JPH07173359A - 氷結防止液 - Google Patents

氷結防止液

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JPH07173359A
JPH07173359A JP4037366A JP3736692A JPH07173359A JP H07173359 A JPH07173359 A JP H07173359A JP 4037366 A JP4037366 A JP 4037366A JP 3736692 A JP3736692 A JP 3736692A JP H07173359 A JPH07173359 A JP H07173359A
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JP
Japan
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glycol
metal salt
alkali metal
composition
sulfonic acid
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Pending
Application number
JP4037366A
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English (en)
Inventor
Gene R Meyer
アール．メイヤー ジーン
Donald C Smith
シー．スミス ドナルド
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Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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Publication date
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    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水、特に硬水と混合した場合に塩を沈澱しな
い、グリコールベース氷結防止剤を提供する。 【構成】 (A) アルキレングリコール、アルキレングリ
コールモノエーテル、及びアルキレングリコールジエー
テルからなる群より選ばれる１種以上のグリコールを50
〜99重量パーセント (B) １種以上の腐食防止剤を0.001 〜15重量パーセント (C) 本質的に架橋を含まず、2-アクリルアミド-2−メチ
ルプロピルスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、4-
スチレンスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、低級
アルキルヒドロキシアクリレート、及びこれらの混合物
からなる群より選ばれる１種以上のモノマーとアクリル
酸もしくはそのアルカリ金属塩のコポリマー又はターポ
リマーである高分子添加剤を、１種以上のグリコールの
百万重量部あたり25〜2500部 (D) 水を50重量パーセント以下含むグリコールベース組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、伝熱用途における凍結防止液と
して又は航空機用の氷結防止液として有効なグリコール
ベース組成物に関する。
【０００２】グリコールベース液体は、熱媒液として及
び航空機用の氷結防止液として用いられている。この配
合物は典型的にはエチレン及びプロピレングリコールの
ようなアルキレングリコールをベースとしている。金属
表面は水及びグリコールの液体と接触した場合に、時に
は腐食することが知られているので、この副作用を緩和
するため種々の腐食防止剤が加えられる。しかし、濃厚
なグリコールベース液体の希釈に水を用いた場合、水か
らのカルシウム及びマグネシウムイオンのようなカチオ
ンは、グリコールベース液体への添加剤からの種々のア
ニオンと沈澱を形成するので問題がある。これが起こっ
た場合、希釈した混合物は濁ってしまう。この作用は望
ましくなく、米国及びカナダは水と接触しても透明なま
まの航空機氷結防止液を必要とするであろう。
【０００３】航空機氷結防止剤は公知であり、液体を増
粘するためアクリル酸、メタクリル酸、もしくはマレイ
ン酸の種々のホモポリマー及びコポリマー、又はこの架
橋したポリマーを混入している。この増粘された液体は
航空機をコートし、氷の付着を防ぐ。そのような組成物
は、例えば、米国特許第 3,940,356号、 4,358,389号、
及び 4,744,913号に開示されている。
【０００４】従来技術は、この組成物を水、特に硬水と
混合した場合においてグリコールベース組成物からの塩
