JPH10195681A

JPH10195681A - 防食剤及び防食方法

Info

Publication number: JPH10195681A
Application number: JP303497A
Authority: JP
Inventors: Masumi Mizutani; 増美水谷; Yasuaki Mitamura; 安晃三田村; Takenao Iwata; 剛直岩田
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-01-10
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】低濃度で少ない使用量にて、金属配管内面な
どの金属の腐食を有効に抑制することができる防食剤及
び防食方法を提供する。【解決手段】防食剤は、モリブデン酸塩及びジカルボ
ン酸化合物を含有する。モリブデン酸塩としては、モリ
ブデン酸ナトリウムが好適に使用される。ジカルボン酸
化合物としては、Ｒ（ＣＯＯＨ）₂( 化学式中のＲは炭
素原子数１〜１６のアルキル基を示す）で表されるジカ
ルボン酸及びそれらの塩から選ばれる少なくとも一種が
使用される。このジカルボン酸化合物としては、セバシ
ン酸ナトリウム、ドデカン二酸ナトリウム又はコハク酸
が使用される。金属の防食方法は、モリブデン酸塩及び
ジカルボン酸化合物を金属配管内を流れる液体に添加す
ることにより行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば冷却水な
どを流通させるための金属配管において、その内面の腐
食を防止するために冷却水に添加されて使用される防食
剤及び防食方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば冷却水などを流通させるための鋼
鉄製配管において、その内面の腐食を防止する目的で、
従来から防食剤としてクロム酸塩、亜鉛塩、リン酸塩、
亜硝酸塩、モリブデン酸塩又はジカルボン酸化合物など
が単独で使用されている。また、防食方法として、それ
ぞれの防食剤を冷却水などに添加し、冷却水と一緒に流
通させることにより、金属配管の内面の腐食を防止する
ようになっている。

【０００３】なお、水などの液体が金属配管内を流通す
る経路状態により、密閉循環水系、開放循環水系、加熱
循環水系及びボイラ水系などに分けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの防
食剤は、金属配管内面の腐食を防止するために使用され
る場合、以下に示すような種々の問題点が存在した。

【０００５】すなわち、クロム酸塩は強い毒性により、
近年その使用が制限され、亜鉛塩についても同様の理由
によりその使用が次第に制限されつつある。リン酸塩は
水などの液体中の硬度成分と結合してスケールを生成し
易いという欠点を有している。これらの防食剤を含有し
た排水が湖沼や海洋の富栄養化を促し、生態系を乱す原
因となる。

【０００６】また、亜硝酸塩は不動態型防食剤として密
閉循環水系では優れた効果を示すが、開放循環水系では
容易に硝酸塩に酸化されて効果を失う。密閉循環水系に
おいても、時として硝化細菌の繁殖により分解されて効
果を失うとともに、細菌繁殖に伴い水質悪化や循環水系
の運転に支障をきたすなどの悪影響を引き起こす。

【０００７】これらに対し、モリブデン酸塩は毒性も低
く、不動態型防食剤として優れた防食効果を有すること
から、多方面で使用されている。また、ジカルボン酸化
合物であるコハク酸、セバシン酸又はドデカン二酸など
も、良好な防食効果があることが知られている。ところ
が、これらモリブデン酸塩又はジカルボン酸化合物は、
その防食効果を期待するためには、それぞれある程度の
高濃度〔５００〜１０００（mg／l ）以上〕にして添加
しなければならないという問題があった。

【０００８】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、低濃度で少ない使用量にて、金属配管内
面などの金属の腐食を有効に抑制することができる防食
剤及び防食方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の防食剤では、液体に接触
する金属に適用されて、金属の腐食を抑制するための防
食剤であって、モリブデン酸塩及びジカルボン酸化合物
を含有するものである。

【００１０】請求項２に記載の発明の防食剤では、請求
項１に記載の防食剤において、前記ジカルボン酸化合物
は、下記化学式（１）で表されるジカルボン酸及びその
塩から選ばれる少なくとも一種である。

【００１１】Ｒ（ＣＯＯＨ）₂ ・・・（１）但し、化学式（１）中のＲは炭素原子数１〜１６のアル
キル基を示す。請求項３に記載の発明の防食方法では、
モリブデン酸塩及びジカルボン酸化合物を液体に添加
し、液体に接触する金属の腐食を防止するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の防食剤及び防食
方法の実施形態について詳細に説明する。金属の腐食を
抑制するための防食剤は、モリブデン酸塩及びジカルボ
ン酸化合物を含有する。モリブデン酸塩は金属表面の不
動態被膜（酸化被膜）形成を促し、ジカルボン酸化合物
は金属表面に被膜を形成し、これら両成分が相乗的ない
し補完的に作用して金属表面に容易かつ確実に被膜が形
成される。この被膜により、金属表面の腐食が効果的に
抑制される。モリブデン酸塩としては、モリブデン酸の
アルカリ金属塩，アンモニウム塩及びアルカノールアミ
ン塩などが使用され、例えばモリブデン酸ナトリウム、
モリブデン酸カリウム、モリブデン酸アンモニウムなど
が好適に使用される。これらのうち、モリブデン酸ナト
リウムが金属の腐食を抑制する効果が高く、また入手が
容易な点から最も好適である。

