有することを特徴とするアルミニウムエ
ンジン用防食不凍液を用いることにより、前記目的が容
易に達成されるという新たな事実を見出し、本発明を完
成するにいたった。
【0007】本発明のアルミニウムエンジン用防食不凍
液の特徴としては、次の(A)〜(D)などをあげるこ
とができる。すなわち、(A)アルミニウム合金を使用
した内燃機関の冷却系統に対する防食はもちろんのこ
と、該系統に使用されているアルミニウム合金以外の異
種金属が多岐にわたっても十分な防食効果を発揮するこ
と、(B)アルミニウム合金を使用した内燃機関におい
て、アルミニウム合金の伝熱面腐食が抑制されること、
(C)低公害性であり、かつバクテリヤなどによる腐敗
が起らないこと、および(D)使用溶液の液相は安定し
ており、沈殿の生成、有効成分の劣化などの経時変化が
ほとんどないことなどである。
【0008】本発明の特徴をさらに詳しく説明すると、
本発明のアルミニウムエンジン用防食不凍液の構成成分
として用いられている前記(1)〜(4)の各薬剤はそ
れぞれ特定金属に対して防食効果を有することは知られ
ているが、これらを併用したときの効果については知ら
れてない。すなわち、成分(1)のリン酸とトリエタノ
ールアミンとの反応生成物は、例えば、リン酸とトリエ
タノールアミンを3:7の重量比で常温に於て中和反応
を起させると発熱して 110℃位の高温に達し、茶色の粘
稠液に変化し、トリエタノールアミンホスヘート(Trie
thanolamine phosphate )を生成する。この生成物は、
トリエタノールアミンの付加塩とトリエタノールアミン
リン酸エステルが共存したもので、アルミニウム合金の
防食剤として英国規格BS3150に航空機のアルミエ
ンジン用防食液として規定されているが、年間を通じて
使用できるアルミエンジン用不凍液としては使用されて
いない。以下、成分(1)はトリエタノールアミンホス
ヘートという。また、成分(2)のモリブデン酸ナトリ
ウムは、鋼およびアルミニウム合金の防食に効果的であ
り、成分(3)のベンゾトリアゾール、トリルトリアゾ
ールは銅、黄銅の防食の他にハンダの防食に効果があ
り、成分(4)の硝酸ナトリウムはアルミニウム合金、
鋼の防食に効果を有することは個々に知られているが、
これらの各成分は個々に不凍液に使用した場合エンジン
の冷却系統に使用されている。上記の防食目的以外の金
属を腐食する恐れがあることから、年間を通じて使用す
るアルミニウムエンジン用不凍液の成分には、それぞれ
に欠陥を含むため、個々の成分に限定した不凍液には問
題が残されている。
【0009】〔各成分の欠陥と補強〕 (1)トリエタノールアミンホスヘートは銅に対する腐
食性が極めて強く、その結果として発生する銅イオンが
アルミニウム合金の表面に電着現象を起こし、アルミニ
ウムを加速的に腐食させること。また有機物質であるた
め、高熱に対しての耐久性に乏しいこと。これらの欠陥
に対して、銅の防食にはベンゾトリアゾールおよびトリ
ルトリアゾールを、耐久性の補強には熱に強くアルミニ
ウムの防食に有効なモリブデン酸ソーダおよび硝酸ソー
ダを使用し、トリエタノールアミンホスヘートの優れた
アルミニウムの防食性を十分に活用している。 (2)モリブデン酸ナトリウムはハンダを腐食するが、
トリエタノールアミンホスヘートがハンダに極めて優れ
た防食効果があるため、補強される。 (3)ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾールは鋳鉄
および鋼を腐食するが、トリエタノールアミンホスヘー
トが鋳鉄および鋼に優れた防食効果があるため補強され
る。 (4)硝酸ソーダはハンダを腐食するが、トリエタノー
ルアミンホスヘートがハンダに極めて優れた防食効果が
あるため補強される。 以上のように(1)〜(4)の各成分は個々の特徴と欠
陥を相互にバランスよく補強することで、エンジン冷却
系統の金属材料である。アルミニウム合金を中心に鋳
鉄、鋼、黄銅、銅、ハンダの6種類の防食を完全にして
いる。
【0010】本発明者らは、トリエタノールアミンホス
ヘートなどの成分(1)を多量に使用して効果的にpH
を中性付近に調節するとともに、上記成分(2)〜
(4)と併用するとアルミニウム合金の伝熱面腐食が抑
制されるという新しい事実を発見した。
【0011】
【実施例】つぎに実施例および比較例をあげて本発明の
アルミニウムエンジン用不凍液をより詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
【0012】試験例1 蒸留水に塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムおよび炭酸水
素ナトリウムをそれぞれ添加して塩素イオン、硫酸イオ
ンおよび炭酸水素イオンの各濃度がそれぞれ 100ppm と
なる金属腐食試験用JIS調合水を作成した。つぎにア
ルミニウムエンジン用不凍液の各成分が第1表に示す濃
度となるように、各成分をそれぞれ添加して実施例試料
No. 1〜4および比較例試料No. 5〜9を調製する。そ
の他に市販品の不凍液A,Bを比較例として用いた。こ
れらの各試料を用い腐食試験を行った。試験は、JIS
K−2234(不凍液−1987)に規定された金属腐食試
験方法に準じて、該試験方法にしたがってつくられたア
ルミニウム合金鋳物、鋳鉄、鋼、黄銅、ハンダ、銅から
なる6つの金属試験片を88±2℃の温度で、乾燥空気を
100±10ml/分の割合で吹き込みながら、 336時間(14
日間)の連続試験を行った。 試験液濃度 試料(不凍液)30 v/v%にJIS調合水70 v/v%を加え
