JPS63191882A - 自動車エンジン用不凍液 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は液冷式内燃機関の冷却水の凍結防止に使用する
グリコール類、水および腐食抑制剤とからなる不凍液に
関する。さらに詳しくは自動車エンジンの冷却液として
、凍結防止の他に、防錆、防食等の自動車エンジンの冷
却系統の機能維持に効果を発揮する不凍液に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、液冷式内燃機関、たとえば自動車エンジンの冷却
液は寒期の凍結を防止するためアルコール類またはグリ
コール類を主剤とし、これに各種の腐食抑制剤を添加し
て不凍性および防食性を兼ね備えた不凍液が使用されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 一般的番こ使用されるアルコール類としてはメチルアル
コール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等
が、グリコール類としてはエチレングリコール、プロピ
レングリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン等
が単独あるいは混合して用いられている。これらの中で
特にモノエチレングリコールを主剤とする不凍液が自動
車エンジンの冷却系統の冷却液として使用される。

モノエチレングリコール水溶液の場合、３０容量％で−
１５，５℃、５０容量％で−３７，０℃までの凍結防止
効果が得られる。

アルコール類またはグリコール類は空気と接触すること
により酸化され、酸性のアルコール類またはグリコール
類の酸化物が生成する。５０〜１００℃の高温度の条件
ではアルコール類またはグリコール類の酸化物の生成は
、なおいっそう促進される。この酸性のアルコール類ま
たはグリコール類は内燃機関の冷却系統、特に自動車エ
ンジンを構成する各種金属の腐食を著しく促進する。

内燃機関の冷却系統を構成する各種金属の腐食は腐食生
成物析出付着による熱伝導率、の低下あるいはラジェー
ター管部の閉塞等が起りエンジンのオーバーし−トを起
こす原因となる。

アルコール類またはグリコール類を主成分とする不凍液
はアルコール類またはグリコール類そのものに防食効果
がないため腐食抑制剤が添加される。

防食剤としては、ホウ砂、亜硝酸ソーダ、リン酸、硅酸
塩、安息香酸ナトリウム、メルカプトベンゾチアゾール
のナトリウム塩、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾト
リアゾール、トリエタノールアミン、ジェタノールアミ
ン、モノエタノールアミン、トリイソプロパツールアミ
ン、ジイソプロパツールアミン、モノイソプロパツール
アミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヒ
ドラジン、ピリジン、モルホリン等から選ばれる少なく
とも一種添加したものが使用される。これらの中で代表
的なものは、ホウ砂、トリエタノールアミンのリン酸塩
、安息香酸ソーダ、亜硝酸ソーダおよびケイ酸ソーダを
挙げることができる。ホウ砂は鋳鉄製エンジンの防食剤
として有効とされ多用されてきたが、近年省資源、省エ
ネルギーのために自動車部品の軽量化に伴いアルミニウ
ム部品が採用されるに及びアルミニウム材質に対する防
食性に欠点を有することが問題となってきた。

ホウ砂が添加されたエチレングリコール水溶液は、自動
車エンジンの冷却系統に使用された場合、エンジンのシ
リンダーヘッドやシリンダーブロックの材質であるアル
ミ合金を腐食し、その腐食生成物がラジェーターを閉塞
するεとが知られている。

一方、トリエタノールアミンのリン酸塩は鉄系及びアル
ミニウム材に対して防食性が優れ、ホウ砂に代る防食剤
として使用されてきたがその後トリエタノールアミンと
亜硝酸塩の共存によりニトロソアミンを生成するという
報告がなされており、アミン類と亜硝酸塩の共存を避け
ることが望ましい、また、安息香酸ソーダは単独ではこ
れら防食剤に代るだけの効果は期待できない。

これに対してケイ酸ソーダも腐食抑制剤として有効であ
るが、長時間の貯蔵中にケイ酸ソーダがゲル化分離しや
すいという問題がある。

即ち、本発明の目的とするところは、アミン類を含まな
い組成物にて特にアルミニウム防食性に優れた不凍液を
提供することにある。そして本発明者らは鋭意検討の結
果、グリコール類および水とからなる不凍液において、 （Ａ）　　リン酸類、 （Ｂ）　　芳香族多塩基酸類、 （Ｃ）　　マグネシウム化合物、 （Ｄ）　　防食剤 を含有し、ｐＨが６．５〜９．０の範囲であることによ
り本発明の目的を達成することができた。

（問題点を解決するための手段） 本発明はグリコール類および水とからなる不凍液におい
て、 （Ａ）　　リン酸類、 （Ｂ）　　芳香族多塩基酸類、 （Ｃ）　　マグネシウム化合物、 （Ｄ）　　防食剤および を含有し、ｐＨが６．５〜９．０の範囲であることを特
徴とする不凍液に関するものである。

