JPS621892A - 腐食防止剤組成物およびその使用方法 - 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］ 本発明は腐食防止剤組成物およびその使用方法に関する
ものである。詳しくは、本発明は水性系における腐食を
抑制するための組成物および方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点］ 工業的製造プロセスの冷却系、商業や公共施設の空調系
などにおける腐食防止のために多くの化学的添加剤や添
加剤の組合せが提案されている。

そのような腐食防止剤のなかでもとりわけ、クロム酸塩
、亜鉛、亜硝酸塩、ケイ酸塩、硝酸塩、ポリリン酸塩お
よび安息香酸塩のようなよく知られた化学物質をあげる
ことができる。現在、各種のホスホン酸やホスホノカル
ボン酸が、単独であるいは組合わされて、他の公知の腐
食防止剤と共にあるいは別個に、好んで用いられている
。たとえば、米国特許第４．２４８．１０３号明細書に
は腐食防止剤としての各種のホスホン酸およびジホスホ
ン酸が開示されており、一方米国特許第４，０５２，１
８０号明細書や米国特許第４，０５７，５１１号明細書
では各種のホスホノカルボン酸の同様の機能について一
特許が請求されている。腐食防止剤としてのホスホン酸
と正リン酸塩との組合わせが米国特許第３．８３７，８
０３号明細書に開示されており、またホスホノカルボン
酸と無水マレイン酸重合体からなるスケール防止剤組成
物が米国特許第４，３５１，７９６号明細書に開示され
ている。アクリル酸またはメタクリル酸の重合体と共に
、ホスホン酸とリン酸塩の組合せからなる腐食防止剤が
米国特許第３．９ｉ９２゜３１８号明細書および米国特
許第４，１０５，５８１号明細書に示されており、また
米国特許第４，３１７，７４４号明細書には、特に有効
な非鉄金属腐食防止剤として、リン酸塩がトリルトリア
ゾールで置き換えられた同様の組成物が示されている。

さらに最近、米国特許第４，４０８，８１１号明細書に
は、トリアゾールと脂肪族上ノーまたはジ−カルボン酸
の組合せからなる水性系、特に多成分冶金（ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅ　ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｅｓ）を有するものに用
いる腐食防止剤組成物が開示されている。この組成物に
は、スケール防止剤としてジホスホン酸とホスホノカル
ボン酸の組合せを任意的に含有させることができる。ジ
ホスホン酸とホスホノカルボン酸の組合せからなるスケ
ール防止剤は、米国特許第３．９５９，１８８号明細書
に相乗作用のある金属イオン封鎖剤として開示されてい
る。

［問題点を解決するための手段］ る３成分組成物が水性系のための驚くべき有効な腐食防
止剤であることが見い出される０本発明の任意の実施の
態様として、この腐食防止剤組成物は凝集防止剤として
機能する（ｄ）ビニル重合体を含むこともできる。

本発明によれば、本発明の組成物の第一成分は、次式で
表わされる水溶性のホスホン酸またはその塩である。

■ 式中のＭは、各々が独立に、水素または陽イオン、たと
えば、ナトリウム、リチウムおよびカリウムの如きアル
カリ金属、カルシウムおよびマグネシウムの如きアルカ
リ土類金属、アルミニウム、亜鉛、カドミウム、マンガ
ン、ニッケル、コバルト、セリウム、鉛、スズ、鉄、ク
ロムおよび水銀を含む金属イオン、アンモニウムイオン
または低分子量の、たとえば３００以下の分子量のアミ
ン、特にエチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミ
ン、プロピレンジアミン、ヘキシルアミン、２−エチル
ヘギシルアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミン、トリエ
タノールアミンなどの如き２つ以下の７ミノ基を有する
アルキルアミン、アルキレンアミンおよびアルカノール
アミンから誘導されるアルキルアンモニウムイオンであ
る。

