JPS6033371A - 防食剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鉄系金属の水溶性防食剤に関する。

更に詳ゝしくは、酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛とポリア
ルキレンポリアミンの１種ないし２種以上とポリカルボ
ン酸もしくは下記１〜１ｖのいづれかで表わされるホス
ホン酸の１種ないし２種以上との加熱反応生成物を有効
成分とすることよりなる鉄系金属の水溶性防食剤に関す
るものである。

（式中１Ｘｌ−ｘ４およびＹ１〜Ｙ４は水素原子、水酸
基もしくは炭素数１〜５のアルキル基を表わし、それぞ
れ同一もしくは異なってもよい。Ｒ１，Ｒ２１ １０Ｈ 基を表わす。Ｒ５〜Ｆｉｘｏは水素原子、炭素数１〜５
のアルキル基もしくはカルボキシル基を表わし、それぞ
れ同一もしくは異なっていてもよい。

ユは１〜３の整数である。） 鉄系金属は、水中あるいは大気中を問わず最も発錆しや
すく、腐食しやすい金属であり、これを防止するために
、従来から多数の提案がなされ、実用化されている。鉄
系金属に対する水溶性防食剤としてはクロム酸塩が最も
優れた効果を有するが、人体に対する母性が強く、はと
んど使用されなくなってきている。唾硝酸塩も優れた防
食性を有するが、アミン類と共用することが多い。この
場合、両者が徐々に反応してニトロソアミンを生成する
のである。ニトロソアミンは、発ガン性物質であるため
、亜硝酸塩もまた使用が規制されている。また、高級ア
ルキル基を有する脂肪＃塩類も防食性を有するが、その
多くは、泡立ちするとか、生分解性が大きいとかの理由
で、充分な効果が得られていないのが実情である。

本発明者は、これらのことを考慮して、鉄系金属に対し
て優れた、しかも毒性のない、安全な防食剤を開発すべ
く、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成したのである
。

本発明の特徴は、アルカリ側において、従来溶解しなか
った亜鉛塩を水溶化したところにある。即ち、亜鉛塩を
はじめ、多くの重金属の塩類は、酸性ないし中性におい
ては水溶化するけれども、液性がアルカリ側になると水
酸化金属として沈澱し、はとんど水に溶解しない。従っ
て、アルカリ側における亜鉛塩などの金属塩の挙動につ
いては、はとんど研究されておらず、ワスカに大過剰の
苛性アルカリやアンモニヤなどとの共存下における溶液
化が検討されているに過ぎない。これらはアルカリ価が
高すぎて、金属の防食剤にはなりえないのである。

本発明は、酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛をポリアルキレ
ノポリアミンとポ“リカルボン酸もしくはホスポン酸と
混合し、加熱反応させ、均一な溶液を得、この反応生成
物が、鉄系金属に対して優れた防食性を有する口とを見
い出したものである。

酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛は、ポリカルボン酸もしく
はホスホン酸と反応して、ポリカルボン酸亜鉛塩もしく
はボスホン酸亜鉛となる。

これらの亜鉛塩は水に溶解するものもあれば、溶解しな
いものもあるが、アルカリ側では、いづれも水酸化亜鉛
を生成して沈澱する。一方、ポリアルキレンポリアミン
とは、加熱してもほとんど反応せず、酸化亜鉛ないし水
酸化亜鉛のままである。

また、モノアミンや１価のリン化合物とを反応させたの
では、アルカリ側で亜鉛塩を安定に溶解させることがで
きない。亜鉛塩をアルカリ側で水溶化するためには、酸
化亜鉛もしくは水酸化亜鉛とポリアルキレンポリアミン
とポリカルボン酸もしくはホスホン酸との３系統の化合
物を一定割合で加熱反応させてはじめて可能になるので
ある。ここで、酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛は、まず、
ポリカルボン酸もしくはホスホン酸と反応して亜鉛塩と
なり、さらにこの亜鉛塩カポリアルキレンポリアミンと
反応し、３者が、ポリカルボン酸もしくはホスホン酸を
介して、ブリッジ化するごとき形態をとるものと考えら
れる。ポリアミンは水との親和性が強いために、該亜鉛
塩溶液を安定に水に溶解するものと考えられる。該亜鉛
塩は、未反応のアミン基が残っているために、アルカリ
性を示し、他のアルカリ性物質、例えば苛性アルカリや
、モノアミンなどと共存しても亜鉛が沈澱しないのであ
る。

