KR100748779B1 - 부동액 조성물 - Google Patents

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KR100748779B1
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Abstract

본 발명은 부동액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동결 방지를 위해 동결방지제를 혼합하고, 여기에 알루미늄과 철계의 부식방지를 위하여 유기산, 폴리유기산을 투입하며, 부식방지기능이 우수한 디메르캅토 티아디아졸을 투입하여 알루미늄과 철계의 방식성을 더욱 향상시키고, 스케일 방지, 분산능력이 우수한 경수 안정제를 혼합하고, 저농도의 인산염을 투입하여 각종 금속 또는 비금속 재질 보호를 위한 상승효과를 주었으며, 고갈 소모속도가 빠른 트리아졸 또는 티아졸 첨가제에 디메르캅토티아디아졸을 병행 사용하여 동계방식 성능을 향상시켜, 부동액의 장기간 사용 시에도 부동액 첨가제의 농도가 초기상태를 최대한 유지할 수 있도록 하였으며, 본 발명의 조성물은 화학적으로 안정하고 고갈 소모속도가 느린 대체 첨가제의 병행 사용으로 시너지 효과를 일으켜 장기간 냉각 장치의 각종 금속 부품을 효과적으로 보호하며, 현저히 향상된 내식성과 내화학성을 제공함으로써, 특히 자동차에 사용하는 부동액 제조에 매우 적합하게 사용할 수 있는 자동차용 부동액 조성물에 관한 것이다.
동결방지제, 유기산, 디메르캅토티아디아졸, 내식성, 내화학성, 부동액

Description

부동액 조성물 {Composition of Antifreezing Liquid}
본 발명은 부동액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동결 방지를 위해 동결방지제를 혼합하고, 여기에 알루미늄과 철계의 부식방지를 위하여 유기산, 폴리유기산을 투입하며, 부식방지기능이 우수한 디메르캅토 티아디아졸을 투입하여 알루미늄과 철계의 방식성을 더욱 향상시키고, 스케일 방지, 분산능력이 우수한 경수 안정제를 혼합하고, 저농도의 인산염을 투입하여 각종 금속 또는 비금속 재질 보호를 위한 상승효과를 주었으며, 고갈 소모속도가 빠른 트리아졸 또는 티아졸 첨가제에 디메르캅토티아디아졸을 병행 사용하여 동계방식 성능을 향상시켜, 부동액의 장기간 사용 시에도 부동액 첨가제의 농도가 초기상태를 최대한 유지할 수 있도록 하였으며, 본 발명의 조성물은 화학적으로 안정하고 고갈 소모속도가 느린 대체 첨가제의 병행 사용으로 시너지 효과를 일으켜 장기간 냉각 장치의 각종 금속 부품을 효과적으로 보호하며, 현저히 향상된 내식성과 내화학성을 제공함으로써, 특히 자동차에 사용하는 부동액 제조에 매우 적합하게 사용할 수 있는 자동차용 부동액 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 부동액은 동결방지제, 부식방지제, 스케일방지제, 소포제, 염료 등으로 이루어져 있고 동결방지제로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등을 사용하고 있으며 부식방지제로는 인산염, 규산염, 질산염, 아민, 붕산염, 유기산염, 아졸, 티아졸 등이 사용(미국특허 제 4,873,011호, 제 5,422,026호, 제 4,598,205호, 제 4,657,689호, 제 4,647,392호, 제 5,064,552호)된다. 이러한 부식방지제중에서 규산염 부식방지제는 알루미늄 재질에 대한 금속부식 방지 기능이 우수한 것(미국특허 제 3,198,820호)으로 전통적으로 알려져 있으나, 부식방지제로서의 규산염은 장기간 부식방지에는 부적합(일본특허 제 평6-116764 호, 미국특허 제 5,489,391호, 일본특허 제 평6-1666867 호)하다.
규산염은 열 안정성이 떨어져 불안정하고 온도, pH가 변할 경우와 다른 염류와 공존할 때 쉽게 중합되어 겔화 되어 부식방지 기능의 저하를 가져온다. 이와 같은 규산염의 단점을 보완하기 위하여 겔 안정제로서 유기규소 화합물을 사용하는 방법(미국 특허 제 4,287,077호, 미국특허 제 4,462,921호, 유럽특허 834019119)이 제시되어 단기간의 처방은 되었으나 규산염 자체의 고갈 소모속도가 빨라 장기간 사용에 문제가 있다.
