KR20010079656A - 카복실산 및 시클로헥세논산 부식 억제제를 포함하는부동액 조성물 - Google Patents

카복실산 및 시클로헥세논산 부식 억제제를 포함하는부동액 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기산 부식 억제제 혼합물을 포함하는 부동액 조성물에 관한 것이다. 이 조성물은 (a) 어는점 저하제로 작용하는 약 90 내지 약 99.89 중량%의 액체 알코올 또는 이것의 혼합물; (b) 포화 및 불포화, 지방족 및 방향족, 모노-, 디- 및 트리-카복실산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 약 0.1 내지 약 5.5 중량%의 카복실산; 및 (c) 하기 화학식 (I)을 포함하는 약 0.1 내지 약 2 중량%의 시클로헥세논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물을 포함한다
(I)
(상기 식 중, 각 R1, R2및 R3는 H, OH, COOH, C1-C10알킬기, 글리콜 에스테르 또는 이들의 배합물로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다). 이 부동액 조성물은 카복실산 성분 또는 시클로헥세논산 성분만을 함유하는 조성물과 비교하였을 때, 알루미늄 표면에 놀라울 정도로 향상된 부식 보호, 특히 캐비테이션-침식 부식으로부터의 보호를 제공한다.

Description

카복실산 및 시클로헥세논산 부식 억제제를 포함하는 부동액 조성물{ANTIFREEZE COMPOSITIONS COMPRISING CARBOXYLIC ACID AND CYCLOHEXENOIC ACID CORROSION INHIBITORS}
오랫동안 부식은 특정 금속 또는 합금이 수성 매체와 접촉하게 되는 용도에 사용될 경우 발생하는 문제점이었다. 예를 들면, 내부 연소 엔진에 존재하는 것과 같은 열 전달 장치에서, 알코올을 주성분으로 하는 열 전달 유체(예, 부동액)는 열 전달 장치의 금속 표면에 대해 매우 부식을 잘 일으킬 수 있다. 이러한 문제를 더욱 복잡하게 하는 것은 정상 엔진 가동 조건(즉, 고온 및 고압)하에서 부식이 가속화된다는 사실이다.
알루미늄 표면은 특히 부식되기 쉽다. 다든(Darden) 등의 문헌〔"Monobasic/Diacid Combination as Corrosion Inhibitors in Antifreeze Formulations", Worldwide Trends in Engine Coolants, Cooling System Materials and Testing, SAE Int'l SP-811, Paper #900804, pp. 135-151(1990)("SAE SP-811")〕을 참조하라.
실제로, 알루미늄 표면은 캐비테이션-침식 부식은 물론, 전면(general) 부식, 피팅(pitting) 부식 및 틈 부식을 포함하는 여러 종류의 부식에 민감하다. 그러나, 이러한 종류의 부식들은 일반적으로 상이한 조건하에서 발생하기 때문에, 서로 다른 종류의 알루미늄 표면에 영향을 미친다. 예를 들면, 전면 부식은 통상 쉽게 부식되는 알루미늄 표면에 발생하는데, 이는 알루미늄 표면이 "열-차단" 조건(예, 실린더 헤드) 또는 "열-수용" 조건(예, 라디에이터 및 히터 코어)에 민감하거나, 또는 그 표면의 부식이 불량하게 저해되기 때문이다.
피팅/틈 부식은 통상 라디에이터나 히터 코어에 사용되는 얇은 알루미늄 판에 발생한다. 이러한 부식은 일반적으로 그렇지 않으면 알루미늄 표면을 덮어서 보호하였을 산화물 막을 국소 침투하여 발생한다. 문헌〔SAE SP-811〕참조.
피팅/틈 부식과 마찬가지로, 캐비테이션-침식 부식("CE-형" 부식)은 알루미늄 표면 위의 기포의 내파(內破) 발생에 의해 보호성 산화물 막을 공격한다. 문헌〔SAE SP-811, p. 136〕참조. CE-형 부식은 냉각 장치내의 거품 형성에 의해 가속될 수 있다. 거품은 냉각 장치내에 포획되어 교반되는 기포로부터 발생한다. 예컨대, 날코(Nalco)의 문헌〔"Cooling System Liner/Water Pump Pitting", Technifax TF-159(1998)〕참조하라. 따라서, 차량의 냉각 및/또는 가열 장치 전체에 부동액냉각제를 순환시키는 데 사용되는 알루미늄 물 펌프는 특히 CE-형 부식에 민감하다. 이것은 고회전 속도에 기인한 국소적 감압 및 이로 인한 끓음 현상으로 인해 물 펌프 임펠러 날의 포복면에 기포가 쉽게 형성되기 때문이다. 이러한 기포가 물 펌프내의 압력이 더 높은 구역에서 붕괴할 경우, 그러한 구역의 금속을 부식시킬 수 있다. 이러한 과정은 결국 임펠러를 파괴하여 펌핑 능력을 손실시키고/또는 펌프 동체를 천공시켜서 엔진 냉각제의 손실을 야기시킬 수 있다. 예컨대, 오에이크스(Oakes)의 문헌〔"Observation on Aluminum Water Pump Cavitation Tests", Second Symposium on Engine Coolants, ASTM STP 887, pp. 231-248(1986)〕참조하라.
알루미늄 표면의 부식은 알루미늄과 같은 경량 물질의 사용 증가로 인해 자동차 산업에 심각한 문제가 되었다. 예컨대, 문헌〔Ward's Auto World, p. 22(Sept., 1996)〕및 문헌〔Ward's 1996 Automotive Yearbook, p. 27(58th ed. 1996)〕참조하라. 예를 들면, 물 펌프를 포함하여 자동차 및 소형 트럭의 열 교환기는 현재 알루미늄 성분을 사용하여 제조되고 있다. 후드겐스(Hudgens) 등의 문헌 〔"Test Methods for the Development of Supplemental Additives for Heavy for Heavy-Duty Diesel Engine Coolants", Enging Coolant Testing: Second Volume, ASTM STP 887, Beal, Ed., ASTM, 필라델피아, 1986, pp. 189-215〕; 오에이크스(Oakes)의 문헌〔"Observations on Aluminum Water Pump Cavitation Tests", Engine Coolant Testing: Second Volume, ASTM STP 887, Beal, Ed., ASTM, 필라델피아, 1986, pp. 231-248〕; 베이논(Beynon) 등의 문헌〔"Cooling SystemCorrosion in Relation to Design and Materials", Engine Coolant Testing: State of the Art, ASTM STP 705, Ailor, Ed., ASTM, 필라델피아, 1980, pp. 310-326〕참조하라. 특히, CE-형 부식은 높은 열 응력 및 부적절한 주유에 의해 야기되는 기계 장치의 밀폐 고장 외에, 물 펌프 고장의 주요 원인 중 하나이기 때문에 심각한 문제가 되었다. 예컨대, 상기 베이논(Beynon)의 문헌〔pp. 310-326(1980)〕참조하라.