【００１３】ジカルボン酸化合物は、下記化学式（１）
で表されるジカルボン酸及びその塩が好ましい。Ｒ（ＣＯＯＨ）₂ ・・・（１）但し、化学式（１）中のＲは炭素原子数１〜１６のアル
キル基を示す。

【００１４】化学式（１）中のＲは炭素原子数１〜１６
のアルキル基であるが、炭素原子数８〜１２のアルキル
基であることが望ましい。Ｒの炭素原子数が１６を越え
るアルキル基の場合、金属表面の被膜形成が不充分とな
りやすい。このジカルボン酸化合物としては、例えばコ
ハク酸、グルタル酸、セバシン酸ナトリウム又はドデカ
ン二酸ナトリウムなどが使用される。これらのジカルボ
ン酸化合物は、少なくとも一種が用いられる。

【００１５】化学式（１）で表されるジカルボン酸及び
その塩としては、セバシン酸ナトリウム、ドデカン二酸
ナトリウム又はコハク酸が被膜の形成が容易で、防食性
能を向上させる効果が大きいことから望ましい。

【００１６】防食剤はモリブデン酸塩とジカルボン酸化
合物とを混合して形成され、冷却水などの液体に対し好
ましくは２０〜２０００（mg／l ）、さらに好ましくは
５０〜１０００（mg／l ）の濃度で添加される。通常、
この防食剤の濃度は、２００〜４００（mg／l ）程度で
充分に効果を発揮することができる。この濃度が２０
（mg／l ）未満では被膜の形成作用が弱く、金属の腐食
を抑制する効果が小さく、２０００（mg／l ）を越えて
もその効果は向上せず、かえってコストの上昇を招く。
液体としては、水のほか、他の成分が溶解する水溶液、
エチレングリコールなどの有機溶剤が挙げられる。この
ようにして、冷却水を流通させる金属配管の内面などの
金属の腐食を抑制することができる。腐食を抑制する金
属としては、鉄、銅、亜鉛又は各種合金などが挙げられ
る。

【００１７】また、モリブデン酸塩とジカルボン酸化合
物とを液体に対して別々に添加することもできる。その
場合の両成分の添加量は、モリブデン酸塩が好ましくは
５〜１５００（mg／l ）、さらに好ましくは３０〜５０
０（mg／l ）、ジカルボン酸化合物が好ましくは５〜１
５００（mg／l ）、さらに好ましくは２０〜４００（mg
／l ）である。各成分の濃度が５（mg／l ）未満では金
属の腐食を充分に抑制することができず、１５００（mg
／l ）を越えてもその効果の向上はなく、コストの上昇
を招く。

【００１８】前記モリブデン酸塩とジカルボン酸化合物
との使用比率は、重量比で３：１〜１：３の範囲が好ま
しく、３：１〜１：１の範囲がさらに好ましい。この範
囲を外れると、モリブデン酸塩とジカルボン酸化合物と
による金属の腐食抑制の相乗的ないし補完的効果が低下
する。

【００１９】さらに、防食剤には上記成分に加えて、防
食効果を阻害しない範囲で、次のような添加物を配合す
ることができる。すなわち、そのような添加物として
は、ホスホン酸、重合リン酸塩、リン酸塩、亜硝酸塩、
タングステン酸塩、ホウ酸塩、亜鉛塩及び芳香族カルボ
ン酸類などの防食剤、ポリアクリル酸、ポリマレイン
酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレンスルホン酸及びそ
れらの塩などのスケール防止剤、ベンゾトリアゾール、
トリルトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール及び
カルボキシベンゾトリアゾールなどのアゾール系銅用防
食剤、第４級アンモニウム塩、塩素系化合物、臭素系化
合物、有機窒素系化合物及び有機窒素イオウ系化合物な
どの殺菌，殺藻剤が挙げられる。

【００２０】次に、上記防食剤を用いた金属の防食方法
について説明する。あらかじめモリブデン酸塩とジカル
ボン酸化合物とを混合した防食剤を金属配管内を流れる
冷却水系に低濃度で添加する。これにより、金属配管の
内面に有効な被膜を形成して金属の腐食を抑制すること
ができる。