붕산염은 자동차 엔진의 재료가 주철인 초창기에 널리 사용(P.Wessler, Auto motive Cooling Journal, 26, 1983, 34)되었으나 자동차 경량화 추세에 따라 자동차 부품의 재질이 알루미늄 재질로 널리 보급되면서 붕산염이 알루미늄 재질을 부식시키는 요인으로 작용함으로 각 자동차 제조회사에서는 사용을 규제하게 되었다. 붕산염 첨가제를 대신하여 아민류 첨가제를 사용한 부동액이 널리 사용되었으나, 아민류 첨가제가 아질산염류와 반응하여 니트로소 아민이라는 발암성 물질을 생성함으로 인해 국내외 각 자동차 제조회사에서 사용을 금지하고 있다.
이러한 첨가제의 대체 첨가제로서 모노와 디카르복실산의 지방족과 방향족 유기산 부식방지제(미국특허 제 4,454,050호, 유럽특허 제 564,721호, 프랑스특허 제 2,489,355호, 미국특허 제 4,647,395호, 미국특허 4,759,864호, 유럽특허 제 552,988호, 미국특허 제 2,726,215호, 미국특허 제 4,946,616호, 미국특허 제 4,390,439호 등)가 많이 보고 되고 있다.
현재 시중에 유통되고 있는 부동액의 교환주기는 대부분이 2 년이며 2 년이상 사용시 냉각장치의 각종 금속재질을 보호하기에 부적합한 조성물로 구성되어 있는 경우가 대부분이다. 부동액의 사용기간에 대한 장수명화가 요구되면서 많은 새로운 첨가제가 연구 개발되고 있으며, 발표되는 대부분이 유기산계 첨가제가 주류를 이루고 있다.
미국특허 제 6,096,236호의 C6 ~ C7 유기산과 C1 ~ C5 알킬기를 갖는 알킬벤조산과의 조성물, 미국 특허 제 5,961,875호 C6 ~ C12 모노 유기산과 시내나믹산 조성물, 일본 특허 평 10-67982 C4 ~ C16 유기산, 미국특허 제 5,723,061 호 C3 ~ C16 유기산, 유럽특허 0564721 호 C5 ~ C16 유기산, 미국특허 제 5,741,436 호 네오데칸산과 C8 모노 유기산 등 많은 유기산계 부동액 조성물이 소개되고 있다. 그러나, 이러한 유기산 조성물도 또한 많은 문제점을 갖고 있다. 용해성이 낮아 용 해시키기 위해 열을 필요(미국특허 제 4,578,205호)로 하고 고온 환경에서 카르복실산계 유기산 첨가제의 첨가량이 증가됨에 따라 땜납의 방식 효과가 저하되는 문제점이 있으며, 저 농도로 사용 시 부식 방지능력이 현저히 저하되고, 부식성 음이온이나 경도 성분이 있는 수질에서는 부식방지 기능이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 종래의 부동액이 갖고 있는 저농도와 경수에서 낮은 방식력을 해결 하고자 노력 하였다.
그 결과 동결방지제, 유기산, 폴리유기산, 디메르캅토티아디아졸, 경수 안정제, 인산염, 트리아졸 또는 티아졸 및 알칼리 금속 수산화물을 혼합하여 장기간 알루미늄과 철계방식성능을 높이고 저농도와 경수에서 방식성이 향상된 부동액 조성물을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 저농도와 경수에서의 방식성 향상과 특히 장기간 방식성의 지속력이 우수한 자동차용 부동액 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 액체 글리콜계 동결방지제 85 ~ 98 중량%; C4 ~ C16 인 카르복실산의 알칼리 금속염 또는 암모늄염인 유기산 0.1 ~ 5 중량%; 디메르캅토티아디아졸 0.001 ~ 5 중량%; 하기 화학식 1을 포함하는 폴리유기산 0.1 ~ 6 중량%; 하기 화학식 2를 포함하는 경수 안정제 0.01 ~ 0.5 중량%; 인산염 0.1 ~ 0.5 중량%; 트리아졸 또는 티아졸염인 첨가제 0.01 ~ 2 중량%; 알칼리 금속 수산화물 0.1 ~ 4 중량%; 및 이온교환수 0.1 ~ 5 중랑%를 함유하는 부동액 조성물에 그 특징이 있다.
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Figure 112007033068067-pat00001
상기 화학식 1에 있어서 X1은 -OH, -COOH, -CH3, 또는 -CH=CH(CH2)n-CH3 이고, R1, 및 R2는 C1 ~ C12 의 직쇄 및 분지 알킬기, -(CH2)m-X2, 및 -NH-(CH2)m-X2 이며, n은 1 ~ 16의 정수이고, m은 1 ~ 16 의 정수이고, X2는 -OH, -COOH, -CH3, 또는 -CH=CH(CH2)n-CH3 을 나타낸다.