일반적으로, 부식 억제제는 열 전달 장치에 사용되는 금속 표면을 보호하는 데 사용되어 왔다. 예를 들면, 트리아졸, 티아졸, 보레이트, 실리케이트, 포스페이트, 벤조에이트, 니트레이트, 니트라이트 및 몰리브데이트가 부동액 조성물에 사용되어 왔다. 예컨대, 미국 특허 제4,873,011호 및 문헌〔SAE SP-811, pp. 135-138, 145-46〕참조하라. 그러나, 이러한 부식 억제제는 비용이 소요되고, 불충분한 장기간 보호를 제공하는 등의 몇가지 문제점을 지닌다. 미국 특허 제4,946,616호(칼럼 1, 라인 31-45), 미국 특허 제4,588,513호(칼럼 1, 라인 55-64) 및 문헌〔SAE SP-811, pp. 137-138〕참조하라. 따라서, 자동차 제조업자는 모노-및/또는 디-카복실산과 같은 유기산을 주성분으로 하는(또는 수명이 연장된) 부식 억제제를 사용하기 시작하였고, 일부 제조업자들은 현재도 이를 필요로 하고 있다. 많은 카복실산 부식 억제제가 제시되어 있는데, 이는 예컨대, 미국 특허 제4,382,008호, 제4,448,702호, 제4,946,616호 및 제5,741,436호를 참조할 수 있으며, 이들은 모두 본 명세서에 참고 인용한다.
그러나, 카복실산 부식 억제제는 알루미늄의 전면 부식 및 피팅/틈 부식에 대한 보호에는 효과적이지만, 일반적으로 CE-형 부식 억제제로서는 비효과적이다.예컨대, D.E. 터코트(D.E. Turcotte)의 문헌 〔"Engine Coolant Technology, Performance and Life for Light Duty Appplication", Fourth Symposium on Engine Coolants(1997)〕참조하라. 실제로, 공지된 많은 알루미늄 부식 억제제가 1종 이상의 알루미늄 부식에 대한 보호에 효과적이지만, 일반적으로 모든 종류의 알루미늄 부식을 억제하는 데 효과적이라고 알려져 있지는 않다. 예를 들면, 전면 부식 및 CE-형 부식을 억제하는 데 효과적이라고 알려진 실리케이트염 및 포스페이트염은 피팅/틈 부식을 억제한다고 알려져 있지는 않다. 또한, 효과적인 피팅/틈 부식 억제제로 알려진 니트레이트가 전면 또는 CE-형 부식을 억제한다고 알려져 있지는 않다. 캐비테이션-침식 부식 억제제로서 유용한 중합성 산 그래프트 중합체를 포함하는 특정 카복실산을 주성분으로 하는 조성물 또한 1997년 12월 29일에 출원된 계류 중인 미국 특허 출원 제08/999,098호에 개시되어 있으며, 본 명세서에 참고 인용한다.
몇몇 시클로헥세논산류가 공지되어 있는데, 이들은 수용성 계면활성제의 제조에 주로 사용되고 있다. 이에 대해서는 예컨대, 미국 특허 제3,931,029호 및 제4,476,055호를 참조하라. 다른 시클로헥세논산류는 금속 작업 분야의 부식 억제제 및 알루미늄 외의 금속(예, 땜납 합금) 부식 억제용 부동액 조성물의 부식 억제제로 사용되어 왔다. 이에 대해서는 예컨대, 미국 특허 제3,931,029호를 참조하라. 그러나, 이러한 부식 억제제가 알루미늄 부식 억제제로서, 특히 CE-형 부식 억제제로서 효과적이라고 알려져 있지는 않다.
따라서, 향상된 알루미늄 표면 CE-형 부식 억제제를 제공하고, 만족스러운알루미늄 표면의 전반적인 부식 억제를 제공하는 조성물이 요구되는 실정이다.
발명의 요약
본 발명은 다음의 (a) 내지 (c)를 포함하는 부동액 농축물을 제공한다:
(a) 어는점 저하제로서 작용하는 약 90 내지 약 99.89 중량%의 액체 알코올 또는 이것의 혼합물;
(b) 포화 및 불포화, 지방족 및 방향족, 모노-, 디- 및 트리-카복실산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 약 0.1 내지 약 5.5 중량%의 카복실산; 및
(c) 하기 화학식을 포함하는 약 0.01 내지 약 2 중량%의 시클로헥세논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물
(상기 식 중, 각 R1, R2및 R3는 H, OH, COOH, C1-C10알킬기, 글리콜 에스테르 또는 이들의 배합물로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다).
본 발명의 농축물은 알루미늄 표면의 부식, 특히 CE-형 부식을 감소시키는 데 놀라울 정도로 효과적이라는 것이 밝혀졌다. 본 발명은 또한 본 발명의 농축물을 포함하는 부동액 조성물 및 본 발명의 농축물을 사용하여 이러한 부식을 억제하는 방법을 제공한다.
본 발명은 일반적으로 부동액 조성물용 유기산 부식 억제제에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 부동액 조성물에서 내부 연소 엔진에 존재하는 것과 같은 냉각 및/또는 가열 장치의 알루미늄 금속 표면에 장기간 부식 보호를 제공하는 부식 억제제로 이용되는 카복실산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물, 그리고 시클로헥세논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 혼합물에 관한 것이다.
본 발명이 더욱 완전히 이해되도록 하기 위해, 아래에서 상세한 설명을 기술한다.
본 발명은 놀라울 정도로 증가된 알루미늄 표면 부식 억제, 특히 알루미늄 표면의 CE-형 부식 억제 증가를 나타내는 부동액 조성물을 제공한다. 부동액 조성물은 부동액 농축물 및 물로 희석된 농축물을 포함하는 부동액 조성물을 말한다.
본 발명의 부동액 농축물은 다음의 (a) 내지 (c)를 포함한다:
(a) 어는점 저하제로서 작용하는 약 90 내지 약 99.89 중량%의 액체 알코올 또는 이것의 혼합물;
(b) 포화 및 불포화, 지방족 및 방향족, 모노-, 디- 및 트리-카복실산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 임의의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 약 0.1 내지 약 5.5 중량%의 카복실산; 및
(c) 하기 화학식을 포함하는 약 0.01 내지 약 2 중량%의 시클로헥세논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물
(상기 식 중, 각 R1, R2및 R3는 H, OH, COOH, C1-C10알킬기, 글리콜 에스테르 또는 이들의 배합물로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다).
