JP5062580B2 - 環境配慮型水溶性防錆添加剤組成物 - Google Patents

Description

本発明は、地球環境に優しく、人類に対しより安全で、金属防錆性に優れた水溶性防錆（添加）剤に関する。

現在主流の水溶性防錆剤組成物は、有機アミン化合物（有機カルボン酸塩含む），有機硼素化合物（有機酸二量体と有機アミンと硼酸の反応生成物、アルカノールアミンと硼酸の反応生成物等），有機チオカルボン酸化合物（有機チオカルボン酸のアルカノールアミン塩等），有機スルホン酸化合物（有機スルホン酸のアルカリ金属塩及び有機アミン塩等），ホスホン酸化合物（ピロリン酸のアルカリ金属塩、リン酸塩等）と、たとえば下記の文献に示す様な、窒素（Ｎ），リン（Ｐ）及び硫黄（Ｓ）の少なくとも１つを含有する化合物で構成されている。更に詳しく説明すると以下の通りである。

アルカノールアミンと硼酸との脱水縮合物、及び水溶性有機酸とを含有する水溶性防錆剤が特許文献１に記載されている。またヒドロキシー２−ナフトエ酸からなる塩を含有する水溶性金属防錆剤が特許文献２に開示されている。特許文献３には、界面活性剤とカルボン酸塩又はスルホン酸塩とから成る水溶性防錆剤が、また特許文献４には、カルボン酸塩，高級アルキルアミン及び溶剤から成る水溶性防錆剤が記載されている。

特許文献５には、カルボン酸塩とＮ−アシルアミノ酸又はその塩との併用による水溶性防錆剤が、特許文献６には変性ビスフェノールＡエポキシ樹脂又はその誘導体を含有する水性防錆剤が開示されている。

また、ベンゾチアゾリルチオカルボン酸化合物，アルカノールアミン及びモリブデン酸又はその塩から成る防錆剤が特許文献７に、アルキレンジアミン誘導体から成る防錆剤が特許文献８に、酸化α−オレフィン，ワックス類，有機スルホン酸ナトリウム塩，アミン及びグリコールエーテルから成る水溶性防錆剤が特許文献９に開示されている。
特公昭５８−４４７４６号 特開平５−２７１９７０号 特開平６−４１７７２号 特開平８−３１９４９９号 特開平８−３２５７７０号 特開平１０−６０２３３号 特開２０００−２３９８６８ 特開２００２−１２９３６７ 特開２００４−１２４１９２

従来の様な窒素（Ｎ），リン（P），硫黄（S），ハロゲン（F、Ｃl、Ｂr）の少なくとも１種を含む化合物を配合した水溶性防錆（添加）剤組成物の使用は、地球環境に悪影響を及ぼし、環境破壊の一因を成している。即ち、
（イ） これらの組成物から成る防錆剤は金属の防錆に使用された後、廃水処理されて廃棄される。しかし、これらの廃液中には、まだ窒素，リン，硫黄，ハロゲンを含む化合物が含まれている。このため、これらが廃水系又は水域に廃棄されると、河川，湖沼，海等に於いて、富栄養化現象が起こり、藻やプランクトン等の異常発生により、水質汚濁や赤潮などの環境破壊を引き起こす。

（ロ） これらの廃液を焼却処理する場合は、組成物中の含窒素化合物がNOxの形態に変化し、含硫黄化合物がSOxの形態に成り、これらも酸性雨の一原因に成る。

（ハ） またハロゲンは各種公害を引き起こす。

本発明は、従来の防錆剤の上記問題点を解決せんとするものであり、その廃液は従来品に比し、より地球環境に優しく、人類に対しより安全で、且つ、金属防錆性に優れた水溶性防錆（添加）剤組成物を提供する事を目的とする。なおパラーターシャリーブチル安息香酸（ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸）のK塩又はNa塩の融点は２２０〜２３０℃付近であり、熱に対して比較的安定であり、毒性もラットに対しLD５０:約８００ｇ／ｋｇと安全性の高い物質である。

