JP2700455B2 - 不凍液組成物 - Google Patents

不凍液組成物

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JP2700455B2 JP62021496A JP2149687A JP2700455B2 JP 2700455 B2 JP2700455 B2 JP 2700455B2 JP 62021496 A JP62021496 A JP 62021496A JP 2149687 A JP2149687 A JP 2149687A JP 2700455 B2 JP2700455 B2 JP 2700455B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はグリコール類を主成分とする不凍液組成物に
関し、更に詳細にキャビテーション エロージョン抑制
機能を有する不凍液組成物に関する。 (従来の技術) 従来の不凍液組成物にあっては、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール等のグリコール類を基剤と
し、種々の腐食防止剤を添加したものが使われている。 不凍液組成物の基剤であるエチレングリコール、プロ
ピレングリコール等のグリコール類は、防錆機能を有し
ないので、金属の腐食を防止するために、各種添加剤を
加える必要がある。 このような腐食防止剤としては、燐酸塩、ホウ酸塩、
アミン塩、亜硝酸塩、炭酸塩、硫酸塩、硝酸塩、モリブ
デン酸塩、安息香酸塩、ベンゾトリアゾール類等が挙げ
られ、通常はこれらを適宜組合せたものが不凍液に添加
され用いられていた。 代表的な不凍液の組成としては、英国規格BS3150、及
びBS3151を挙げることができ、それらは、エチレングリ
コールを基剤としており、BS3150は燐酸トリエタノール
アミン塩、及びメルカプトベンゾチアゾールのナトリウ
ム塩を、BS3151は安息香酸ナトリウム、及び亜硝酸ナト
リウムを金属の腐食防止剤として添加している。 (発明が解決しようとする問題点) しかし、上述の添加剤にあってあ、下記のごとき理由
により、毒性、公害等の観点から、その使用が好ましく
ない。 まず、燐酸塩にあっては、その排水が、河川或いは湖
沼水等を富栄養化してBOD、CODを上昇せしめ、棲息して
いる生物に悪影響を及ぼすとともに、希釈水中の硬度成
分と反応して不溶性スケールを生成するという問題点を
有している。 また、アミン塩は亜硝酸塩の存在下で発癌性のあるニ
トロソアミンを生成するため河川或いは湖沼水等に排水
として廃棄するのは好ましくない。 また、車体の軽量化の目的で、エンジン冷却システム
を構成しているシリンダブロック、シリンダヘッド、ウ
ォーターポンプ等にアルミ合金が好んで使用される傾向
にあり、従来の錆鉄を主体としたエンジン冷却システム
では考えられなかったトラブル、即ち前記アルミ合金の
キャビテーション エロージョンに起因した腐食による
トラブルが発生している。 ここで、キャビテーション エロージョンとは、金属
等をとり巻く液体に、機械的振動、液体の流動等の条件
が加わることにより、金属と液体の界面に於いて、金属
の表面に気泡が生じ、この気泡が破裂する際に金属の表
面が摩耗する現象を言う。 従って、不凍液の組成物としてキャビテーション抑制
剤を添加する必要が有り、燐酸塩はキャビテーション抑
制能を有するため今迄添加されてきたが、上述の公害等
の観点から使用することは好ましくない。 また珪素塩は、鉄、非鉄金属の両方に対し腐食防止作
用が有り、かつ毒性も低いことから不凍液の添加剤とし
て好ましいが、溶液中での安定性が悪く、熱、pHの変
化、あるいは、他の塩類の共存時には、容易にゲル化し
て本来の機能が低下してしまうという欠点を有してい
た。 (問題点を解決するための手段) しかるに、本発明は上述のような問題点を鑑みて為さ
れたものであり、低毒性、低公害性であり、且つキャビ
テーション抑制能をも備えた不凍液組成物を提供しよう
とするものであって、その用いた手段は、 1).グリコール類を主成分とする不凍液組成物に於い
て、 a).ドデカン二酸またはそのアルカリ金属塩を不凍液
組成物重量の0.5〜7.0%と、 b).下記一般式で表わされる珪酸塩を不凍液組成物重
量の0.05〜0.5%と、 (MO)aSiO(4-2)/2 (ただしMはアルカリ金属または有機アンモニウムから