어는점 저하제로서 작용하는 적합한 액체 알코올은 임의의 알코올 또는 기타 열 전달 매체를 포함하고, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 글리세롤, 글리세롤의 모노에틸에테르, 글리세롤의 디메틸에테르, 알콕시 알칸올(예, 메톡시에탄올) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 알코올인 것이 바람직하다. 바람직한 알코올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이다.
액체 알코올 성분은 약 90 내지 약 99.89 중량%의 농축물로 첨가된다.
본 발명의 부동액 조성물에 사용되는 카복실산은 포화 및 불포화, 지방족 및 방향족, 모노-, 디- 및 트리-카복실산, 무기염 및 유기염(예, 알칼리 토금속 및 알칼리성 토금속, 암모늄염 및 아민염), 이들의 이성체, 그리고 이들의 임의의 배합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 바람직한 카복실산으로는 2-에틸 헥사논산, 네오옥타논산, 네오데카논산, 벤조산, t-부틸벤조산, 도데칸디온산 및 세바신산과 같은 C4-C12모노- 또는 디-카복실산, 또는 이들의 염(예, 알칼리 토금속 및 알칼리성 토금속, 암모늄염 또는 아민염), 이들의 이성체 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 더욱 바람직한 카복실산으로는 다량의 C8모노-카복실산 성분(예, 네오-옥타논산 및/또는 2-에틸 헥사논산, 더욱 바람직하게는 2-에틸 헥사논산), 및 네오데카논산, 또는 이것의 염(예, 알칼리 토금속 및 알칼리성 토금속, 암모늄염 또는 아민염), 또는 이들의 이성체를 포함하는 혼합물은 물론, C8모노-카복실산(예, 2-에틸 헥사논산)을 들 수 있다. C8모노-카복실산 성분과 네오데카논산의 혼합물이 사용될경우, 바람직한 혼합물은 C8모노-카복실산 성분과 네오데카논산을 약 3:1의 중량비로 포함한다. 미국 특허 제5,741,436호를 참조할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고 인용한다.
카복실산 성분은 약 0.1 내지 약 5.5 중량%의 농축물로 첨가되고, 약 1 내지 약 5 중량%로 첨가되는 것이 바람직하며, 약 2 내지 4 중량%로 첨가되는 것이 더욱 바람직하다.
시클로헥세논산 성분은 하기 화학식을 갖는다.
상기 식 중, 각 R1, R2및 R3는 H, OH, COOH, C1-C10알킬기, 글리콜 에스테르 또는 이들의 배합물로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다. 치환체가 C1-C10알킬기를 포함할 경우, 알킬기가 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 것이 더욱 바람직한데, 이러한 기는 시클로헥세논산이 부동액 조성물내에서 향상된 혼화성을 제공하기 때문으로 생각된다.
시클로헥세논산 성분의 경우, R1은 H 또는 COOH(COOH가 더욱 바람직함)인 것이 바람직하고, R3는 C1-C10알킬기를 포함하는 것이 바람직하며, R2는 하기 화학식을 갖는 것이 바람직하다.
(CH2)x-(COO)-〔(CH2)y-O〕z-H
상기 식 중, x는 0 내지 10이고, y는 1 내지 5이며, z는 0 내지 5이다. z는 0 내지 2인 것이 바람직하고, 1 또는 2인 것이 더욱 바람직하며, 2인 것이 더욱 더 바람직하다. 유용한 시클로헥세논산의 예로는 하기 화학식을 들 수 있다.
시클로헥세논산 성분은 약 0.01 내지 약 2.0 중량%의 농축물로 첨가된다. 예상되는 유일한 제한은 농축물내에서 시클로헥세논산(또는 이것의 염) 성분의 혼화성이다. 시클로헥세논산 성분은 약 0.01 내지 약 1.0 중량%의 농축물으로 첨가되고, 약 0.1 내지 약 1.0 중량%의 농축물로 첨가되는 것이 더욱 바람직하며, 약 0.1 내지 약 0.3 중량%의 농축물로 첨가되는 것이 더욱 더 바람직하다.
구체적으로 전술한 것을 포함하는 본 발명에 사용되는 시클로헥세논산은 웨스트베코 코포레이션으로부터 입수할 수 있다.
본 발명의 부동액 조성물의 산 성분은 선택적으로 알칼리 금속염, 암모늄염 또는 아민염의 형태일 수 있다. 바람직한 염은 알칼리 금속염이고, 산의 나트륨염 또는 칼륨염이 가장 바람직하다.
부동액 조성물은 트리아졸, 티아졸, 포스페이트, 보레이트, 실리케이트, 볼리브데이트, 니트레이트, 니트라이트 또는 알칼리 금속, 알칼리성 토금속, 이들의 암모늄염 또는 아민염 등의 1종 이상의 추가의 부식 억제제를 포함할 수 있다. 일부 용도, 예컨대 대형 엔진용의 경우, 본 발명의 부동액 조성물은 추가로 니트라이트를 포함한다. 본 발명의 부동액 조성물은 트리아졸 또는 티아졸을 추가로 포함하는 것이 바람직하고, 벤조트리아졸("BZT"), 머캡토벤조티아졸("MBT") 또는 톨릴트리아졸("TTZ") 등의 방향족 트리아졸 또는 티아졸을 포함하는 것이 더욱 바람직하며, TTZ를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 추가의 부식 억제제는 부동액 조성물의 약 5.5 중량% 이하의 농도로 첨가될 수 있다.
부동액 조성물은 pH를 약 6.0 내지 약 11.0 사이, 바람직하게는 약 6.5 내지 약 9.0으로 조절하기 위해 충분한 양의 알칼리 금속 수산화물을 포함할 수 있다. 용도에 따라 다른 첨가제도 사용될 수 있다. 적절한 첨가제로는 염료(예, 아베이 컬러 인코포레이션에서 시판하는 "알리자린 그린", "우라닌 옐로우" 또는 "그린AGS-리퀴드", 그롬프톤 & 날리스 코포레이션에서 시판하는 "오렌지 II(애시드 오렌지 7)" 또는 "인트래시드 로다민 WT(애시드 레드 388)"), 냄새 차폐 보조제, 향수, 고미제, 거품 방지제, 녹 억제제, pH 완충제, 스케일 억제제 및/또는 격리 및 분산제(예, 몬산토 케미칼 컴퍼니에서 시판하는 "디퀘스트", 마일스 인코로레이션에서 시판하는 "베이히빗", PMC 스페셜티스 그룹에서 시판하는 "리젝스트-잇", 날코 케미칼 컴퍼니에서 시판하는 "날코" 또는 "날프렙")를 들 수 있다.