【００２１】また、モリブデン酸塩とジカルボン酸化合
物とを別々に冷却水系に添加することもできる。それに
より、金属配管の内面の腐食を有効に抑制することがで
きる。

【００２２】このような金属の防食方法は、密閉循環冷
却水系、開放循環冷却水系、加熱循環水系及びボイラ水
系の金属配管の防食に好適に適用することができる。な
お、金属の防食方法は、金属配管以外に、水に接触する
金属板、金属構造材などの金属に対しても適用すること
ができる。さらに、純粋な水以外の水溶液やその他の溶
液に接触する金属に対しても適用することができる。

【００２３】以上のように、実施形態によれば、以下の
ような優れた効果を奏する。・実施形態における防食剤は、不動態被膜形成を促進
するモリブデン酸塩と、金属表面に被膜を形成するジカ
ルボン酸化合物の相乗的ないし補完的作用により、低濃
度で少ない使用量にて、金属配管内面などの金属の腐食
を効果的に抑制することができる。・実施形態における金属の防食方法においては、金属
に接触する液体に防食剤を添加するだけで容易に金属の
腐食を効果的に抑制することができる。・実施形態における金属の防食方法によれば、金属の
腐食を抑制して金属の耐久性を高めることができるとと
もに、経済的に金属の腐食抑制を行うことができる。・実施形態における防食剤によれば、モリブデン酸塩
とジカルボン酸化合物の使用量を減少させて、液体中の
化学的酸素要求量（ＣＯＤ）や生物化学的酸素要求量
（ＢＯＤ）を低減することができ、環境上好ましい。

【００２４】

【実施例】次に、実施例により、前記実施形態をさらに
具体的に説明するが、前記実施形態はこれらの実施例に
よって何ら限定されるものではない。（実施例１〜１６）試験水として、蒸留水に硫酸ナトリ
ウム１４８（mg／l ）、塩化ナトリウム１６５（mg／l
）及び炭酸水素ナトリウム１３８（mg／l ）を添加し
たものを使用した。この試験水に、表１及び表２に示し
た各防食剤を添加した試験液を調製し、試験液７５０ml
中にあらかじめ重量測定した鋼鉄製のテストピース（Ｓ
ＰＣＣ−Ｂ，２５mm×５０mm×２mm）を投入し、乾燥空
気を毎分１００±１０（ml）の流量で試験液中に吹き込
みながら、室温にて１４日間の浸漬試験を行った。

【００２５】試験終了後、テストピースの表面の腐食生
成物を除去した後、重量を測定し、試験前後の重量減か
ら腐食速度（mg／dm²・day ）を算出した。表１及び表
２では腐食速度（mg／dm²・day ）を腐食速度（mdd ）
とした。さらに無添加（ブランク）の腐食速度と比較
し、下記式より防食率（％）を算出した。

【００２６】防食率（％）＝〔（無添加の腐食速度−防
食剤添加の腐食速度）／（無添加の腐食速度）〕×１０
０以上の結果を表１及び表２に示した。なお、表１及び表
２中の添加量の欄の括弧内の数値は防食剤の合計添加量
を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表１に示したように、実施例１〜７におい
ては、モリブデン酸ナトリウムとセバシン酸ナトリウム
の合計添加量が２００（mg／l ）という少量で腐食速度
を抑えることができるとともに、防食率を向上させるこ
とができる。また、モリブデン酸ナトリウムとセバシン
酸ナトリウムの重量比は、１：３〜３：１の範囲におい
て、モリブデン酸ナトリウムの比率が大きいほど腐食速
度が低く、防食率が向上する傾向がある。すなわち、モ
リブデン酸ナトリウムとセバシン酸ナトリウムの重量比
は、３：１〜１：１の方が１：１〜１：３より腐食速度
が低く、防食率が向上する。

【００３０】表２に示したように、実施例８〜１４にお
いては、モリブデン酸ナトリウムとセバシン酸ナトリウ
ムの合計添加量が４００（mg／l ）という少量で腐食速
度を抑えることができるとともに、防食率を向上させる
ことができる。また、モリブデン酸ナトリウムとセバシ
ン酸ナトリウムの重量比は、１：３〜３：１の範囲にお
いて、モリブデン酸ナトリウムの比率が大きいほど腐食
速度が低く、防食率が向上する。すなわち、モリブデン
酸ナトリウムとセバシン酸ナトリウムの重量比は、３：
１〜１：１の方が１：１〜１：３より腐食速度が低く、
防食率が向上する。

【００３１】また、実施例１５及び１６においては、モ
リブデン酸ナトリウムとドデカン酸二酸ナトリウムの組
み合わせ、又はモリブデン酸ナトリウムとコハク酸の組
み合わせのいずれにおいても、合計添加量が４００（mg
／l ）という少量で腐食速度を抑えることができるとと
もに、防食率を向上させることができる。

