JPS6352072B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の分野 本発明は、少なくとも１種のグリコール並びに
少なくとも１種のオルトケイ酸エステルからなる
新規組成物濃厚物（composition concentrate）
に関する。濃厚物は、熱伝達流体（heat
transferflud）として使用するため水で希釈され
る。 発明の背景 熱伝達流体、例えば自動車冷却器システムで冷
却剤として使用されるものは、通常熱媒体（heat
transfer medium）、例えば水性アルコールを使
用し、それは有機および（または）無機抑制剤に
よつて冷却システムの金属への攻撃を抑制するよ
うにされている。従来技術は、無機ケイ酸塩およ
び有機ケイ酸塩が水性アルコール溶液中において
冷却システム金属、例えば鉄、黄銅、銅、半田、
アルミニウム等への腐食攻撃を抑制する際に有用
であることを以前から認識している。 不都合なことに、無機ケイ酸塩は、抑制有効量
で使用された場合にアルコール中で不安定である
傾向がある。不安定性は、放置時およびエージン
グ時に熱伝達流体内のゲルの生成によつて現われ
る。これらのゲルは、ゲルの生成されている製品
内に美的問題および機能的問題の両方を生ずる。
美的問題は、熱伝達システム内での設置時にその
容器から分与する（dispense）場合の貧弱な固ま
りの製品外観による。機能的問題は、二要素によ
る。即ち、(1)製品の若干、即ちケイ酸塩添加剤の
一部分は、設置時に容器壁に付着し、それ故熱伝
達システムに使用するのに有効ではなく、そして
(2)ケイ酸塩自体がゲル化によつて活性な低分子形
態から活性の限定された縮合高分子形態に変形さ
れる。 ゲルに関連するこの不安定性に鑑みて、米国特
許第3198820号明細書に開示するように、高価な
シリコーン添加剤が、無機ケイ酸塩をアルコール
内でのゲル生成に対して安定化させるために使用
されている。シリコーン安定化無機ケイ酸塩は、
特に或る種の冷却システム金属、例えば鉄、鋼、
アルミニウム、黄銅、銅および半田への過度の腐
食攻撃を回避する安定でゲルを含まない熱伝達流
体を与える際に、アルコール媒体内で有効であ
る。これらのシリコーン安定化組成物は、好まし
くは約９〜12.0のPH範囲内で利用される。 有機オルトケイ酸エステルも、水性アルコール
熱伝達溶液中で有用な腐食抑制剤であると技術上
認識されている。例えば、米国特許第2349338号
明細書は、アルミニウム等の金属用の必須の腐食
防止剤として一価アルコールおよび多価アルコー
ルからなる群から選択される一員のケイ酸エステ
ルの加水分解生成物を含有する抑制剤、およびア
ルコールの水溶液からなる非腐食熱伝達液体（前
記液体は好ましくは約9.0〜約12.0のPHを有する）
を開示している。この種の液体は、一般に希釈水
性形態では市販されず、むしろアルコール濃厚物
として市販されている。前記米国特許第2349338
号明細書に記載のエチレングリコールをベースと
する好ましい組成物の種々の濃厚物を貯蔵してそ
れらの貯蔵寿命を試験する試みがなされた場合
に、ゲル化（即ち、安定性）問題に遭遇した。こ
れらのゲル化問題は、上首尾の商業製品にとつて
現実の障害となる。本発明は、前記米国特許第
2349338号明細書によつて遭遇したゲル問題を実
質上軽減しながらオルトケイ酸エステルを使用す
る方法を提供する。 従来、凍結防止工業においては、安定剤の使用
を必要としない安定でゲル抵抗性のケイ酸塩含有
凍結防止濃厚物の必要が数十年以前からある。本
発明は、従来法の考慮からは予期できない魅力的
な安定を示す濃厚物を教示する。 発明の目的 本発明の目的は、約6.0〜約8.0のPHにおいて改
善された安定性を有する腐食抑制熱伝達組成物濃
厚物を提供することにある。 この目的および他の目的は、以下の詳細な説明
から明らかになるであろう。 発明の概要 本発明は、少なくとも１種のグリコールおよび
少なくとも１種のオルトケイ酸エステルからなる
腐食抑制熱伝達組成物濃厚物（前記濃厚物は約
6.0〜約8.0のPHを有し、そして前記濃厚物は、濃
厚物内に少なくとも約25ppmのケイ素を与えるのに
十分な量のオルトケイ酸エステルを含有する）を
包含する。 発明の具体的説明 水性腐食抑制熱伝達組成物は、使用場所におい
て濃厚物を水で希釈することによつて、組成物濃
厚物から調製され得る。組成物濃厚物自体は、濃