本明細書において使用されるとき、「ホスホン酸」とい
う語は一般にホスホン酸およびその塩を含むものと理解
すべきである。

本発明の目的に好適なホスホン酸の種類として、次式に
よって特徴づけられるアミノメチレンホスホン酸をあげ
ることができる。

／　　Ｉ Ｒ′ 式中でＭは前記定義の通りであり、Ｒ′およびＲ′は、
各々独立に、水素または炭化水素（好ましくは炭素数１
ないし５のアルキル）である。

アミノメチレンホスホン酸は、好ましくは次の構造式に
より特徴づけられる。

Ｒ、−Ｎ 式中でＺは ■ ＣＨ２Ｆ　−（ＯＮ）２ であり、Ｒ１は以下のいずれかである。

（１）Ｚ ｐり 式中でＲ２はＺ　、　Ｈ、ＣＨ２ＧＯＯＮまたはＣＨ２
ＣＨ２０Ｈ。

Ｒ３はＺ、Ｈまたは炭素数１ないし２０のアルキル、 Ｘは１ないし２０、 ｙはＯないし１８ ｚ＋ｙは２０以下である。

式中でＲ５はＨまたは０Ｈ Ｒ６はＨまたはアルキル、好ましくは炭素数１ないし６
のアルキル、または Ｒ５およびＲ６は一緒になってシクロアルキル、好まし
くは炭素数４ないし６ のシクロアルキルを形成する、 Ｒ７はＨまたはＺ、 Ｖは０ないし２０、 賛は０ないし２０、 ！＋賛は２０以下である。

乙 式中でｍとｎはそれぞれ工ないし３、 （５）−Ｒｅ（ＯＲ９）ｒ（ＯＲ＋ｏ）式中でＲ８は炭
素数３ないし５のアルキレン、Ｒ９は炭素数２ないし５
のアルキレン、ＲＩＧは炭素数１ないし５のアルキレン
、「は１ないし２０である。

アミノメチレンホスホン酸の別の種類として、引用によ
り本明細書に組み入れる米国特許第３．７１８，５８９
号明細書に記述されているケイ素含有アミノメチレンホ
スホン酸をあげることができる。

さらにアミノメチレンホスホン酸の他の種類として、引
用により本明細書に組み入れる米国特許第３．８７４．
８０４号明細書に開示されている、アミノメチレンホス
ホン酸が複素環の窒素原子に直接または間接的に結合し
ていることによって特徴づけられる窒素含有複素環ホス
ホン酸をあげることができる。

また本発明の目的に好適なホスホン酸の別の種類として
、エタンジホスホン酸があげられる。このエタンジホス
ホン酸は次式によって特徴づけられる。

ｎ 式中でＭは前述の定義の通りであり、ｎは必要な水素原
子の数に応じてｌまたは２である。Ｒ１１は水素、アル
キル（好ましくは工ないし４個の炭素原子を有する）、
酸素、ハロゲン、ヒドロキシ、シアン、　−Ｎ（Ｒ１３
）２　（ここでＲ１３は水素または工ないし３０個の炭
素原子を有するアルキルである）、ＸＲ１４（ここでＸ
はイオウまたは酸素でありＲ１４は工ないし３０個の炭
素原子、好ましくは工ないし４個°の炭素原子を有する
アルキルメである）、フェニル、ベンジル、アセトキシ
、５Ｏ３ＲＩ３（ここでＲ目３は上記の通り）、ベンゾ
イル、Ｃ０２ＨおよびＣ＠０Ｈ（ＧＯＯＲ＋３ｈ　　（
ここでＲ目３は上記の定義の通り）のいずれかである。

Ｒ目２は酸素とアルキルを除いてこのＲ１１と同様であ
り、Ｒ目が酸素のときＲ目２は水素であり、Ｒ目が酸素
でＲ１２が水素のときを除いてＲ１１とＲ１２のうちの
一方はヒドロキシである。

このエタンジホスホン酸は引用により本明細書に組み入
れる米国特許第３，６４４，１５１号明細書に開示され
ている。

本発明の腐食防止剤組成物で用いられるホスホン酸の代
表例としては、エタン−１−ヒドロキシ−１，１−ジホ
スホン酸、好ましいアミノトリメチレンホスホン酸、エ
チレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチ
レンジアミンテトラメチレンホスホン酸およびこれらの
水溶性の塩をあげることができる。