Figure 112007033068067-pat00007
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상기 화학식 2에 있어서, ℓ은 10 ~ 100의 정수이고, R은 -H, -CH3, -CO2H,또는 -SO3H, X는 -H, -CH2CH2OH, -HCH2CH2CO2H, 또는 -CH2OCH2CH(OH)CH2SO3H를 나타낸다.
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이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 동결방지제, 유기산, 디메르캅토티아디아졸, 폴리유기산, 경수 안정제, 인산염, 트리아졸 또는 티아졸, 및 알칼리 금속 수산화물을 혼합하여 저농도과 경수에서도 알루미늄과 철계에 대해 우수한 방식성의 향상과 장기간 방식성이 지속되는 우수한 조성물이다.
종래 기술을 살펴보면 액체글리콜, 인산염, 유기산, 및 첨가제를 사용하여 부동액 조성물을 제조한바 있다. 본 발명은 이들을 단순 도입한 것이 아니라 인산염계 부동액 조성물이지만 저농도와 경수에서도 부식 방지성능이 우수하며, 고 갈 소모속도가 빠르지 않고, 장기간 부식방지 특성을 갖는 폴리유기산, 디메르캅토티아디아졸, 경수안정제를 특정비로 혼합 사용하므로 서로 상승 작용을 일으켜 장기간 부식을 방지하게 되는 것이다.
즉 본 발명은 인산염계 부동액 조성물이지만 저농도와 경수에서 부식방지 성능이 우수하고 장기간 방식특성을 갖는 성분을 특정비로 혼합 사용한 것에 기술 구성상의 특징이 있다.
이러한 본 발명의 자동차용 부동액 조성물의 각 구성 성분에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용하는 액체 글리콜계 동결방지제는 에틸렌 글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 디프로필렌글리콜 등 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용하며, 그 사용량은 85 ~ 98 중량% 범위로 사용하며, 85 중량% 미만 시 어는점 상승과 끓는점이 낮아지는 형상이 발생하고, 98 중량% 초과 시 방식첨가제 양의 부족으로 장기간 부식 방지가 어려운 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 C4 ~ C16인 카르복실산의 알칼리 금속염 또는 암모늄염으로 구성된 유기산은 알루미늄계와 철계의 부식방지에 사용하며, 0.1 ~ 5 중량% 범위로 사용하며, 0.1중량% 미만 시 사용량이 적어, 넓은 방식 표면적을 커버할 수 없어 부식이 심해지며, 5중량% 초과 시 용해성이 떨어지고 경제성 및 액의 안정성에 문제가 일어날 수 있다. 상기 유기산은 C4 ~ C12 지방족 또는 방향족 유기산인 숙신산, 글루타릭산, 아디픽산, 피멜릭산, 수베릭산, 아젤라익산, 세바식산, 디 시클로펜타디엔 디카르복실산, 프탈산, 테레프탈산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 2-에틸헥산산, 노난산, 테칸산, 운테칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 부틸벤조산 등 중에서 선택된 1종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용한다.
본 발명에서 사용하는 디메르캅토티아디아졸은 알루미늄과 동 계통의 금속 부식을 방지하는 역할을 하며, 그 사용량은 0.001 ~ 5 중량% 범위로 사용하며, 0.001 중량% 미만 시 알루미늄과 동 계통의 부식방지가 제대로 이루어지지 않고, 5 중량% 초과 시 철계 부식을 촉진할 수 있고, 각종 금속재질의 변색을 일으킬 수 있으며, 액의 안정성과 전체적인 부식방지기능이 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 폴리유기산은 하기 화학식 1을 포함하며, 알루미늄과 철계의 방식 기능을 하고, 그 사용량은 0.1 ~ 6 중량% 범위로 사용하며, 바람직하게는 0.1 ~ 3 중량% 범위로 사용하고, 0.1 중량% 미만 시 알루미늄과 철계 재질에 대한 방식효과가 떨어지며, 6 중량% 초과 시 용해성이 떨어지고 땜납재질과 구리계열의 재질에 손상을 줄 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112007033068067-pat00003

상기 화학식 1에 있어서 X1은 -OH, -COOH, -CH3, 또는 -CH=CH(CH2)n-CH3 이고, R1, 및 R2는 C1 ~ C12 의 직쇄 및 분지 알킬기, -(CH2)m-X2, 및 -NH-(CH2)m-X2 이며, n은 1 ~ 16의 정수이고, m은 1 ~ 16 의 정수이고, X2는 -OH, -COOH, -CH3, 또는 -CH=CH(CH2)n-CH3 을 나타낸다.