본 발명의 부동액 농축물은 부동액 조성물을 제조하는 데 사용될 수 있다. 이러한 부동액 조성물을 제조하기 위해, 농축물을 물로 희석시킨다. 부동액 조성물은 약 10 내지 약 90 중량%의 물을 포함하는 것이 바람직하고, 약 25 내지 약 75 중량%의 물의 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
당업자라면 부동액 조성물 성분의 양은 조성물의 다른 성분들에 대해 약간의 조정이 가해질 경우 변할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
본 발명은 또한 내부 연소 엔진의 알루미늄 성분의 부식을 억제하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 보호되어야 하는 알루미늄 성분을 전술한 부동액 조성물과 접촉시키는 단계를 포함한다.
본 발명이 보다 잘 이해될 수 있도록, 하기 실시예를 기술한다. 이러한 예들은 단지 설명을 위한 목적으로 기술된 것으로, 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하려는 것으로 간주해서는 안된다.
전술한 부동액 조성물의 알루미늄 부식 억제 효과를 평가하기 위해, 많은 조성물로 표준 산업 부식 테스트를 수행하였다. 테스트를 수행한 조성물에는, 아래의 대표적인 시클로헥세논산 화합물이 사용되었다.
화합물 I
화합물 II
화합물 III
화합물 IV
화합물 V
실시예 1. ASTM D2809 - "엔진 냉각제와 접촉하는 알루미늄 펌프의 캐비테이션 부식 및 침식-부식 특성을 위한 표준 테스트 방법"
10종의 다른 부동액 조성물을 제조하여 ASTM D2809에 의해 기술된 조건하에서 평가하였다. 문헌〔Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.05(1996)〕을 참조할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고 인용한다. ASTM D2809는 부동액 냉각제를 사용하는 알루미늄 펌프의 CE-형 부식을 위한 표준 테스트 방법이다. 테스트를 수행하기 전에, 각각의 테스트 용액을 ASTM D2809에 따라 희석시켰다. 이러한 조성물은 ASTM D2809에 기술된 노트 #4에 따라 제조되었다.
조성물을 제조하여 ASTM D2809에 기술된 테스트 절차에 따라 테스트를 수행한 후, 알루미늄 펌프, 주형/커버 및 임펠러를 육안으로 관찰하여 ASTM D2809에 기술된 추천 방법에 따라 1 내지 10의 크기로 등급을 매겼다. ASTM D3306하에, 등급 8(펌프, 주형/커버 및 임펠러 각각의 경우)은 ASTM D2809를 통과하기 위해 요구되는 최소한의 등급이며, 등급 10은 완전한 것이다. 조성물 및 결과는 하기 표 1a 및 1b에 기재되어 있다.
실시예 번호
성분(중량%) 1(대조군) 2(대조군) 3 4 5
에틸렌 글리콜 95.93 95.64 95.29 95.09 95.79
2-에틸 헥사논산 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
세바신산 0 0 0 0 0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0 0.6 0.6 0
화합물 II, 40 중량% 고체 0 0 0 0 0.6
NaOH, 50 중량% 고체 1.06 1.06 1.07 1.06 1.06
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
NaNO3, 40 중량% 고체 0.5 0.5 0.5 0.5 0
혼합물 0.007(1) 0.30(2) 0.30(2) 0.25(3) 0.30(2)
pH 9.10 9.33 9.08 9.06 8.95
ASTM D2809 등급
펌프 6 7 10 10 9
임펠러 5 5 10 10 9
커버 8 7 10 10 9
(1)은 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제를 함유한다.
(2)는 거품 방지제 PI-35/50를 함유한다.
(3)은 거품 방지제 S205 LF를 함유한다.
실시예 번호
성분(중량%) 6(1)(대조군) 7(2)(대조군) 8(3) 9(4) 10(5)
에틸렌 글리콜 >90 >90 >90 95.8 95.8
2-에틸 헥사논산 2.74 2.74 3.9 0 0
세바신산 0.23 0.23 0.25 0 0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0.3 0 0 0.6
화합물 II, 40 중량% 고체 0 0 0 0 0
NaOH 0 0 0 0.20 0.20
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.6 0.6 0.51 0.20 0.20
NaNO3, 40 중량% 고체 0 0 0 0.20 0.20
NaNO2 0 0 1.0 0 0
혼합물 >0 >0 >0 3.63-3.64(6) 3.63-3.64(6)
pH 8.4-8.6 8.3 8.6 10.2 10.0
ASTM D2809 등급
펌프 5 8 3 1 4
임펠러 5 8 1 1 1
커버 7 8 1 2 6
(1)은 덱스 쿨이라는 텍사코 시판용 조성물이다.
(2)는 덱스 쿨부동액과 화합물 I의 배합물이다.
(3)은 캐이터필라 EC-1으로 알려진 대형 차량의 시판용 조성물이다.
(4)는 GM-6038M으로 알려진 제너럴 모터스의 표준 조성물이다.
(5)는 화합물 I 뿐만아니라, GM-6038M으로 알려진 제너럴 모터스의 표준 조성물을 포함한다.
(6)은 염료 및 GM-6038과 일치하는 거품 방지제 뿐만아니라, 나트륨 테트라보레이트(1.0%), 나트륨 메타실리케이트(0.15%) 및 나트륨 오르토포스페이트(0.45%)를 함유한다.
표 1a 및 1b에서 알 수 있듯이, 대조군 조성물(실시예 1, 2 및 6) 모두는 ASTM D2809를 통과하지 못했다. 또한, 공지된 CE-형 주형 철 부식 억제제인 니트라이트를 추가로 포함하는 조성물(실시예 8)도 ASTM D2809을 통과하지 못했다. 그러나, 시클로헥세논산과 카복실산의 배합물은 모든 조성물(실시예 3-5 및 7)의 성능을 현저히 향상시켰으며, 이 부동액 조성물들은 일관성 있게 ASTM D2809을 통과하였다.
실시예 2. 포드 워터 펌프 테스트
4종의 다른 부동액 조성물을 제조하여 포드 모토 컴퍼니 스페시피케이션 번호 WSS-M97B44-D에 기술된 조건(표 2)하에서 평가하였다("포드 워터 펌프 테스트"). 포드 워터 펌프 테스트는 ASTM D2809에 의해 명기된 것과 유사한 표준 물 펌프 테스트이다. ASTM D2809와 마찬가지로, 포드 테스트는 알루미늄 펌프 및주형/커버(임펠러는 제외함)를 육안으로 관찰하여 ASTM D2809에 기술된 추천 방법에 따라 1 내지 10의 크기로 등급을 매겼다.