【００３２】以上のように、実施例１〜１６では、モリ
ブデン酸塩とジカルボン酸化合物との併用効果が発揮さ
れ、明らかに低濃度で防食効果が優れている。（比較例１〜８）前記実施例１〜１６と同様の試験水を
使用し、その試験水に、表３に示した各防食剤を添加し
た試験液を調製した。以下、実施例１〜１６と同様にし
て、鋼鉄製のテストピースの浸漬試験を行った。以上の
結果を表３に示した。

【００３３】

【表３】

【００３４】表３に示したように、防食剤を添加しなか
った比較例１では腐食速度が１５０（mdd ）と速い。モ
リブデン酸ナトリウムのみを添加した比較例２及び比較
例３では、５００（mg／l ）あるいは１０００（mg／l
）という多量の添加量でなければ、腐食速度を遅く
し、かつ防食率を高めることができない。セバシン酸ナ
トリウムのみを添加した比較例４及び比較例５において
は、１０００（mg／l ）という多量の添加量でなけれ
ば、腐食速度を遅くし、かつ防食率を高めることができ
ない。ドデカン二酸ナトリウムのみを添加した比較例６
〜比較例８においては、５０００（mg／l ）という多量
の添加量でなければ、腐食速度を遅くするとともに、防
食率を高めることができない。

【００３５】なお、実施形態又は実施例から抽出される
技術的思想につき以下に述べる。・前記モリブデン酸
塩とジカルボン酸化合物の使用割合が、重量比で３：１
〜１：３である請求項１又は請求項２に記載の防食方
法。

【００３６】このように構成すれば、請求項１又は請求
項２に記載の発明の効果を確実に発揮することができ
る。・前記モリブデン酸塩とジカルボン酸化合物の使用割
合が、重量比で３：１〜１：１である請求項１又は請求
項２に記載の防食剤。

【００３７】このように構成すれば、請求項１又は請求
項２に記載の発明の効果をより向上させることができ
る。・前記モリブデン酸塩はモリブデン酸ナトリウムであ
り、ジカルボン酸化合物はセバシン酸ナトリウム、ドデ
カン二酸ナトリウム又はコハク酸である請求項１又は請
求項２に記載の防食剤。

【００３８】このように構成した場合、請求項１又は請
求項２に記載の発明の効果を高めることができる。・前記ジカルボン酸化合物は、下記化学式（１）で表
されるジカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも
一種である請求項３に記載の防食方法。

【００３９】Ｒ（ＣＯＯＨ）₂ ・・・（１）但し、化学式（１）中のＲは炭素原子数１〜１６のアル
キル基を示す。このように構成した場合、請求項３に記
載の発明の効果を向上させることができる。・前記モリブデン酸塩とジカルボン酸化合物の使用割
合が、重量比で３：１〜１：１である請求項３に記載の
防食方法。

【００４０】このように構成すれば、請求項３に記載の
発明の効果をより向上させることができる。・前記液体は、鋼鉄製の配管内を循環するものである
請求項３に記載の防食方法。

【００４１】このように構成した場合、モリブデン酸塩
とジカルボン酸化合物を含有する防食剤を添加するだけ
で鋼鉄製の配管の腐食を容易に抑制でき、その耐久性を
高めることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような優れた効果を奏する。請求項１に記載の
発明の防食剤によれば、モリブデン酸塩とジカルボン酸
化合物の相乗的ないし補完的効果により、低濃度で少な
い使用量にて、金属配管内面などの金属の腐食を有効に
抑制することができる。従って、金属の耐久性を高める
ことができるとともに、安価に金属の防食を図ることが
でき、産業上有用である。

【００４３】請求項２に記載の発明の防食剤によれば、
請求項１に記載の発明の効果を向上させることができ
る。請求項３に記載の発明の防食方法によれば、所定の
防食剤を液体に添加するだけで容易かつ効果的に金属の
腐食を抑制することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体に接触する金属に適用されて、金属
の腐食を抑制するための防食剤であって、モリブデン酸
塩及びジカルボン酸化合物を含有する防食剤。
【請求項２】前記ジカルボン酸化合物は、下記化学式
（１）で表されるジカルボン酸及びその塩から選ばれる
少なくとも一種である請求項１に記載の防食剤。Ｒ（ＣＯＯＨ）₂ ・・・（１）但し、化学式（１）中のＲは炭素原子数１〜１６のアル
キル基を示す。
【請求項３】モリブデン酸塩及びジカルボン酸化合物
を液体に添加し、液体に接触する金属の腐食を抑制する
防食方法。