選択されるカチオン基:a=1〜4) c).下記一般式で表わされるスルホン酸基を有するオ
ルガノポリシロキサンを不凍液組成物重量の0.01〜0.5
%と、 (ただしMはアルカリ金属、またはテトラ有機アンモニ
ウムから選択されるカチオン基、R1は低級アルキル基、
R2は窒素原子に結合し、β位に水素基を有するヒドロ置
換の2価の有機基:bは0または1) から成る組成物であることを特徴とするものである。 (作用) 本発明で使用する各添加剤は夫々下記にしるすような
作用を有する。 まず、不凍液組成物の基剤に用いるグリコール類は、
添加されることにより、その添加濃度に基づき溶液の凝
固点を降下せしめ、溶液に不凍液としての機能を付与す
る。 次いでドデカン二酸またはそのアルカリ金属塩は、金
属の防食作用を有し、不凍液組成物として添加されるこ
とにより自動車等の内燃機関の冷却系に於いて、鉄、ア
ルミニウムあるいは合金等を素材とした部品の水による
腐食を防止する。 次いで、前述の珪酸塩はドデカン二酸またはそのアル
カリ金属塩とともに溶液に添加されることにより、金属
の腐食を防止するとともに、鋳鉄、アルミニウム及びそ
れら合金で作られた部品等に発生するキャビテーション
エロージョンなるトラブルを防止する。 次いで、前述のスルホン酸基を有するオルガノポリシ
ロキサンは、不凍液溶液中で、熱、pHの変化、或いは他
の塩類の共存等の条件下で珪酸塩を保護し、安定化せし
め、珪酸塩がゲル化するのを防止する機能を有する。 (実施例) 次いで本発明に係る不凍液組成物の実施例に付き説明
する。 本発明で使用するグリコール類はエチレングリコー
ル、プロピレングルコール、1、3−ブチレングリコー
ル、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、グ
リセリン等から選ばれるもので、その中でも特に、エチ
レングリコール或いはプロピレングリコールが好適であ
る。 またドデカン二酸のアルカリ金属塩及び前述のスルホ
ン酸基を有するオルガノポリシロキサンの一般式中:Mで
表示されるアルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カ
リウムが挙げられるが、その中でも特にリチウム、ナト
リウムとの塩であることが好ましい。 さらにオルガノポリシロキサン一般式中:R1で表示さ
れる低級アルキル基はメチル基、エチル基、ブチル基、
プロピル基、ブチル基等の中から選択される低級アルキ
ル基で、好ましくはメチル基、またR2は下記の式で示さ
れる有機基である。 或いは、 また、本発明ではドデカン二酸またはそのアルカリ金
属塩を不凍液組成物重量の0.5〜7.0%添加するとしてい
るのは、ドデカン二酸またはそのアルカリ金属塩の添加
量が不凍液組成物重量の0.5%以下の場合には十分な腐
食防止効果が得られず、7.0%以上の場合には溶解性の
点で安定性を欠き好ましくないからである。 次いで、本発明では珪酸塩を不凍液組成物重量の0.05
〜0.5%添加するとしているが、上述の場合と同様に珪
酸塩の添加量が不凍液組成物重量の0.05%以下では、十
分な腐食防止効果が得られず、0.5%以上では溶解性の
点で安定性を欠き好ましくないからである。 そして、オルガノポリシロキサンの添加量を不凍液組
成物重量の0.01〜0.5%としているのは、オルガノポリ
シロキサンの添加量が0.01%以下の場合は、珪酸塩の保
護安定化作用が不十分であり、0.5%以上添加した場
合、添加量に対し珪酸塩の保護安定化作用はさほど向上
せず、また溶解性の点で安定性を欠き好ましくないから
である。 以下、本発明に係る不凍液組成物の試験に基ずく実施
例を記載する。 実施例1. 本願明細書の第16頁記載の第1表に示すエチレングリ
コールを基剤とする不凍液組成物のサンプル:NO1〜6に
付き、腐食防止機能を確認するためにJIS K2234−1981
(不凍液)の7.4項に規定されている金属腐食性試験を
行った。試験に当たり各サンプルは調合水(1の水に
NaSO4を148mg、NaClを165mg、NaHCO3を138mg夫々溶解し
たもの)を用い30v/v%に希釈した。 試験の結果を本願明細書の第17項記載の第2表に示
す。 比較例1. 本願明細書の第16頁記載の第1表に示すように、エチ
レングリコールを基剤とする本発明に係る不凍液組成物