그러나, 포드 테스트는 명기된 포드 물 펌프를 이용하여(명기된 제너럴 모터스 물 펌프를 필요로 하는 ASTM D2809와는 달리) CE-형 부식 억제제로서의 부동액 조성물의 유효성을 평가한다. 또한, 포드 테스트는 100, 300 및 1,000 시간에 검사를 요구하고 매 시간마다 등급의 기록(최소 등급 8의 경우, 100 시간 검사만을 요구하는 ASTM D2809와는 달리)을 요구한다. 테스트를 수행한 조성물 및 결과는 하기 표 2에 기재되어 있다.
실시예 번호
성분(중량%) 11(대조군) 12 13(대조군) 14
에틸렌 글리콜 >95 >95 93.28 93.39
2-에틸 헥사논산 0 0 3.3 3.0
세바신산 2.0 2.0 0 0
네오-데카논산 0 0 1.1 1.0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0.3 0 0.3
NaOH, 50 중량% 고체 1.52 1.53 2.2 2.0
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.2 0.2 0.1 0.2
NaNO3, 40 중량% 고체 0.5 0.5 0 0
혼합물 0.018(1) 0.311(2) 0.018(3) 0.111(4)
pH 8.5 8.5 8.7 8.65
포드 워터 펌프 등급(100 시간)
펌프 8 10 10 10
커버 8 10 10 10
포드 워터 펌프 등급(300 시간)
펌프 6 10 10 10
커버 6 10 10 10
포드 워터 펌프 등급(1,000 시간)
펌프 - 8 - 8
주형 - 8 - 7
(1)은 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.007%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 포함한다.
(2)는 거품 방지제 포움 밴 3529c(0.3%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 포함한다.
(3)은 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.007%) 뿐만아니라, 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)을 포함한다.
(4)는 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제 S205 LF(0.1%) 뿐만아니라, 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)을 포함한다.
표 2에서 알 수 있듯이, 대조군 조성물(실시예 11 및 13)은 1,000 시간 테스트를 완료하지 못했다. 대조군 조성물 각각의 경우, 물 펌프의 천공이 각각 494 및 831 시간에 발생하였다. 그러나, 카복실산 성분 및 시클로헥세논산 성분의 배합물을 사용한 조성물은 1,000 시간 테스트를 완료할 수 있었고, 양 조성물(실시예 12 및 14)의 성능을 현저히 향상시킬 수 있었다.
실시예 3. ASTM D1384 - "유리 기구내의 엔진 냉각제의 부식 테스트를 위한 표준 테스트 방법"
20종의 다른 부동액 조성물을 제조하여 ASTM D1384에 의해 기술된 조건하에서 평가하였다. 문헌〔Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.05(1996)〕을 참조할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고 인용한다. ASTM D1384는 일반적으로 내부 연소 엔진의 냉각 및/또는 가열 장치에서 관찰되는 다양한 금속의 전면 부식을 위한 표준 테스트 방법이다.
테스트를 수행하기 전에, 33.3 부피% 농축물로 조성물을 제조하기 위해, 각용액들을 "부식성 물"(Na 염의 형태로 첨가된 SO4 2-, HCO3 -및 Cl-각각을 100 ppm으로 함유하는 탈이온수)로 희석시켰다. 이러한 조성물은 ASTM D1176에 기술된 "혼합물의 처리"에 따라 제조하였다.
조성물을 제조하여 ASTM D1384에 기술된 테스트 절차(금속 시료를 부동액 조성물에서 336 시간 동안 침지시키고, 88℃의 온도에서 유지시킴)에 따라 테스트를 수행한 후, 금속 시료의 중량 변화를 측정하였다(3개 시료의 평균). ASTM D1384에 의해 요구되는 금속 시료 외에, 모딘 땜납 시료도 테스트하였다.
음성 중량 손실은 금속 표면 위의 보호 코팅의 형성으로 인한 중량 증가를 의미한다. 이 테스트에 연루된 재현성 에러는 알루미늄의 경우 약 +/- 5 mg이다. ASTM D3306하에서는, 30.0 mg의 알루미늄 중량 손실이 ASTM D1384을 통과할 수 있는 최대값이다.
실시예 번호
성분(중량%) 15 16(대조군) 17(대조군) 18 19
에틸렌 글리콜 97.49 96.44 96.40 95.79 95.79
2-에틸 헥사논산 0 2.0 2.0 2.0 2.0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0 0 0.6 0
화합물 II, 40 중량% 고체 0 0 0 0 0.6
화합물 IV, 40 중량% 고체 2.0 0 0 0 0
화합물 V, 40 중량% 고체 0 0 0 0 0
NaOH, 50 중량% 고체 0.0004 1.06 1.06 1.06 1.06
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
NaNO3, 40 중량% 고체 0 0 0 0 0
혼합물 0.01(1) 0.0 0.04(2) 0.04(2) 0.04(2)
pH 9.23 9.02 9.19 9.04 9.04
ASTM D1384(mg 손실)
알루미늄 36.0 11.2 8.4 0.3 0.0
모딘 땜납 25.8 273.6 221 88.5 65
구리 1.1 0.3 1.3 1.2 1.3
Sn30a 땜납 3.0 0.3 -0.1 -0.3 0.1
황동 1.0 0.6 1.4 1.3 1.3
강철 -0.3 -0.3 0.9 0.5 0.4
철 40.0 -3.4 -1.8 -1.0 -1.3
(1)은 거품 방지제 플루로닉 L61을 함유한다.
(2)는 거품 방지제 PI-35/50을 함유한다.
실시예 번호
성분(중량%) 20 21 22 23 24
에틸렌 글리콜 95.79 94.40 95.79 95.03 95.03
2-에틸 헥사논산 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0 0 0.6 0
화합물 II, 40 중량% 고체 0 0 0 0 0.6
화합물 IV, 40 중량% 고체 0.6 2.0 0 0 0
화합물 V, 40 중량% 고체 0 0 0.6 0 0
NaOH, 50 중량% 고체 1.06 1.10 1.06 1.07 1.07
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
NaNO3, 40 중량% 고체 0 0 0 0.5 0.5
혼합물 0.04(1) 0.0 0.04(1) 0.3(1) 0.3(1)
pH 9.04 9.06 9.22 9.00 9.27
ASTM D1384(mg 손실)
알루미늄 -0.5 -4.7 3.5 -2.7 -2.07
모딘 땜납 195 261.9 144 108 158
구리 1.4 0.8 1.8 0.8 0.7
Sn30a 땜납 3.6 3.2 -1.1 5.9 6.5
황동 1.1 1.1 1.4 1.0 1.0
강철 0.3 0.0 0.4 0.3 0.3
철 -1.0 -2.8 -1.2 -0.9 -1.3
(1)은 거품 방지제 PI-35/50을 포함한다.