ＣＨ２−Ｃ０ＯＨ 式中でＲは水素原子、置換されたものを含むアルキル、
アルケニルもしくはアルキニル基（いずれも４個以下の
炭素原子を含む）、アリール、シクロアルキルもしくは
アラルキル基または次式で表わされる基 −ＣＨ−０Ｈ−Ｒ＃ （ここでＲ′は水素、４個以下の炭素原子を有するアル
キル基またはカルボキシル基を表わし、Ｒ′は水素また
はメチル基を表わし、Ｒ′はカルボキシル基を表わす）
を表わす。

このようなホスホノアルカンカルボン酸の例は、１−ホ
スホノプロパン−ジカルボン酸−２，３および好ましい
２−ホスホノブタン−トリカルボン酸−１，２，４であ
る。

本発明の組成物の第三成分はトリアゾール、特にベンゾ
トリアゾールまたはトリルトリアゾールであり、後者が
より好ましい。

本発明の組成物の３つの成分は、腐食を防止しうる量に
おいて組成物中に含有される。すなわち、３つの成分は
１．ｗ食にさらされる系に組成物を添加したときに腐食
を防止するのに有効な量となるように組成物中に存在す
る。一般にこの組成物は、約０．３ないし３０重量％の
ホスホン酸、約０．４ないし４０重量％のホスホノカル
ボン酸、約０．４ないし４０重量％のトリアゾールおよ
び残余の水からなる０組成物中で用いられる成分につい
て上記の量は好ましいものではあるが、本発明の全体と
しての範囲がそのような量によって制限されるものでは
ない。各種の成分について最適の量を選択することは、
この技術における熟練者のなしうる範囲内のことである
。

本発明の組成物は、一般に媒介液体、好ましくは水と組
み合わせて用いられる。しかし、この組成物は固体状で
用いることもでき、また各成分を別々に水性系に加える
こともできるものである。

一般に、この組成物は媒介物としての水を使用して用い
られ、各成分は、水溶液中における３成分の濃度が、重
量にして約１％から約８０％、好ましくは約５％から約
４０％になるように水に加えられる。この組成物は他の
水処理成分、たとえば消泡剤１分散剤、殺菌剤などを含
有することも可能であり、したがって、そのような成分
の添加は本発明の範囲内にある。特に好ましい任意成分
は高分子スケール防止剤である。この目的のために、各
種のビニル重合体のいずれも用いることができる。好ま
しい重合体は、アメリカン・サイアナミツド社からサイ
アナマー　（ｃｙａｎａｍｅｒ）Ｐ−７０の商標で提供
されている分子量約１０００のポリアクリルアミドであ
る。

腐食防止量の上述の３成分を含有する本発明の組成物は
、腐食しやすい系に対して腐食防止−において、すなわ
ち、その系における腐食を防止するのに有効な量におい
て添加される。この量は、組成物が添加される系によっ
ても変化するし、腐食にさらされる面積やプロセス条件
（ｐＨ，温度。

水量など）の如き因子にも影響される。一般に、この腐
食防止剤は３成分の濃度が少なくとも１１）ｐＨｌ好ま
しくは少なくともｓｐｐ履になるような量で系において
用いられる。多くの場合、３つの活性成分の濃度は全重
量で１１００ｐｐを超えない、望ましい腐食防止を得る
ための３成分の最適量の選択は、本明細書の教示に基づ
いてこの技術における熟練者が十分になし得る範囲内に
あると考えられる。

［発明の効果］ 本発明の組成物は、水性系における腐食を防止するのに
特に好適である０本発明の腐食防止剤は、鉄含有金属、
とりわけ軟鋼の腐食を防止するのに特に有効であり、し
たがって、ｐＨを低下させるための酸を使用することな
く循環水を使用している冷却水系などにおける腐食防止
に特別の適用性を有する。しかしながら、この組成物は
、非鉄系、特にアドミラルチー黄銅を含む系における腐
食防止にも同様に有効である。