本発明のリン酸類としては、リン酸およびその塩類が挙
げられる。正リン酸のほかにリチウム、ナトリウム、カ
リウム等のアルカリ金属の第１〜第３塩を用いることが
できる。添加量は不凍液の原液に対して０．１〜５．０
重量％、好ましくは０．５〜３．０重量％である。

本発明の芳香族多塩基酸類としては、フタル酸、イソフ
タル酸、プレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット
酸、トリメシン酸、ピロメリット酸等のベンゼン多カル
ボキシル基置換体を用いることができる。また、これら
の芳香族多塩基酸の塩も使用できる。芳香族多塩基酸類
の添加量は不凍液の原液に対し０．０５〜１．０重量％
、好ましくは０．１〜０．５重量％である。

本発明のマグネシウム化合物としては酸化マグネシウム
、水酸化マグネシウム、過マンガン酸マグネシウム、ク
ロム酸マグネシウム、弗化マグネシウム、沃化マグネシ
ウム、炭酸マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグ
ネシウム、チタン酸マグネシウム、タングステン酸マグ
ネシウム、硼酸マグネシウム、燐酸マグネシウム、燐酸
二水素マグネシウム、燐酸マグネシウムアンモニウム、
蟻酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、プロピオンマグ
ネシウム、酪酸マグネシウム、吉草酸マグネシウム、ラ
ウリン酸マグネシウム、ステアリン酸マグネシウム、オ
レイン酸マグネシウム、グルタミン酸マグネシウム、乳
酸マグネシウム、琥拍酸マグネシウム、リンゴ酸マグネ
シウム、酒石酸マグネシウム、酒石酸水素マグネシウム
、マレイン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、蓚
酸マグネシウム、マロン酸マグネシウム、セバシン酸マ
グネシウム、安息香酸マグネシウム、フタル酸マグネシ
ウム、サリチル酸マグネシウム、マンデル酸マグネシウ
ム等が使用できる。

本発明のマグネシウム化合物の添加量は不凍液の原液に
対し０．００１〜０．０８０重量％、好丈しくは０．０
０５〜０．０５０重景火の範囲である。

本発明の防食剤としては、亜硫酸塩、硝酸塩、ケイ酸塩
、モリブデン酸塩、バナジン酸バナジン酸塩、安息香酸
ソーダ、ｐ−ターシャリブチル安息香酸ソーダ、メルカ
プトベンゾチアゾールソーダ、メチルベンゾトリアゾー
ル、ベンゾトリアゾール等から選ばれる少なくとも一種
添加しなものが使用される。これらの中で代表的なもの
は、硝酸塩、モリブデン酸塩、メルカプトベンゾチアゾ
ールソーダ、メチルベンゾトリアゾール、ベンゾトリア
ゾール、安息香酸ソーダを挙げることができる。防食剤
の添加量は不凍液の原液に対し０゜０５〜１０．０重量
％、好ましくは０．１〜７゜０重量％である。

不凍液のｐＨ調整は通常の塩基性物質が使用できるが、
好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカ
リ金属の水酸化物が用いられる。

必要に応じてリン酸等の酸性物質も使用できる。

ｐＨの調整範囲としては６．５〜９．０、好ましくは７
．０〜８．０である。ｐＨがこの範囲より高いとアルミ
ニウムに対する防食性が劣り、低い場合には鉄の腐食が
起こるため、上記範囲内に調整すべきである。

本発明の不凍液はシリコンオイル、鉱油、アルコール、
高級脂肪酸エステル等の消泡剤およびスケール防止剤を
添加することができる。

（作　用） 本発明の不凍液は後述する実施例および比較例の結果よ
り明らかな如く、グリコール類および水とからなる不凍
液において、 （Ａ）　　リン酸類、 （Ｂ）　　芳香族多塩基酸類、 （Ｃ）　　マグネシウム化合物、 （Ｄ＞　　防食剤 を含有し、ｐＨが６，５〜９．０の範囲であることによ
りアルミニウムに対する腐食防止効果が著しく改善され
るものである。

本発明の不凍液は後述する実施例および比較例の結果よ
り明らかな如く、グリコール類および水とからなる不凍
液樟おいて、各配合成分は必須である。各配合成分はつ
ぎの作用がある。