실시예 번호
성분(중량%) 25 26 27 28
에틸렌 글리콜 94.34 93.79 92.71 92.59
2-에틸 헥사논산 3.1 3.2 3.1 3.3
네오-데카논산 0 0 0 1.1
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0 0 0.3
화합물 IV, 40 중량% 고체 0 0.8 1.9 0
NaOH, 50 중량% 고체 2.03 1.71 1.77 2.2
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.5 0.5 0.5 0.2
혼합물 0.03(1) 0.0 0.02(1) 0.31(2)
pH 9.7 9.07 9.03 9.00
ASTM D1384(mg 손실)
알루미늄 8.1 7.2 6.3 -1.2
모딘 땜납 234.7 113.6 -117.7 134
구리 0.8 1.3 1.2 0.6
Sn30a 땜납 0.5 3.0 0.9 5.1
황동 1.5 1.2 1.5 1.1
강철 0.2 -0.3 -0.1 -0.1
철 -5.4 -3.4 -4.0 -1.0
(1)은 거품 방지제 플루로닉 L61(0.01%)을 포함한다.
(2)는 거품 방지제 PI-35/50을 포함한다.
실시예 번호
성분(중량%) 29 30 31 32
에틸렌 글리콜 >95 >95 >95 >95
세바신산 2.0 2.0 2.0 1.325
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0.3 0.3 0.3
NaOH, 50 중량% 고체 1.52 1.53 1.52 1.43
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.2 0.2 0.2 0.2
NaNO3, 40 중량% 고체 0.5 0.5 0.5 0.5
혼합물 0.018(1) 0.311(2) 0.422(3) 0.311(2)
pH 8.5 8.5 8.5 8.9
ASTM D1384(mg 손실)
알루미늄 12.0 -2.9 -2.0 -2.9
모딘 땜납 16.0 175.1 56.1 180.9
구리 1.0 -0.1 -0.3 0.9
Sn30a 땜납 7.0 -0.5 -1.6 -0.6
황동 2.0 -0.1 -1.6 0.6
강철 0 1.1 0.1 0.4
철 -3.0 4.1 -0.8 26.3
(1)은 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.0067%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
(2)는 포움 밴 3529c(0.3%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
(3)은 거품 방지제 올린 S 205LF(0.1%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
표 3a 내지 3d에서 알 수 있듯이, ASTM D1384을 통과하지 못한 유일한 조성물(즉, 알루미늄 중량 손실이 30 mg보다 크게 나타난 것)은 카복실산이 없이 시클로헥세논산을 포함하는 것(실시예 15)이다.
시클로헥세논산 성분 및 카복실산 성분의 배합물은 시클로헥세논산 없이 카복실간을 포함하는 대응하는 대조군 조성물과 비교했을 때 향상된(감소된) 알루미늄 손실을 나타내었다. 예를 들면, 화합물 I, II, IV 또는 V를 모노-카복실산(예, 실시예 18 내지 25의 2-에틸 헥사논산)에 첨가하면 대조군 조성물(실시예 16 및 17)과 비교했을 때 현저히 향상된 알루미늄 중량 손실을 나타내었다. 이러한 결과는 다른 양과 다른 예의 시클로헥사논산 성분을 이용하였을때도 나타났다.
또한, 비교적 많은 양의 시클로헥센논산의 배합물 및 모노카복실산의 혼합물을 사용함으로써 현저히 향상된 결과를 얻었다(예, 실시예 28). 게다가, 비교적 많은 양의 모노 카복실산을 사용하였을 때에도, 적어도 수치상으로는 향상된 알루미늄 중량 손실을 얻었다(예, 실시예 25 대 26-27).
유사하게, 비교적 적은 양의 시클로헥세논산을 다른 양의 디-카복실산(예, 세바신산)에 첨가하였을 때에도 알루미늄 중량 손실이 향상되었다(실시예 29 대 30 -32).
실시예 29 및 30도 가속된 노후 테스트에 적용한 후 ASTM D1384하에서 평가하였다(각각 실시예 29a 및 30a). 이 테스트에서는, 금속 쉐이빙을 부동액 조성물에 336 시간 동안 침치시킨 다음, 100℃에서 유지하였다(각 테스트를 3회씩 수행함). 그 후, 이 조성물을 ASTM D1384에 기술된 테스트 절차에 적용하였다.
하기 표 3e에서 알 수 있듯이, 카복실산 성분 및 시클로헥세논산 성분의 배합물(실시예 30a)은 탁월한 알루미늄 보호를 제공하였다. 시클로헥세논산을 카복실산에 첨가하면(실시예 30a) 대조군 조성물(대조군 29a)과 동일한 부식율(-2.0)을 나타내었지만, 대조군 조성물은 이미 탁월한 알루미늄 보호를 제공하였기 때문에, 소모된 조성물의 향상된 결과에 대해서는 어떠한 결론도 내릴 수가 없었다. 그러나, 시클로헥세논산을 카복실산을 주성분으로 하는 부동액 조성물에 첨가하면 부식율이 현저히 향상된다는 것(즉, 부식율의 감소)은 전술한 바 있다.
실시예 번호
성분(중량%) 29a(대조군) 30a
에틸렌 글리콜 >95% >95%
세바신산 2.0 2.0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0.3
NaOH, 50 중량% 고체 1.52 1.53
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.2 0.2
NaNO3, 40 중량% 고체 0.5 0.5
혼합물 0.018(1) 0.311(2)
ASTM D1384(mg 손실)
알루미늄 -2.0 -2.0
모딘 땜납 39.3 89
구리 0.0 0.0
Sn30a 땜납 0.0 0.0
황동 1.0 0.0
강철 0.0 0.0
철 1.0 4.0
(1)은 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.0067%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
(2)는 포움 밴 3529c(0.3%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
실시예 4. ASTM D2570 - "엔진 냉각제의 모의 실험 서비스 부식 테스트의 표준 방법"
19종의 다른 부동액 조성물을 제조하여 ASTM D2570에 의해 기술된 조건하에서 평가하였다. 문헌〔Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.05(1996)〕을 참조할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고 인용한다. ASTM D2570은 황동 라디에이터를 이용한 모의 실험 서비스 조건하의 알루미늄 부식을 위한 표준 테스트 방법이다. 이 테스트에서는, 알루미늄 라디에이터도 사용하였다. 이 결과는 동일한 종류의 라디에이터를 이용한 실시예 사이에서만 비교되어야 한다.