本発明に係る水溶性の亜鉛塩組成物は、鰐や鋳鉄などの
鉄系金属に対して、クロム酸塩や亜硝酸塩よりも優れた
防食性を有する。防食機構については理論的に証明する
ことはできないが、次のように推論することができる。

まず、溶解している亜鉛が、鉄系金属にｅ着されやすい
状態にあり、すみやかに金属表面へ移行し、防食被膜を
生成する。次に、ポリカルボンＩｌｌしくけホスホン酸
が防食被膜を補強する形で金属に配位し、最後にポリア
ルキレンポリアミンがその外側に吸肩され、あたかも３
層の防食膜が生成しているような状態となり、鉄系金属
を強力に防食しているものと考えることができる。本発
明に係る亜鉛塩組成物は、作用機構の異なる３つの化合
物が相互に金属に作用し、相乗的に防食効果を高めてい
るものと思われる。

本発明の亜鉛塩組成物は、次の方法によって容易に製造
することができる。酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛とポリ
アルキレンポリアミンの混合液にポリカルボン酸もしく
　はホスホン酸を徐々に添加して行き、発熱量が多い場
合は外部から冷却し、沸点以下で反応を続け、酸類を全
ｒａ添加した後、温度を８０〜１００℃に保ち、全体が
均一な溶液になるまで攪拌を続は反応を終了する。得ら
れた液体は粘稠で無臭であることが多い。該匪鉛塩組成
物は・１〜５００００　ｐｐｍの濃度で水ないし水系の
溶液に添加して使用することができる。ｌｐｐｍ以下の
濃度では防食効果が充分でなく、また、５００００ｐＰ
ア以上では更に防食率を上げることができないのである
。

本発明に係る水溶性亜鉛塩組成物の製造の際、原料とな
る３系列の物質の添加割合は、次の範囲をとることがで
きる。酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛１００重量部に対し
てポリアルキレンポリアミンが３０〜２０００重量部；
　ポリカルボン酸もしくはホスホ布が２０−１５００重
景部置部り、最適には、酸化亜鉛もしくは水酸化亜鉛１
００重量部に対し、ポリアルキレンポリアミンが９０〜
８００重里部；ポリカルボン酸もしくはホスホン酸が６
０〜６００重量部である。ポリアルキレンポリアミンお
よびポリカルボン酸もしくはホスホン酸がこの全以下の
場合は、亜鉛塩の溶解性が悪く、水溶化することができ
ない。また、これ以上の爪を使用しても何ら利益がなく
、経済的でないのである。

本発明に係るポリアルキレ／ポリアミン類としては、エ
チレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキシレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミハ
テトラエチレンベンタミン、ベンクエチレンへキサミン
、Ｎ−０１〜８のアルキル・エチレンジアミン、Ｎ−ｃ
１〜８のアルキル°プロピレンジアミン、ペンタメチル
・ジエチレントリアミン、テトラメチル−ヘキサジアミ
ン、ブチレンジアミン、などをあげることができる。ホ
スホン酸類には、ニトリ冒トリメチルホスホン酸、アミ
ノジメチルホスホノモノエチルホスホン酸、エチレンジ
アミンテトラメチルホスホン酸、ジエチレントリアミン
ベンクメチルホスホン酸、トリエチレンテトラミンヘキ
サメチルホスホン酸、ヒドロキシェ・チリデンジホスホ
ン酸、ヒドロキシプロピリデンジホスホン酸、１．２．
４−）リカルボキシブタンー２−ホスホン酸、１２−ジ
カルボキンブタンー２−ホスホン酸、１．２．４〜トリ
カルボキシヘキサン−１−ホスホン酸、などをあげるこ
とができる。