の沈澱を防ぐ方法を欠いていることがわかった。この問
題の解決は大衆に対し、並びにこのグリコールベース液
の使用者及び製造者に対し有利である。
【０００５】グリコールベース組成物への少量であるが
有効量の高分子添加剤の添加は、水と混合した場合に組
成物の濁りをおこす塩の沈澱を防ぐことがわかった。ア
ルカリ条件は溶液中の塩の沈澱を高めるので、本発明の
アルカリグリコールベース組成物において沈澱が防がれ
ることは驚くべきことである。さらに驚くべきことに
は、約10,000ppm より多い濃度の腐食防止剤の存在にも
かかわらず沈澱が防がれる。高分子添加剤が濃厚グリコ
ール溶液中に分散性であるばかりでなく、数カ月にわた
り分散し良好な有効寿命を有することが重要である。
【０００６】一態様において、本発明は、 (A) アルキレングリコール、アルキレングリコールモノ
エーテル、及びアルキレングリコールジエーテルからな
る群より選ばれる１種以上のグリコールを50〜99重量パ
ーセント (B) １種以上の腐食防止剤を0.001 〜15重量パーセント (C) 本質的に架橋を含まず、2-アクリルアミド-2−メチ
ルプロピルスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、4-
スチレンスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、低級
アルキルヒドロキシアクリレート、及びこれらの混合物
からなる群より選ばれる１種以上のモノマーとアクリル
酸もしくはそのアルカリ金属塩のコポリマー又はターポ
リマーである高分子添加剤を、１種以上のグリコールの
百万重量部あたり25〜2500部 (D) 水を50重量パーセント以下含むグリコールベース組
成物である。
【０００７】他の態様において、本発明は、(A) アルキ
レングリコール、アルキレングリコールモノエーテル、
及びアルキレングリコールジエーテルからなる群より選
ばれる１種以上のグリコールを50〜99重量パーセント、
(B) １種以上の腐食防止剤を0.001 〜15重量パーセン
ト、(C) 本質的に架橋を含まず、2-アクリルアミド-2−
メチルプロピルスルホン酸もしくはそのアルカリ金属
塩、4-スチレンスルホン酸もしくはそのアルカリ金属
塩、低級アルキルヒドロキシアクリレート、及びこれら
の混合物からなる群より選ばれる１種以上のモノマーと
アクリル酸もしくはそのアルカリ金属塩のコポリマー又
はターポリマーである高分子添加剤を、１種以上のグリ
コールの百万重量部あたり25〜2500部、(D) 水を50重量
パーセント以下含むグリコールベース組成物を水と混合
し、水を15〜85パーセント含む混合物を形成することを
含む、グリコールベース液体の製造方法である。
【０００８】さらに他の態様において、本発明は、水と
接触した際に、１種以上の腐食防止剤を0.001 〜15重量
パーセント含むグリコールベース組成物中の塩の沈澱を
防ぐ方法であって、グリコールベース組成物が水と接触
する前に、本質的に架橋を含まず、2-アクリルアミド-2
−メチルプロピルスルホン酸もしくはその金属塩、4-ス
チレンスルホン酸もしくはその金属塩、低級アルキルヒ
ドロキシアクリレート、及びこれらの混合物からなる群
より選ばれる１種以上のモノマーとアクリル酸もしくは
そのアルカリ金属塩のコポリマー又はターポリマーであ
る高分子添加剤を、グリコールの百万重量部あたり25〜
2500部加えることを含む方法である。
【０００９】本発明は、アルキレングリコール、水、腐
食防止剤、及び１種以上の高分子添加剤をベースとする
組成物、並びにその使用方法である。この組成物は7.5
以上のpHを有する。
【００１０】本発明において用いてよいグリコールは、
(1) エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリ
エチレングリコールのようなアルキレングリコール;(2)
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、及びトリエチ
レングリコールのメチル、エチル、プロピル、及びブチ
ルエーテルのようなアルキレングリコールモノエーテ
ル;(3)エチレングリコール、ジエチレングリコール、及
びジプロピレングリコールのメチル及びエチルジエーテ
ルのようなアルキレングリコールジエーテル; 並びに
(4) これらの混合物を含む。好ましいグリコールは、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレン
グリコール、トリエチレングリコール、及びこれらの混
合物である。
【００１１】好ましくは、グリコールは水を、組成物の
50〜99、より好ましくは90〜98重量パーセント含む。
【００１２】組成物中の水の量は、組成物の50重量パー
セント以下である。好ましくは、水の量は、１〜10重量
パーセントである。
【００１３】以下は、アルミニウム、カドミウム、銅、