本発明者は、ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸アルカリ金属塩固有の諸特性（π−電子雲の面学吸着，立体反発効果，ＨＬＢ効果，塩溶効果等）とホルミル安息香酸（以下ＨＢＡという）のアルカリ金属塩の固有性の持つ特性（アニオン・キャプチャー効果）を適正複合する事により、優れた防錆性能が得られると言う知見を得て、本発明を完成するに至った。

即ち、ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸のアルカリ金属塩（たとえばカリウム塩、ナトリウム塩等）と、ＨＢＡのアルカリ金属塩（たとえばカリウム塩、ナトリウム塩等）の複合体から構成される。

さらに、当該水溶性防錆添加剤の組成物を１００重量部とする場合、上記ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸塩が８０〜９５重量部、上記ＨＢＡ塩が５〜２０重量部とし、上記組成物を２０重量％以下の水溶液に調整して水溶性防錆剤としている。２０重量％以下の水溶液に調整するのは、防錆剤として使用するに際して、安全性（高アルカリや水に溶かした時の発熱軽減のため）、経済性、作業性等を考慮したためである。

そして上記水溶性防錆添加剤の組成物の水溶液（防錆剤）中には、窒素（Ｎ），リン（Ｐ），硫黄（Ｓ），ハロゲン（Ｆ、ＣＬ、Ｂｒ）等を含む化合物を本質的に含有せず、環境配慮型になっている。

本発明に於いて使用される複合体とは、単なる混合物ではなく、お互いの相乗効果を発揮する混合物を言う。従って個々の単独体よりも優れた効果を発揮するものであり、これを換言すれば、たとえば個々の単独体の効果を単に加えた場合に比し、更に優れた効果を（相乗効果）を発揮するものである。

本発明の複合体としては、ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸塩とＨＢＡ塩とを混合後アルカリ塩としても良いし、また予め塩の形にした後に混合しても良い。

これ等本発明複合塩の塩の種類としては同じ金属塩でも良いし、また異なった金属塩でも良い。たとえば一方がＫ塩で他の一方がＮａ塩でも良い。これ等の複合体の製法としては、その代表的な方法を以下に例示するが、これに限定されず複合体とすることが出来る限り、限定されるものではない。

Ａ液 （１）ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸を所定秤量する。
（２）１０％ＫＯＨ（又はＮａＯＨ）水溶液を注ぎ込み、４０℃〜６０℃で３０分〜１時間、適正速度（泡を抱かない、飛び散らない層流）で撹拌をして「完全中和」（透明クリア液）する。
Ｂ液 （３）別の容器にＨＢＡ安息香酸を所定秤量する。
（４）１０％ＫＯＨ（又はＮａＯＨ）水溶液を注ぎ込み、４０℃〜６０℃で３０分〜１時間、適正速度で撹拌をして「完全中和」する。
（５）Ａ液（所定秤量）→Ｂ液（所定秤量）→水（所定秤量）の順に仕込み、均一混合系にするために約３０分適正速度で撹拌をする。そして最後に１５０〜２００メッシュでろ過をする。

本発明に於いて、複合体の製造に用いられるアルカリ金属塩のアルカリ金属としは、リチウム，カリウム，ナトリウムが代表例として例示出来、このなかでカリウム及びナトリウムが好ましい。

これ等複合体に於けるｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸塩とＨＢＡ塩との配合割合は、前者が８０〜９５重量部、好ましくは９０〜９５重量部、後者が５〜２０重量部、好ましくは５〜１０重量部（両者の混合物を１００重量部とした時）である。この際、両者の割合が上記所定の範囲外になると、著しく防錆力が低下する。

本発明は、ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸塩とＨＢＡ塩との複合体を主成分とするものである為、その廃液は従来品に比し、安全であり、詳しくはより地球環境に優しく、人類に対しより安全であるという大きな利点を有し、しかもその防錆性は従来のものに比し、優るとも劣らないものであり、その産業上の効果は極めて大きい。