の比較例として、サンプル:NO7〜10を調製し、実施例1
と同様に金属腐食性試験を行った。ただし、本比較例に
於けるサンプル:NO7及びNO8は本発明には含まれず、NO7
は腐食防止機能が不足し、NO8は液中に多量の沈殿物が
認められる。 実施例2. 本発明に係る不凍液組成物のもう一つの有用性を確認
するためにウォーターポンプを用いたキャビテーション
エロージョン コロージョン試験を行った。 試験装置はASTM D2809−77(Cavitation with Erosio
n−Corrosion Characteristics Aluminium pumpus with
Engine Coolants)に準拠し、ウォーターポンプは市販
の小型自動車(1500cc)用の、アルミ合金製のものを用
いた。 運転条件を本願明細書の第18頁記載の第3表に示す。 本試験は本願明細書の第16頁記載の第1表に示されて
いる実施例1で用いたサンプルのうち、NO2、NO4、NO6
を用いて行った。 結果を本願明細書の第18頁記載の第4表に示す。 キャビテーション損傷の評価はASTM D2809のレーティ
ング(Rating)1〜10により行ないサンプル:NO2、NO
4、NO6に付いてはレーティング(Rating)10(エロージ
ョンを認めない)という結果が得られ、極めて良好であ
った。 比較例2. 本願明細書の第16頁記載の第1表に示すサンプルのう
ち、前記比較例1で用いたサンプル:NO8、NO9、NO10に
ついて実施例2と同様のキャビテーション エロージョ
ン、コロージョン試験を行った。 結果を本願明細書の第18頁記載の第4表に示す。 本比較例のサンプル:NO8、NO9は夫々レーティング(R
ating)6、7に相当するキャビテーション損傷が認め
られ、上記実施例2で得られた本発明に係る不凍液組成
物の試験結果と比較した場合、本発明に係る不凍液組成
物の方が優れていることが分かった。 尚、本比較例で用いたサンプル:NO10は、燐酸塩及び
アミン塩を含有する従来公知の不凍液組成物である。 尚、本発明に係る不凍液組成物にあっては、前述の組
成物以外に、消泡剤、着色剤、及び不凍液原液の凍結を
防止し、腐食防止剤の溶解性を増すために水を添加した
り、他の従来公知の腐食防止剤、たとえば、モリブデン
酸塩、タングステン酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、硝酸塩、
安息香酸塩、P−tertブチル安息香酸塩、並びにメルカ
プトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、トリルト
リアゾール及びその塩等を適宜選択して添加しても良
い。 (効果) 上述のような不凍液組成物とすることにより、珪酸塩
が容易にゲル化することが無く、不凍液の添加剤として
長時間に渡り安定した機能を発揮でき、燐酸塩、アミン
塩を含有しない低毒性、低公害性不凍液を容易に提供す
ることができるようになった。 また、珪酸塩およびドデカン二酸またはそのアルカリ
金属塩の作用により、冷却水の循環経路に於いて発生す
るキャビテーション エロージョンを抑制し、ウォータ
ーボンプ等の金属製部品の摩耗を軽減することができ
る。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.グリコール類を主成分とする不凍液組成物に於い
    て、 a).ドデカン二酸またはそのアルカリ金属塩を不凍液
    組成物重量の0.5〜7.0%と、 b).下記一般式で表わされる珪酸塩を不凍液組成物重
    量の0.05〜0.5%と、 (MO)aSiO(4-2)/2 (ただしMはアルカリ金属または有機アンモニウムから
    選択されるカチオン基:a=1〜4) c).下記一般式で表わされるスルホン酸基を有するオ
    ルガノポリシロキサンを不凍液組成物重量の0.01〜0.5
    %と、 (ただしMはアルカリ金属、またはテトラ有機アンモニ
    ウムから選択されるカチオン基、R1は低級アルキル基、
    R2は窒素原子に結合し、β位に水酸基を有するヒドロ置
    換の2価の有機基:bは0または1) から成る組成物であることを特徴とする不凍液組成物。
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