（Ａ）　　リン酸類 ニアルミニウムおよび鉄の耐蝕性を改善させる。

（Ｂ）　　芳香族多塩基酸類 ：ｐＨの上昇を抑制することができる。

（Ｃ）　　マグネシウム化合物 ニアルミニウムおよび鉄の耐蝕性を改善させる。

（Ｄ＞　　防食剤 ：金属全体の防食性能を向上させる。

本発明の不凍液のｐＨが６．５〜９．０の範囲にするこ
とによりアルミニウムの耐蝕性が改善され、鉄のピッチ
ングが起る問題がない。

（実　施　例） 次に本発明の不凍液について比較例−および実施例を挙
げてさらに詳細に説明するが、本発明はこれだけに限定
されるものではない。

［Ａ］金属腐食試験方法［Ｊ　Ｉ　Ｓ−に−２２３４（
不凍液）ただし不凍液濃度は１５容量％］アルミニウム
鋳物、鋳鉄、鋼、黄銅、はんだ、銅の各金属試験片を用
い、調合水（硫酸ナトリウム１４８ｍｇ、塩化ナトリウ
ム１６５ｍｇ及び炭酸水素ナトリウム１３８ｍｇを蒸溜
水１　に溶解したもの）で１５容量％に希釈した不凍液
に浸し、乾燥空気を１００±１０ｍ１／ｌ１ｆｎの流量
で送り込みながら、不凍液温度を８８±２℃で３３６時
間保持した。試験前後の各金属片の質量を測定し質量の
変化を求めた。

［Ｂ］伝熱面腐食試験方法 試験装置 円板状のテストピースの上面が不凍液に接し、下面より
ヒーターにて加熱できるようにし、テストピースを介し
て熱が不凍液の方に移動するようにした装置で行なった
。

試験方法 ■　テストピースは、＃３２０耐水研磨紙で平面状にな
るように研磨する。

■　テスト液は蒸留水または純水で２０容量％に調製す
る。この溶液中には塩素イオンとして１１００ｐｐにな
るように塩化ナトリウムを加える。

■　装置に試料を注入した後、空気で０．５Ｋｇ／ａＪ
Ｇに加圧する。

■　試験終了後、テストピースは付着沈澱物を除き、乾
燥後精秤する。

試験条件 テストピース　　　：　アルミニウム鋳物（ＡＣ２Ａ） テストピースの温度＝　１３５±１℃ 不凍液濃度　　　　＝　２０容量％水溶液不凍液液Ｊｉ
　　　　　：　　５００ｍ１テスト時間　　　　：　１
６８時間（連続）試験項目 ■　テストピース外観 ■　テストピースの質量変化 質量の変化は次式から求めた。

Ｃ＝　　（ｍ　　２−ｍ　　１）／　　Ｓここに、 Ｃ：　質量の変化　　　　　＜ｍｇ／ｃｄ）ｍ　１：　
試験前の試験片の質量　　（ｍｇ）ｍ　２：　試験後の
試験片の質量　　（ｍｇ）Ｓ　：　試験前の試験片の全
表面積（ａｊ）■　試験後の液相 ■　ＰＨ 実施例　１〜６ 表−１の配合物を水道水５重量部またはモノエチレング
リコール９５重量部に表−１の配合比にて溶解し、両液
を混合した。

各サンプルについてっぎの試験および測定を行なった。

［Ａ］金属腐食試験 ［Ｂ］伝熱面腐食試験 結果は表−１の通りであった。

比軟例　１〜５ 実施例１〜６と同様に表−１の配合比にて調製したサン
プルを試験しな、結果は表−１の通りであった。

（発明の効果） 表−１の実施例１〜６に示す通り、本発明のグリコール
類および水とからなる不凍液において、（Ａ＞　　リン
酸類、 （Ｂ）　　芳香族多塩基酸類、 （Ｃ）　　マグネシウム化合物、 （Ｄ）　　防食剤および を含有し、ｐＨが６．５〜９．０の範囲であることによ
りアルミニウムに対する腐食防止効果が著しく改善され
るものである。

表−１の比較例１は本発明のグリコール類および水とか
らなる不凍液において、 （Ａ）　　リン＃Ｉｔ類 を含有しない不凍液は腐食防止効果が著しく劣ることを
示している。

表−１の比較例２は本発明のグリコール類および水とか
らなる不凍液において、 （Ｂ）　　芳香族多塩基酸類 を含有しない不凍液は腐食防止効果が著しく劣ることを
示している。

表−１の比較例３は本発明のグリコール類および水とか
らなる不凍液において、 （Ｃ）　　マグネシウム化合物 を含有しない不凍液は腐食防止効果が著しく劣ることを
示している。

表−１の比較例４は本発明のグリコール類および水とか
らなる不凍液において、 （Ｄ）　　防食剤 を含有しない不凍液は腐食防止効果が著しく劣ることを
示している。

表−１の比較例５は本発明のグリコール類および水とか
らなる不凍液において、 ｐＨが６．５〜９．０の範囲外 である不凍液は腐食防止効果が著しく劣ることを示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）グリコール類および水とからなる不凍液において
   、 （Ａ）リン酸類、 （Ｂ）芳香族多塩基酸類、 （Ｃ）マグネシウム化合物、 （Ｄ）防食剤 を含有し、ｐＨが６．５〜９．０の範囲であることを特
   徴とする不凍液。