테스트를 수행하기 전에, 44 부피% 농축물로 조성물을 제조하기 위해, 각 용액들을 "부식성 물"(Na 염의 형태로 첨가된 SO4 2-, HCO3 -및 Cl-각각을 100 ppm으로 함유하는 탈이온수)로 희석시켰다. 이러한 조성물은 ASTM D1176에 기술된 "혼합물의 처리"에 따라 제조하였다.
조성물을 제조하고 ASTM D2570에 기술된 테스트 절차(금속 시료를 부동액 조성물에서 1,064 시간 동안 침지시키고, 88℃의 온도에서 유지시킴)에 따라 테스트를 수행한 후, 금속 시료의 중량 변화를 측정하였다(3개 시료의 평균). ASTM D2570에 의해 요구되는 금속 시료 외에, 모딘 땜납 시료도 일부 조성물에서 테스트하였다. 음성 중량 손실은 금속 표면 위의 보호 코팅의 형성으로 인한 중량 증가를 의미한다. 이 테스트에 연루된 에러는 알루미늄의 경우 약 +/- 5 mg이다. ASTM D3306하에서는, 60.0 mg의 알루미늄 중량 손실이 ASTM D2570을 통과할 수 있는 최대값이다.
(1)은 염료 오렌지 믹스 3674(0.005%) 및 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.007%)를 함유한다.
(2)는 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.007%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
(3)은 거품 방지제 PI-35/50을 함유한다.
알루미늄 라디에이터를 이용한 ASTM 2570
NaTTZ,50 중량% 고체 0.5 0.2 0.6 0.05 0.5 0.5 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
NaNO3,40 중량% 고체 0 0 0 0 0.5 0.5 0 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
혼합물 0.3(1) 0.007(2) >0(3) 3.05(4) 0.3(1) 0.3(1) 0.3(1) 0.25(5) 0.3(1) 0.25(5) 0.3(1) 0.3(1) 0.3(1)
pH 8.82 9.00 8.4-8.6 8.0 9.00 9.27 9.00 9.04 9.04 9.06 9.25 9.91 9.02
ASTM D2570(mg 손실)
알루미늄 -1.5 -1.8 2.5 -0.1 2.0 0.3 0.8 -2.9 -0.7 -4.0 -1.8 -1.2 -0.3
모딘 땜납 115.2 117.6 191.7 - 151 194 96.0 290.0 184.8 321.4 164.9 46.5 199.9
구리 84.6 106.7 116.0 44.2 71.3 64.5 77.4 115.0 21.5 74.6 33.6 72.1 51.4
Sn30a 땜납 8.5 3.5 4.4 2.7 3.5 6.9 5.9 6.5 15.0 -7.6 3.5 4.3 6.7
황동 3.8 15.0 4.4 12.9 18.9 16.7 86.4 81.0 19.0 53.3 11.7 39.9 22.6
강철 1.0 10.2 -0.6 0.7 0.0 -0.5 0.1 -0.5 0.5 -0.5 0.4 0.2 0.5
철 -1.5 -5.2 -6.8 -1.5 -0.5 -6.0 1.3 1.2 0.3 -0.2 -0.5 -3.3 1.0
(1)은 거품 방지제 PI-35/50을 함유한다.
(2)는 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.007%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
(3)은 팻코로부터 입수 가능한 거품 방지제를 함유한다.
(4)는 t-부틸벤조에이트(1.8%), 벤조에이트(1.2%), 나트륨 몰리브데이트(41.1% 고체)(0.05%), 염료 및 거품 방지제를 함유한다.
(5)는 거품 방지제 S-205LF를 함유한다.
표 4a에서 알 수 있듯이, 시클로헥세논산 성분(실시예 37-38)을 카복실산 성분(실시예 33)에 첨가하는 것은 황동 라디에이터를 이용한 ASTM D2570의 알루미늄 중량 손실을 현저히 향상시켰다(감소시켰다). 이러한 배합물은 또한 시클로헥사논산 성분 없이(실시예 34-36) 카복실산 성분(예, 모노카복실릭, 디-카복실릭 및 이들의 혼합물)을 포함하는 조성물과 비교하였을 때 우수한 알루미늄 보호를 제공하였다.
표 4b에서 알 수 있듯이, 알루미늄 라디에이터를 이용한 ASTM D2570 테스트에서, 시클로헥세논산 성분과 카복실산 성분의 배합물은 탁월한 알루미늄 보호를 제공하였다(실시예 43-51). 시클로헥세논산 성분을 카복실산 성분에 첨가하면 대조군 조성물(대조군 39-42)과 거의 동일한 정도의 알루미늄 중량 손실을 나타내었지만, 대조군 조성물은 이미 탁월한 알루미늄 보호를 제공하였기 때문에, 알루미늄 라디에이터의 향상된 결과에 대해서는 어떠한 결론도 내릴 수가 없었다. 그러나, 시클로헥세논산을 카복실산을 주성분으로 하는 부동액 조성물에 첨가함으로써 알루미늄 중량 손실이 현저히 향상된 것(즉, 감소된 손실)은 ASTM D2570 조건하에서 전술한 바 있다.
실시예 5. ASTM D4340 - "열 차단 조건하에 엔진 냉각제의 주형 알루미늄 합금을 위한 표준 테스트 방법"(알루미늄 고온 표면 테스트)
실시예 29 및 30으로부터 부동액 조성물을 제조하여 ASTM D4340에 의해 기술된 조건하에서 평가하였다(각각 실시예 52 및 53). 문헌〔Annual Book of ASTM Standards, Section 15, Volume 15.05(1996)〕을 참조할 수 있으며, 이는 본 명세서에 참고 인용한다. ASTM D4340은 내부 연소 엔진의 냉각 및/또는 가열 장치(예, 알루미늄 실린더 헤드)에서 관찰되는 열-차단 알루미늄의 전면 부식을 위한 표준 테스트 방법이다. ASTM D3306에 따르면, 테스트를 수행한 시료로부터의 최대 허용 부식율은 1.0 mg/cm2/주이다. 이러한 테스트를 실시하는 사이에 변동이 발생할 수 있기 때문에, 평가되는 부동액 조성물을 대조군 조성물과 함께 동시에 또는 거의 동시에 실시해야 한다.