鉄、マグネシウム、及びこれらの合金のような金属の腐
食を防ぐグリコールベース組成物に用いるための公知の
腐食防止剤の例である。ナトリウムメタシリケート、ケ
リウムメタシリケート、リチウムメタシリケート等のよ
うなアルカリ金属シリケートもしくはポリシリケート；
ナトリウムテトラボレート、カリウムテトラボレート、
ナトリウムメタボレート、及びカリウムメタボレートの
ようなアルカリ金属ボレート；ナトリウムトリルトリア
ゾール及びベンゾトリアゾールのようなアルカリ金属ト
リルトリアゾール、及びアルカリ金属メルカプトベンゾ
チアゾール；硝酸ナトリウム、硝酸カリウムのゆなアル
カリ金属硝酸塩、及び亜硝酸カリウム及びナトリウムの
ようなアルカリ金属亜硝酸塩；リン酸ナトリウム、リン
酸カリウム、リン酸二カリウム、リン酸二ナトリウムの
ようなアルカリ金属リン酸塩；ホスホン酸；カーボネー
トのナトリウム及びカリウム塩；アルカリ金属ベンゾエ
ート；並びにモリブデン酸ナトリウムのようなアルカリ
金属モリブデン酸塩。
【００１４】腐食防止量で用いる場合の上記腐食防止剤
の使用は従来技術において公知である。最終用途によっ
て上記腐食防止剤を特定の配合物に用いてよい。特定の
目的に対する腐食防止剤の特定の組合せは当業者に公知
である。１種以上の腐食防止剤の量は20重量パーセント
未満である。好ましくは、１種以上の腐食防止剤の量
は、組成物の0.001 〜15重量パーセント、より好ましく
は0.01〜10重量パーセントである。
【００１５】以下に示す、多くの高分子物質が、水と接
触した際のグリコールベース組成物中のホスフェート、
バイホスフェート、スルフェート、オキソレート、カー
ボネート、バイカーボネート、シリケート、ポリシリケ
ート等の鉄、亜鉛、カルシウム、及びマグネシウム塩の
沈澱を防ぐことがわかった。本発明の高分子添加剤は本
質的に架橋を含まない。架橋は、Hawley's Condensed C
hemical Dictionary,323 (Sax and Lewis rev. 11th e
d. 1987) に、主に化学結合により鎖のある炭素原子を
結合する元素、基、もしくは化合物のいずれかからなる
橋によるポリマー分子の２つの鎖の結合と規定されてい
る。ジビニルベンゼンが典型的な架橋剤である。反応条
件及び加えられる架橋剤の量により、多くのポリマー鎖
が結合し大きな分子を形成する。
【００１６】１つの有効な添加剤は、アクリル酸もしく
はそのアルカリ金属塩と2-アクリルアミド-2−メチルプ
ロピルスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩のコポリ
マーである。このコポリマーは100 〜10,000の分子量を
有し、５〜75モルパーセントの2-アクリルアミド-2−メ
チルプロピルスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩及
び25〜95モルパーセントのアクリル酸もしくはそのアル
カリ金属塩を含んでよい。このコポリマーの粘度は、１
パーセント水溶液として25℃で測定した場合、10〜250
、より好ましくは50〜150 センチストークである。こ
の高分子物質の製造方法は当業者に公知である。
【００１７】他の好適な高分子添加剤は、アクリル酸も
しくはそのアルカリ金属塩、2-アクリルアミド-2−メチ
ルプロピルスルホン酸もしくはその金属塩、及び4-スチ
レンスルホン酸もしくはその金属塩のターポリマーであ
る。B.F.Goodrichは、商標GoodRite K-700としてそのよ
うなターポリマーを販売している。ターポリマーの組成
は５〜95部のアクリル酸もしくはそのアルカリ金属塩、
５〜95部の2-アクリルアミド-2−メチルプロピルスルホ
ン酸もしくはその金属塩、及び１〜50部の4-スチレンス
ルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩である。ターポリ
マーの粘度は、１パーセント水溶液として25℃で測定し
た場合、1500センチストーク未満である。
【００１８】さらに、本発明において有効な他の高分子
添加剤は、下式
【化１】 （上式中、Ｒは水素又は１〜３個の炭素原子を有する低
級アルキルであり、Ｒ1はOH、OM、NH2 であり、Ｍは水
溶性カチオン、例えばNH4 、アルカリ金属(K、及びNa)
であり、Ｒ2 は２〜６個の炭素原子を有する低級アルキ
ルであり、ここでOH基はアルキル基のどのＣ原子に結合
していてよく、Ｒ3 はH 又は１〜３個の炭素原子を有す
る低級アルキルである）で表されるアクリル酸及び低級
アルキルヒドロキシアクリレートコポリマーである。
【００１９】コポリマーのアクリル酸誘導部分(AA)及び
低級アルキルヒドロキシアクリレート誘導部分(AHA)
は、最も有利には約35：１〜約１：４、好ましくは110:
１〜１：２のAHA に対するAAの比を有する。コポリマー