厚物の総重量に基づき約10重量％まで（好ましく
は約２〜約８重量％）の水を含有できる。本発明
の組成物濃厚物は、一般に濃厚物内に少なくとも
約25ppmのケイ素を与えるのに十分な量のオルトケ
イ酸エステルを含有すべきであるが、ケイ素は濃
厚物内にケイ素約25〜約4000ppm（更に好ましくは
約50〜約2000ppm、最も好ましくは約100〜約800
ppm）の量で与えられることが好ましい。オルトケ
イ酸エステルが約25ppmよりも少ないケイ素しか与
えない場合には、作動不凍液中に希釈した場合に
腐食抑制剤としての役割において有効ではないと
予期される。オルトケイ酸エステルが4000ppmより
多いケイ素を与える場合には、経済的見地から余
りに高価であると予期される。 多数のオルトケイ酸エステルが、本発明の範囲
内で有用である。それらは、式 Si（OR）₄ （式中、Ｒはアルキル、アリールおよびそれらの
混合物からなる群から選択される。） による種類であることができる。有用なオルトケ
イ酸エステルは、例えばアルキルシリケート、例
えばメチルシリケート、エチルシリケート、ブチ
ルシリケートおよびアミルシリケート；アリール
シリケート、例えばベンジルシリケートおよびト
リルシリケート；混合アルキルシリケート、例え
ばメチルエチルシリケート；混合アリールシリケ
ート、例えばベンジルトリルシリケート；混合ア
ルキルアリールシリケート、例えばメチルベンジ
ルシリケートおよびエチルトリルシリケート；グ
リコールシリケート、例えばヒドロキシエチルグ
リコールシリケートおよびヒドロキシプロピルグ
リコールシリケート；およびポリヒドロキシアル
コールシリケート、例えばグリセロールシリケー
トおよびペンタエリトリツトシリケート；および
前記のものの混合物である。 周知の種類の部分縮合オルトケイ酸エステル
も、本発明の範囲内で有用である。 場合によつては配合される添加剤は、組成物濃
厚物の重量に基づき50重量％よりも少ない量で使
用され得る。場合によつて配合される典型的な添
加剤としては、例えば本発明のオルトケイ酸エス
テルとの混合物におけるアルミニウムまたは他の
金属用の既知の腐食抑制剤として、例えばケイ
酸、ホウ酸、リン酸および安息香酸、ヒドロキシ
安息香酸、ジカルボン酸のアルカリ金属塩、アミ
ン塩またはアルカノールアミン塩またはそれらの
酸、シリコーン、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ
金属亜硝酸塩、トリルトリアゾール、メルカプト
ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等、また
はそれらの混合物がある。既知の抑制剤１種以上
が本発明の抑制剤と一緒に使用される場合には、
すべての抑制剤の総和は、「抑制有効量」、即ち保
護すべき金属表面に関してかなりの腐食抑制を与
えるのに十分な量で使用されるべきである。場合
によつて配合される他の典型的添加剤は、例えば
湿潤剤および界面活性剤、例えば既知のイオン界
面活性剤および非イオン界面活性剤、例えば脂肪
アルコールのポリ（オキシアルキレン）付加物；
泡止め剤および（または）潤滑剤、例えば周知の
ポリシロキサンおよびポリオキシアルキレングリ
コール、並びに達成しようとするアルミニウム耐
食性に悪影響を及ぼさない技術上既知の他の微量
成分である。 本発明の組成物濃厚物は、本発明の範囲以上の
PHを有する類似のオルトケイ酸エステル組成物濃
厚物に比較して、かつ、本発明のPH範囲内の無機
シリケート組成物（シリコーン安定剤なし）に比
較して改善された安定性を示すことが見い出され
ている。 以下の例は、本発明を説明するものであつて、
限定するものではない。 例 １ パート１ より高いPHを有する類似の組成物濃厚物に比較
して、本発明のPH範囲内、即ち約6.0〜約8.0の本
発明の組成物濃厚物の安定性を試験するために、
下記の試験を行なつた。 テトラエチルオルトシリケート（「TES」）試
験液は、以下の方法で調製された。緩衝液濃厚物
（Ａ〜Ｇ）は、表１に与えられた組成物によつて
調製された。濃厚物は、エチレングリコールで希
釈されて表２に示すように作動保存アルカリ度量
（working reserve alkalinity levels；RA）50、
100、または200を達成させた。例えば、RA200
を有する緩衝液「Ｂ」組成物濃厚物は、同重量の
エチレングリコールで希釈されてRA100を有す