る。試験液の全量は 750mlとする。
【0013】なお、各金属の腐食度合はつぎの計算式か
ら求められる質量の変化量Cによって評価した。
【数1】 [式中、C は質量の変化量(mg/cm2 )、W は試験
前の金属試験片の質量(mg)、W′は試験後の金属試験
片の質量(mg)、S は試験前の金属試験片の全表面積
(cm2 )]得られた結果を第2表に示す。
【0014】試験例2 ASTMD4340法アルミニ
ウム合金伝熱面腐食性試験 本試験は、アルミニウム合金シリンダブロックの伝熱面
腐食に耐える、不凍液、クーラントを選別するためのも
のである。 試験条件 (1)試験温度 135℃×168時間 (2)試験液濃度 不凍液 25v/v%に蒸留水 75v/v%を加える。希釈クーラ
ント混合液が塩素イオン100ppmになるよう、食塩 165mg
/l を溶解させる。試験液の全量は 500mlとする。 (3)初期圧 2.0 Kg/cm2 (4)試験片の材質 アルミニウム合金 AC−2B (5)試験片の大きさ 直径65mm、厚さ13mmの円板 計算および記録方法
【数2】 ここに C :試験片の質量の変化(mg/cm2 ) M1 :試験前の試験片の質量(mg) M2 :試験後の試験片の質量(mg) S :試験前の試験片の試料との 接触部分面積(cm2 ) 得られた結果を第2表に示す。
【0015】実施例の試料 No.1〜4は防食有効成分を
規定濃度内に含むため、試験結果に若干の差異を認める
が、いづれもJISK−2234(不凍液)の金属腐食
試験結果を満足する。その他ASTMD4340のアル
ミニウム合金伝熱面腐食性試験においても満足な結果が
得られている。比較例 No.5は防食有効成分中のトリエ
タノールアミンホスヘートを、 No.6はモリブデン酸ナ
トリウムを、 No.7はトリルトリアゾールを、 No.8は
ベンゾトリアゾールとトリルトリアゾールを、 No.9は
硝酸ナトリウムを各々の配合から除いた場合の試験結果
は、JISK−2234不凍液の金属腐食試験におい
て、各配合に優位差は認められるが重量値は規格以内に
なる。しかしASTMD4340規格アルミニウム合金
伝熱面腐食性試験では No.7は満足な結果が得られる
が、他の No.5、 No.6、 No.8、 No.9は参考値から
外れ腐食する。比較例市販品AはJIS規格を満足する
が、アルミニウム合金伝熱面腐食性試験で成分中に硼砂
を含むため烈しく腐食する。比較例市販品BはJIS規
格を満足するが、アルミニウム合金伝熱面腐食性試験で
正燐酸ナトリウムおよび正燐酸カリウムを多く含むため
腐食する。以上の試験結果からアルミニウム合金の防食
成分としてトリエタノールアミンホスヘートと成分
(2)〜(4)の併用が最も有効であるとの結論を得
た。
【0016】引用ASTM試験法 (1) ASTMD4340は試験方法は規定している
が、腐食量規定値は定めていない。 (2) ASTMD3306は腐食量規定値を1mg/cm
2 以下としている。
【0017】
【表1】 注:ppm = mg/l
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】上記説明から明らかな如く、本発明の防
食不凍液はアルミニウムエンジン搭載車は勿論、通常の
乗用車や大型ディゼール車等の不凍液およびクーラント
として年間を通じて使用することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成7年2月17日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】
【発明の効果】上記説明から明らかな如く、本発明の防
食不凍液はアルミニウムエンジン搭載車は勿論、通常の
乗用車や大型ディーゼル車等の不凍液およびクーラント
として年間を通じて使用することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレングリコール類およびプロピレン
    グリコール類のうちから選ばれた不凍成分の少なくとも
    1種または2種以上を基材とし、(1)リン酸とトリエ
    タノールアミンとの反応生成物である付加塩およびトリ
    エタノールアミンリン酸エステルの群から選ばれた防食
    成分の1種または2種以上を 100〜50000ppm、(2)モ
    リブデン酸および/またはモリブデン酸塩を50〜5000pp
    m 、(3)ベンゾトリアゾールおよび/またはトリルト
    リアゾールを5〜5000ppm 、および(4)硝酸塩を5〜
    5000ppm を少なくとも含有することを特徴とするアルミニウムエ
    ンジン用防食不凍液。
JP5314328A 1993-11-19 1993-11-19 アルミニウムエンジン用防食不凍液 Pending JPH07157887A (ja)

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Cited By (2)

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WO1998022554A1 (en) * 1996-11-18 1998-05-28 Health And Hygiene International Pty. Ltd. A biocidal corrosion inhibiting composition
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