실시예 번호
성분(중량%) 52(대조군) 53
에틸렌 글리콜 >95 >95
세바신산 2.0 2.0
화합물 I, 40 중량% 고체 0 0.3
NaOH, 50 중량% 고체 1.52 1.52
NaTTZ, 50 중량% 고체 0.2 0.2
NaNO3, 40 중량% 고체 0.5 0.5
혼합물 0.018(1) 0.311(2)
pH 8.5 8.5
ASTM D4340(mg/cm2/wk) 0.64 -0.072
(1)은 PPG/알코올을 주성분으로 하는 거품 방지제(0.0067%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
(2)는 거품 방지제 포움 밴 3529c(0.3%) 뿐만아니라, 염료 인트래시드 오렌지 II(0.01%) 및 인트래시드 로다민 WT(0.001%)를 함유한다.
상기 표 5에서 알 수 있듯이, 시클로헥세논산(실시예 53)을 대조군 조성물(실시예 52)에 첨가하였을 때 약 0 mg/cm2/wk의 현저히 낮은 부식율을 얻게 되었다. 이것은 본 발명의 산의 배합물이 물 펌프의 알루미늄 성분 뿐만아니라, 알루미늄 실린더 헤드에도 향상된 부식 보호를 제공한다는 것을 설명한다.

Claims (31)

  1. (a) 어는점 저하제로 작용하는 약 90 내지 약 99.89 중량%의 액체 알코올, 또는 이것의 혼합물;
    (b) 약 0.1 내지 약 5 중량%의 카복실산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물; 및
    (c) 하기 화학식을 포함하는 약 0.01 내지 약 2 중량%의 시클로헥세논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 부동액 농축 조성물
    (상기 식 중, 각 R1, R2및 R3는 H, OH, COOH, C1-C10알킬기, 글리콜 에스테르 또는 이들의 배합물로 이루어진 군에서 독립적으로 선택된다).
  2. 제1항에 있어서, R1이 H 또는 COOH인 것이 특징인 부동액 조성물.
  3. 제1항에 있어서, R1이 COOH인 것이 특징인 부동액 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, R3가 C1-C10알킬기를 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  5. 제4항에 있어서, R2가 (CH2)x-(COO)-〔(CH2)y-O〕z-H 구조(여기서, x는 0 내지 10이고, y는 1 내지 5이며, z는 0 내지 5이다), 또는 이것의 염 또는 이것의 이성체를 갖는 것이 특징인 부동액 조성물.
  6. 제5항에 있어서, z가 0 내지 2인 것이 특징인 부동액 조성물.
  7. 제5항에 있어서, z가 1 내지 2인 것이 특징인 부동액 조성물.
  8. 제5항에 있어서, z가 2인 것이 특징인 부동액 조성물.
  9. 제5항에 있어서, y가 2인 것이 특징인 부동액 조성물.
  10. (a) 어는점 저하제로 작용하는 약 90 내지 약 99.89 중량%의 액체 알코올 또는 이것의 혼합물;
    (b) 약 0.1 내지 약 5 중량%의 카복실산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물; 및
    (c) 하기 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 약 0.01 내지 약 2 중량%의 시클로헥세논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 및 이들의 혼합물을 포함하는 부동액 농축 조성물.
  11. 제1항 또는 제10항에 있어서, 시클로헥세논산 성분이 약 0.01 내지 약 1.0 중량%의 양으로 존재하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 시클로헥세논산 성분이 약 0.1 내지 약 1.0 중량%의 양으로 존재하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 시클로헥세논산 성분이 약 0.1 내지 약 0.3 중량%의 양으로 존재하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  14. 제1항 또는 제10항에 있어서, 액체 알코올이 메탄올, 에탄올, 프로판올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 글리세롤, 글리세롤의 모노에틸에테르, 글리세롤의 디메틸에테르, 알콕시 알칸올(예, 메톡시에탄올) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 부동액 조성물.
  15. 제14항에 있어서, 액체 알코올이 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 부동액 조성물.
  16. 제1항 또는 제10항에 있어서, 카복실산이 포화 및 불포화, 지방족 및 방향족, 모노-, 디- 및 트리-카복실산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 부동액 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 카복실산이 C4-C12모노-카복실산 및 디-카복실산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 부동액 조성물.
  18. 제16항에 있어서, 카복실산이 2-에틸 헥사논산, 네오옥타논산, 네오데카논산, 벤조산, t-부틸벤조산, 도데칸디온산, 세바신산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 부동액 조성물.
  19. 제16항에 있어서, 카복실산이 세바신산, 네오데카논산, 이들의 염, 이들의 이성체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 특징인 부동액 조성물.
  20. 제16항에 있어서, 카복실산이 2-에틸 헥사논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물인 것이 특징인 부동액 조성물.
  21. 제16항에 있어서, 카복실산이 C8모노-카복실산 성분, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  22. 제16항에 있어서, 카복실산이 다량의 C8모노-카복실산 성분, 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물 및 네오데카논산, 또는 이것의 염, 이것의 이성체 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  23. 제1항 또는 제10항에 있어서, 부동액 조성물이 디-카복실산, 트리아졸, 티아졸, 포스페이트, 보레이트, 실리케이트, 몰리브데이트, 니트레이트, 니트라이트 및 알칼리 토금속 또는 알칼리성 토금속, 이들의 암모늄염 및 아민염으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 추가의 부식 억제제를 추가로 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  24. 제23항에 있어서, 부동액 조성물이 벤조트리아졸, 머캡토벤조티아졸 또는 톨릴트리아졸을 추가로 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  25. 제23항에 있어서, 부동액 조성물이 약 5.5 중량% 이하의 추가의 부식 억제제를 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  26. 제1항 또는 제10항에 있어서, 부동액 조성물이 조성물의 pH를 약 6.0 내지 약 11.0로 조절하기에 충분한 양의 알칼리 금속 수산화물을 추가로 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 알칼리 금속 수산화물이 조성물의 pH를 약 6.5 내지 약 10.0로 조절하기에 충분한 양으로 존재하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  28. 제1항 또는 제10항에 있어서, 부동액 조성물이 염료, 냄새 차폐제, 향수, 거품 방지제, 윤활유, 녹 억제제, pH 완충제, 스케일 억제제, 격리 및 분산제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것이 특징인 부동액 조성물.
  29. 제1항 또는 제10항에 따른 부동액 농축 조성물 및 약 25 내지 약 75 중량%의 물을 포함하는 부동액 조성물.
  30. 제1항, 제10항 또는 제29항 중 어느 하나의 항에 따른 부동액 조성물로 알루미늄 표면을 접촉시키는 단계를 포함하는 알루미늄 표면의 부식 억제 방법.
  31. 제1항, 제10항 또는 제29항 중 어느 하나의 항에 따른 부동액 조성물로 알루미늄 표면을 접촉시키는 단계를 포함하는 알루미늄 표면의 캐비테이션-침식 부식 억제 방법.
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