る別の緩衝液「Ｂ」濃厚物を生じ；そして、３倍
量のエチレングリコールで希釈されて表２に示す
ようにRA50を有する別の緩衝液「Ｂ」濃厚物を
生じた。これらの緩衝液濃厚物の各々に所定量の
TESが添加されてTES0.15重量％および0.30重量
％を有する最終試験液を生じた。 安定性試験は、適当に標識されかつ室温に貯蔵
されるか100〓（約37.8℃）、130〓（約54℃）お
よび212〓（100℃）に維持された一定温度の炉内
に置かれた２オンス（約56.7ｇ）の「フレンチ・
スクエア（French square）」のガラス製ビン内
に各試験液を入れることによつて実施された。安
定性試験結果（可視ゲル生成のない日数）を表２
に示す。

【表】

【表】 前記結果は、濃厚物PH8.4〜10.0を有する比較
物に比較して本発明のTES濃厚物の明らかな優
越性を示す。 例 １ パート２ 更に別の比較として、それぞれ保存アルカリ度
０、100、100におけるTES濃度0.30重量％の緩衝
液濃厚物Ａ、ＣおよびＥが、同一濃度に対し、ケ
イ酸カリウムを使用して150〓（約66℃）におい
て安定性試験を行なつた。以下の表３に示される
結果は、PH6.0および6.6においてケイ酸カリウム
以上にTESに明らかな濃厚物安定性の利点があ
ることを示す。本発明の範囲以上のPH、即ち8.4
においては、TES濃厚物およびケイ酸カリウム
濃厚物は、等しい安定性を与えた。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１種のグリコールおよび少なくと
   も１種のオルトケイ酸エステルからなる腐食抑制
   熱伝達組成物濃厚物において、前記濃厚物が約
   6.0〜約8.0のPHを有し、そして前記濃厚物が、濃
   厚物内に少なくとも約25ppmのケイ素を与えるのに
   十分な量のオルトケイ酸エステルを含有すること
   を特徴とする腐食抑制熱伝達組成物濃厚物。 ２ 腐食抑制に有効な量の無機ケイ酸塩少なくと
   も１種を追加的に含有する、特許請求の範囲第１
   項に記載の組成物濃厚物。 ３ グリコール、少なくとも１種のオルトケイ酸
   エステルおよび少なくとも１種の無機ケイ酸塩か
   ら実質的になる、特許請求の範囲第２項に記載の
   組成物濃厚物。 ４ グリコールおよび少なくとも１種のオルトケ
   イ酸エステルから実質的になる、特許請求の範囲
   第１項に記載の組成物濃厚物。 ５ 前記オルトケイ酸エステルが、前記濃厚物内
   にケイ素約100〜約800ppmを与えるのに十分な量で
   存在する、特許請求の範囲第１項に記載の組成物
   濃厚物。 ６ 前記オルトケイ酸エステルが、テトラメチル
   オルトシリケートまたはテトラエチルオルトシリ
   ケート、またはそれらの混合物である、特許請求
   の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の組
   成物濃厚物。 ７ ホウ酸のアルカリ金属塩またはアルカノール
   アミン塩、またはそれらの混合物を濃厚物の重量
   に基づき50重量％未満の量で追加的に含有する、
   特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に
   記載の組成物濃厚物。 ８ 少なくとも１種のアミンまたはアルカノール
   アミンホスフエートを濃厚物の重量に基づき50重
   量％未満の量で追加的に含有する、特許請求の範
   囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の組成物
   濃厚物。 ９ ホウ酸またはリン酸のアルカリ金属塩、アミ
   ン塩またはアルカノールアミン塩またはそれらの
   混合物からなる群から選択されるホウ酸塩および
   （または）リン酸塩混合物を追加的に含有する、
   特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に
   記載の組成物濃厚物。 １０ 少なくとも１種の安息香酸、ヒドロキシ安
   息香酸もしくはジカルボン酸のアルカリ金属塩、
   アミン塩またはアルカノールアミン塩、またはそ
   れらの酸、またはそれらの混合物を追加的に含有
   する、特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれか
   １項に記載の組成物濃厚物。