［実施例］ 本発明は、次の実施例においてさらに説明される。ここ
において全て「部」とは、他に指摘しない限り重量によ
るものである。

実施例１ 冷却水系の塔中を循環する冷却水をシミュレートするべ
く意図された１３Ｈ８，７ないし９．３の水性環境に軟
鋼およびアドミラルチー黄銅の試験片をつるすことによ
り、本発明の組成物の腐食防止効果を評価した６本発明
に基づく水性組成物であって、３％のニトリロトリメチ
レンホスホン酸、４％の２−ホスホノブタントリカルボ
ン酸−１，２，４および４．０％のトリルトリアゾール
を含有する組成物Ａを腐食防止剤として水性環境に添加
した。

水性環境のＰＨは８．７ないし３．３である。腐食は、
７２時間後に２つの濃度レベルで照査標準と比較して年
当りの浸透のミルｗｉｔｓ　ｏｆ　ｐｅｎｅｔｒａｔｉ
ｏｎ　ｐｅｒｙｅａｒ　（ＭＰＹ）で測定した。結果を
表１に示す。

表　　　１ 組成物　　　　　腐食速度（ＭＰＹ） 軟　鋼　　アドミラルチー 照査標準　　　９Ｂ、Ｏｏ、ｅ 組成物Ａ　　　　　２．４　　　　　０゜２（ｔｏｏｐ
ｐｍ） 組成物Ｂ　　　　　６．３　　　　　０．３（５０ｐｐ
ｍ） 同様の腐食防止効果は、実施例１の３成分系を本明細書
の開示に従って変更しても示される。

本明細書による開示において、特定の具体例の詳細に言
及したが、これは本発明にとって本質的とみちれる事項
を列挙している特許請求の範囲をさらに限定する意図で
はない。

特許出願人　　ドリュー　ケミカル コーポレーション

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、活性成分が本質的に （ａ）約０．３％ないし３０％の水溶性ホスホン酸また
   はその塩、 （ｂ）約０．４％ないし４０％のホスホノカルボン酸、
   および （ｃ）約０．４％ないし４０％のトリアゾールからなる
   腐食防止剤組成物。 ２、活性成分が本質的に （ａ）アミノメチレンホスホン酸、 （ｂ）ホスホノアルカンカルボン酸、および（ｃ）ベン
   ゾトリアゾールまたはトリルトリアゾール からなる特許請求の範囲第１項記載の腐食防止剤組成物
   。 ３、活性成分が本質的に （ａ）ニトリロトリメチレンホスホン酸、 （ｂ）２−ホスホノブタン−トリカルボン酸−１，２，
   ４，および （ｃ）トリルトリアゾール からなる特許請求の範囲第２項記載の腐食防止剤組成物
   。 ４、活性成分が本質的に （ａ）約０．３％ないし３０％の水溶性ホスホン酸また
   はその塩、 （ｂ）約０．４％ないし４０％のホスホノカルボン酸、
   および （ｃ）約０．４％ないし４０％のトリアゾールからなる
   有効量の腐食防止剤組成物を用いて水性系を処理するこ
   とからなる水性系における腐食防止方法。 ５、組成物の活性成分が本質的に （ａ）アミノメチレンホスホン酸、 （ｂ）ホスホノアルカンカルボン酸、および（ｃ）ベン
   ゾトリアゾールまたはトリルトリアゾール からなる特許請求の範囲第４項記載の腐食防止方法。 ６、組成物の活性成分が本質的に （ａ）ニトリロトリメチレンホスホン酸、 （ｂ）２−ホスホノブタン−トリカルボン酸−１，２，
   ４，および （ｃ）トリルトリアゾール からなる特許請求の範囲第４項記載の腐食防止方法。 ７、水性系における腐食防止剤組成物の量が１ｐｐｍか
   ら１００ｐｐｍである特許請求の範囲第６項記載の腐食
   防止方法。 ８、腐食防止剤組成物の量が少なくとも５ｐｐｍである
   特許請求の範囲第７項記載の腐食防止方法。