本発明の防食剤は、エンジン冷却系、プラント冷却系、
金属切削系、金属研削系、などの防食添加剤として使用
でき、また、鉄系金属の一時防食剤としても有効に使用
することができる。

また、必要に応じて、従来から使用されているクロム酸
塩、亜硝酸塩、リン酸塩、炭酸塩、カルボン酸塩、アミ
ンあるいはトリアゾール、チアゾール類などと併用して
、より効λの完全を期すことができる。

以下実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、これ
によって本発明が限定されるものではない。

本発明品の合成方法（１） ３００ｍｌ三ノロフラスコに逆流冷却器、攪拌器、温度
用を付し、水酸化亜鉛１４ｇ、ジエチレントリアミン２
７ｆ１水２６９を仕込み、外冷攪拌しつつセハチン酸１
０ｆと、ニトリロトリメチルホスホン酸（５ｏ％水溶液
）２３ｇとを徐々に加えた。酸物質を添加後、温度を９
０〜９５Ｃに昇温し、７０分攪拌を続けて淡黄色の透明
液：ＬＯＯｇを得た。分析の結果、亜鉛の含有率は９．
２％であった。また、ＰＨは１０．８であった。

これを本発明品α）とする。

本発明品の合成方法（ＩＩ） ３００　ｍｌ三ンロフラスコに逆流冷却器、攪拌器、温
度用を付し、酸化亜鉛１４ｇ、）ジエチレンテトラミン
２８ｆ１水２５ｇを仕込み、外冷、攪拌しつつ、ヒドロ
キシェチリデンジホスホン酸（６０％水溶液）３３ｆを
徐々に加えた。ヒドロキシェチリデンジホスホン酸を添
加後、９ｏ〜９５℃に昇温し、８０分攪拌を続けて黄色
の透明液１００Ｆを得た。分析の結果、亜鉛含有率は１
１．２％であつた。また、ＰＨは１０．５であった。

これを本発明品（２）とする。

実施例 合成方法（１）および（Ｉｌ）に記載した反応条件で、
表１に記した原料を各々反応させて、本発明品を合成し
、鉄系金属に対する防食性を試験した。

（４）鋳鉄切屑試験 Ｊズミ鋳鉄の切屑約５ｇを口紙を引いたシャーレにとり
、表２に記した濃度の防食剤を入れ、１０分間放置した
後、水を切り、シャーレのふ−たを閉めて、室温に放置
して発錆するまでの時間を測定した。

結果を表２に示す。

色）鋼板室内暴露試験 研磨、脱脂した鋼試験片（ＳＳ４１、ｓｏ　Ｘ　６０　
Ｘ　１ｍ＠を、表３に記した防食剤に１分間浸漬した後
、自然乾燥して、室内に放置して発錆までの時間を測定
した。

結果を表３に示す。

表　１ 表　２ 鋳鉄切屑試験結果 表　３ 鋼（ＳＳ−４１）室内放置試験結果 以上の結果明らかなごとく、本発明品は鉄系金属に〜し
て優れた防食性を有することが判明した。

以　上 特許出願人 株式会社　千代田化学研究所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）　酸化亜鉛もしく番ま水酸イヒ亜鉛と、ボｌ〕ア
   ルキレンポリアミンの１種なし１し２種以上と、ポリカ
   ルボン酸もしく　＋を下ｉ！ａ　１〜１ｖのし）づれか
   で表されるホスホン酸の１種なし）し２種以上との反応
   生成物を有効成分とすることよりなる鉄系金属の防食剤
   。 Ｈ ■ （式中ｉ　Ｘｌ−Ｘ４およびＹ１〜Ｙ４は水素原子、水
   酸基もしくは炭素数１〜５のアルキル基を表わし、それ
   ぞれ同一もしくは異なってもよい。 ｌ　０ １ Ｒ１、Ｒ２およびＲ４は−Ｃ−Ｐ−ＯＨを表わす。 １ ＩＯＨ ルキル基を表わす。Ｒ５〜ＲＩＯは水素原子、炭素数１
   〜５のアルキル基もしくはカルボキシル基を表わし、そ
   れぞれ同一もしくは異なってもよい。ルは１〜３の整数
   である。）