は1,000 〜500,000 、好ましくは10,000の分子量を有す
る。さらに、このコポリマーの粘度は、１パーセント水
溶液として25℃で測定した場合、好ましくは400 〜900
センチストークである。
【００２０】AA及びAHA の好ましいコポリマーは、下
式、
【化２】 （上式中、Ｍは前記規定と同じである）の１つである。
この好ましいコポリマーにおいて、AHA は2-ヒドロキシ
−プロピル−アクリレートである。
【００２１】与えられたグリコールベース組成物から塩
の沈澱を防ぐに必要な高分子添加剤の最小量は、グリコ
ールベース液体の希釈に用いられる水の硬度、沈澱性の
アニオンの濃度、所望の沈澱抑制度、pH、温度等のよう
な多くの因子によって大きく異なる。好ましくは、高分
子添加剤の量は、グリコール百万重量部あたり25〜250
0、より好ましくは325 〜1500部である。最も好ましく
は、高分子添加剤の量は、グリコール百万重量部あたり
375 〜1250部である。
【００２２】7.5 〜12のpHを有するグリコールベース組
成物に高分子添加剤を加えた場合に満足な結果が得られ
る。好ましくは、グリコールベース組成物のpHは8.0 〜
10である。
【００２３】航空機の氷結防止液として用いた場合、本
発明のグリコールベース組成物は、処理される表面に従
来の装置による噴霧により用いられる。実際、氷結防止
液又は熱媒液のいずれとしても、本発明のグリコールベ
ース組成物は水で希釈される。典型的には30〜50重量パ
ーセントグリコールに希釈されたグリコール- 水混合物
として用いられるが、本発明の組成物は15パーセントグ
リコールまで希釈してよい。
【００２４】さらに、本発明のグリコールベース組成物
は、染料、ナトリウムジオクチルスルホスクシネートの
ような湿潤剤、及びポリグリコールのような脱泡剤のよ
うな他の添加剤を含んでよい。この追加添加剤は、グリ
コールベース組成物の0.001〜５重量パーセントの量用
いてよい。
【００２５】本発明の組成物が、Society of Automotiv
e Engineers(SAE)により発行されたAMS 1425B に示され
た要求に一致するかどうかについて調べるためテストし
た。
【００２６】以下の例は本発明の説明である。部及びパ
ーセントは、特に示さない限りすべて重量基準である。
【００２７】例１ スクリューキャップ及びポリエチレンシーリングを備え
た500ml のジャー内で２パーセントの二塩基性リン酸カ
リウム及び0.5 パーセントのナトリウムトリルトリアゾ
ールを含むエチレングリコール混合物175ml を175ml の
SAE 標準硬水と混合した。混合したグリコール- 水溶液
は約10,500ppm のホスフェートイオンを含んでいた。１
リットルのSAE 標準硬水は、脱イオン水中に約400mg の
Ca(CH3CO2)2・2H2O 及び約280mg の MgSO4・7H2O を含
み、従って、グリコール−水溶液は約39ppm のCa+2イオ
ン及び13ppm のMg+2イオンを有する。このジャーにさら
に、１パーセント溶液として25℃で100 センチストーク
の粘度及び4500の平均分子量を有する2-アクリルアミド
-2−メチルプロピルスルホン酸のナトリウム塩とアクリ
ル酸のコポリマーを、総溶液の約280ppmの量加えた。こ
のジャーを密封し、95±２℃に保った加熱したチャンバ
ーに30日間入れた。取り出し、液体を冷却した後、目視
で調べ、非エージング対照液と比較した。溶液の透明度
が、加熱槽に入れなかったグリコール、高分子添加剤、
及び脱イオン水を含む対照ジャーの透明度とほぼ等しい
場合、沈澱は抑制された。pHはユニットの半分は保たれ
なければならない。この例において、沈澱は抑制され
た。
【００２８】例２ 添加剤を総溶液の約350ppm加えることを除き、例１の方
法を繰り返した。沈澱は抑制された。
【００２９】例３ 添加剤を総溶液の約700ppm加えることを除き、例１の方
法を繰り返した。沈澱は抑制された。
【００３０】例４ 添加剤を総溶液の約1200ppm 加え、テストを約12日間行
うことを除き、例１の方法を繰り返した。沈澱は抑制さ
れた。
【００３１】例５ 添加剤が総溶液の約280ppmの、2-アクリルアミド-2−メ
チルプロピルスルホン酸のナトリウム塩とアクリル酸の
コポリマーであることを除き、例１の方法を繰り返し
た。沈澱は抑制された。
【００３２】例６ 添加剤が総溶液の約250ppmの、2-アクリルアミド-2−メ
チルプロピルスルホン酸のナトリウム塩、4-スチレンス
ルホン酸のナトリウム塩及びアクリル酸のターポリマー
であることを除き、例１の方法を繰り返した。沈澱は抑
制された。
【００３３】例７ 添加剤が総溶液の約200ppmの、ヒドロキシプロピルアク
リレートとアクリル酸のコポリマーであることを除き、
例１の方法を繰り返した。沈澱は抑制された。
【００３４】例８ 硬水を水道水に換え、高分子添加剤の量が総溶液の約55