＜防錆効果の測定＞
防錆効果は、鋳物切り屑（ＦＣ−２０；約０．５ｍｍ直径；２〜３ｍｍ長）による浸漬試験法で評価した。具体的には、試料液１０ｍｌ中に鋳物切り屑（ＦＣ−２０）７．５ｇを浸漬し、１分間撹拌し、鋳物（ＦＣ−２０）ブロック及び濾紙上に盛り、２４時間の室温静置後に錆発生度合いを次の基準で評価した。
○：錆の発生なし（良好）
△：わずかに錆発生（５％程度）
×：錆発生（５０％以上）
上記の評価のうち良好（○印）なものは、１ヶ月の室温静置後も良好な結果を示した。この事から、長期に渡って防錆効果が維持できるものと考えらる。

以下に本発明の好ましい実施例について説明する。

濃度１．０重量％及び１．５重量％水溶液において、本発明品３種と、比較のための各種脂肪族カルボン酸のカリウム塩との防錆効果の比較試験を上記の方法で実施した。

選択した脂肪族有機酸として、（１）グリコール酸・（２）グルコン酸・（３）１２−ヒドロキシステアリン酸・（４）セバシン酸・（５）シクロヘキサンカルボン酸・（６）クマリン酸・（７）コハク酸・（８）マレイン酸・（９）Ｌ−アスコルビン酸・（１０）イタコン酸・（１１）ソルビン酸・（１２）フロイック酸・（１３）ジグリコール酸・（１４）1，２−シクロヘキサンジカルボン酸である。結果を表１に示す。

濃度０．５重量％及び１．０重量％水溶液において、同様に各種芳香族カルボン酸アルカリ金属塩との防錆効果の比較試験を上記の方法で実施した。

選択した芳香族カルボン酸として、（１）安息香酸・（２）ｐ−トルイル酸・（３）１−ナフトエ酸・（４）１−ヒドロキシー２ナフトエ酸・（５）２−ヒドロキシー３ナフトエ酸・（６）ベンジル酸・（７）アニス酸・（８）ピロメリット酸・（９）ジフェニル酢酸・（１０）トランスーけい皮酸・（１１）フタル酸・（１２）イソフタル酸・（１３）１，８−ナフタレンジカルボン酸・（１４）２，３−ジヒドロキシナフタレン・（１５）２，６−ナフタレンジカルボン酸・（１６）２，７−ジヒドロキシナフタレン・（１７）１，４，５，8，−ナフタレンテトラカルボン酸である。結果を表２に示す。

従来型水溶性防錆（添加）剤との防錆効果の位置付け試験を上記の方法で、濃度０．３重量％，０．５重量％及び１．０重量％水溶液で実施した。

選択した代表的なものとして、（１）ｐ−ｔＢｕ安息香酸アルカリ金属塩，（２）有機硼素化合物（有機酸二量体と有機アミンと硼素の反応生成物），（３）脂肪族有機酸アルカノールアミン塩，（４）芳香族有機酸アルカノールアミン塩である。結果を表３に示す。

本実施例において、本発明品−１，本発明品−２及び本発明品−３は、ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸カリウム塩とＨＢＡカリウム塩の本発明範囲内での規定に合致する配合比のものである。

本発明品−１：ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸カリウム塩／ＨＢＡカリウム塩＝９５／５
本発明品−２：ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸カリウム塩／ＨＢＡカリウム塩＝９０／１０
本発明品−３：ｐ−ｔ−Ｂｕ安息香酸カリウム塩／ＨＢＡカリウム塩＝８０／２０
但し上記各種本発明品は上記所定の成分を、所定の配合比で使用して、複合体としたものである。また配合比率はいづれも重量を示す。

Claims (2)

1. パラーターシャリーブチル安息香酸のアルカリ金属塩と、ホルミル安息香酸のアルカリ金属塩との複合体を含有して成る環境配慮型水溶性防錆添加剤組成物であって、上記水溶性防錆添加剤組成物を１００重量部とする場合、上記パラーターシャリーブチル安息香酸のアルカリ金属塩が８０〜９５重量部、上記ホルミル安息香酸のアルカリ金属塩が５〜２０重量部の割合であることを特徴とする環境配慮型水溶性防錆添加剤組成物。
2. パラーターシャリーブチル安息香酸のアルカリ金属塩がカリウム塩又はナ トリウム塩であり、ホルミル安息香酸のアルカリ金属塩がカリウム塩又はナトリウム塩である請求項１に記載の環境配慮型水溶性防錆添加剤組成物。