ppm であることを除き、例１の方法を繰り返した。水道
水は18.5及び7.2ppmのカルシウム及びマグネシウムイオ
ン濃度を有していた。沈澱は抑制された。
【００３５】この例より、少量であるが有効量の高分子
添加剤は、水と混合されたグリコールベース組成物から
塩の沈澱を防ぐことがわかった。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 (A) アルキレングリコール、アルキレン
    グリコールモノエーテル、及びアルキレングリコールジ
    エーテルからなる群より選ばれる１種以上のグリコール
    を50〜99重量パーセント (B) １種以上の腐食防止剤を0.001 〜15重量パーセント (C) 本質的に架橋を含まず、2-アクリルアミド-2−メチ
    ルプロピルスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、4-
    スチレンスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、低級
    アルキルヒドロキシアクリレート、及びこれらの混合物
    からなる群より選ばれる１種以上のモノマーとアクリル
    酸もしくはそのアルカリ金属塩のコポリマー又はターポ
    リマーである高分子添加剤を、１種以上のグリコールの
    百万重量部あたり25〜2500部 (D) 水を50重量パーセント以下含むグリコールベース組
    成物。
  2. 【請求項２】 8.0 〜10のpHを有する、請求項１記載の
    組成物。
  3. 【請求項３】 高分子添加剤がアクリル酸もしくはその
    アルカリ金属塩と2-アクリルアミド-2−メチルプロピル
    スルホン酸もしくはその金属塩のコポリマーである、請
    求項１記載の組成物。
  4. 【請求項４】 コポリマーが25：75〜95：５の2-アクリ
    ルアミド-2−メチルプロピルスルホン酸もしくはその金
    属塩に対するアクリル酸もしくはそのアルカリ金属塩の
    重量比を有する、請求項３記載の組成物。
  5. 【請求項５】 高分子添加剤がアクリル酸と低級アルキ
    ルヒドロキシアクリレートのコポリマーである、請求項
    １記載の組成物。
  6. 【請求項６】 低級アルキルヒドロキシアクリレートが
    2-ヒドロキシ−プロピル−アクリレートである、請求項
    ５記載の組成物。
  7. 【請求項７】 高分子添加剤がアクリル酸もしくはその
    アルカリ金属塩、2-アクリルアミド-2−メチルプロピル
    スルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩、及び4-スチレ
    ンスルホン酸もしくはそのアルカリ金属塩のターポリマ
    ーである、請求項１記載の組成物。
  8. 【請求項８】 １種以上のグリコール百万重量部あたり
    325 〜1500部の高分子添加剤を含む、請求項１記載の組
    成物。
  9. 【請求項９】 水と接触した際に、１種以上の腐食防止
    剤を0.001 〜15重量パーセント含むグリコールベース組
    成物中の塩の沈澱を防ぐ方法であって、グリコールベー
    ス組成物が水と接触する前に、本質的に架橋を含まず、
    2-アクリルアミド-2−メチルプロピルスルホン酸もしく
    はその金属塩、4-スチレンスルホン酸もしくはその金属
    塩、低級アルキルヒドロキシアクリレート、及びこれら
    の混合物からなる群より選ばれる１種以上のモノマーと
    アクリル酸もしくはそのアルカリ金属塩のコポリマー又
    はターポリマーである高分子添加剤を、グリコールの百
    万重量部あたり25〜2500部加えることを含む方法。
  10. 【請求項１０】 組成物が１種以上のグリコール百万重
    量部あたり325 〜1500部の高分子添加剤を含む、請求項
    ９記載の方法。
JP4037366A 1991-02-26 1992-02-25 氷結防止液 Pending JPH07173359A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US661778 1991-02-26
US07/661,778 US5118434A (en) 1991-02-26 1991-02-26 Deicing fluids

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US (1) US5118434A (ja)
EP (1) EP0501422A3 (ja)
JP (1) JPH07173359A (ja)
BR (1) BR9200758A (ja)
CA (1) CA2061799A1 (ja)
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