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본 발명에서 사용하는 경수안정제는 수중에 존재하는 경도성분이나 인산염, 실리카이온 등에 일어나는 스케일 장해를 방지하고, 철계 부식 방지를 위해 사용하며, 하기 화학식 2를 포함하며, 그 사용량은 0.01 ~ 0.5 중량% 범위 이고, 0.01 중량% 미만 시 냉각수 중에 존재하는 경도 성분의 분산역할이 부족하여 스케일 생성에 의한 부작용을 방지할 수 없으며, 사용 농도의 부족으로 철계 부품에 대한 부식방지력도 떨어지고, 0.5 중량% 초과 시 분산기능보다 응집기능이 커지게 되어 경도성분의 분산력과 스케일 방지능력이 떨어지고, 고열에 의한 겔상 물질 생성과 각종 재질을 변색시키는 영향을 주는 문제점이 발생한다.
[화학식 2]
Figure 112007033068067-pat00008
상기 화학식 2에 있어서, ℓ은 10 ~ 100의 정수이고, R은 -H, -CH3, -CO2H,또는 -SO3H, X는 -H, -CH2CH2OH, -HCH2CH2CO2H, 또는 -CH2OCH2CH(OH)CH2SO3H를 나타낸다.
삭제
본 발명에서 사용하는 인산염은 철과 알루미늄 부식방지 역할을 하며, 당 분야에서 사용하는 것으로 특별히 한정하지 않으나, 용해성과 이온활동성이 우수한 오르토인산 및 인산알칼리 금속염 등 중에서 선택된 1 종 또는 2 종의 혼합물을 사용하며, 그 사용량은 0.1 ~ 0.5 중량% 범위로 사용하고, 0.1 중량% 미만 시 알루미늄과 철계 부품에 대한 초기 방식에 필요한 첨가량이 적어 유기산 방식 첨가제와 시너지 효과를 기대할 수 없으며, 0.5 중량% 초과 시 경도 성분이 함유된 수질에서 경도 성분인 칼슘과 마그네슘 등과 반응하여 방식 성능 저하와 불용성 인산칼슘과 인산마그네슘에 의한 메카니킬 씰 마모로 인한 누액을 일으키고 전체적인 부식방지 균형을 깨뜨리고, 고갈 소모속도가 빨라 장기간 방식에 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 트리아졸 또는 티아졸 첨가제는 동계금속 부식방지제로 동계를 방식함으로 동이온 용출은 낮아 알루미늄과 철계 금속의 부식 방지성능을 향상시켜 주며, 트리아졸은 토릴트리아졸, 벤조트리아졸, 또는 이들의 혼합물을 사용하며, 티아졸은 메르캅토벤조티아졸을 사용하고, 트리아졸 또는 티아졸 첨가제의 사용범위는 0.01 ~ 2 중량% 범위로 사용하며, 0.01 중량% 미만 시 동계 재질의 방식능력을 떨어뜨려 알루미늄과 철계 재질의 부식을 일으킬 수 있으며, 2 중량% 초과 시 경제성이 떨어지고, 철과 땜납재질의 부품에 부식이 생기는 문제점이 발생한다
본 발명에서 pH 완충역할을 하기 위하여 알칼리 금속 수산화물을 사용하며, 부동액 조성물의 pH를 7 ~ 9 범위로 조절하기 위해 사용하고, 당 분야에서 사용하는 것으로 특별히 한정하지 않으나, 용해성과 액 중 안정성이 우수한 수산화나트륨, 수산화칼륨 또는 이들의 혼합물을 사용하고, 사용범위는 0.1 ~ 4 중량% 범위로 사용하며, 0.1 중량% 미만 시 pH 완충역할이 부족하고 4 중량% 초과 시 액의 안정성과 다른 첨가제의 용해성을 떨어뜨리는 문제점이 발생한다.
본 발명에서 사용하는 이온교환수는 글리콜류에 용해되지 않고 물에만 용해되는 첨가제를 용해시키는 역할을 하며 그 사용범위는 0.1 ~ 5 중량% 범위로 사용하며, 0.1 중량% 미만 시 용해성이 떨어져 침전을 발생시키며, 5 중량% 초과 시 어는점 상승과 끓는점이 낮아져 엔진의 끓어 넘치는 현상 등의 문제점이 발생한다.
본 발명에서 추가적 사용하는 질산염은 알루미늄 전면부식과 알루미늄 피팅부식을 방지하는 역할을 하며, 상기 액체 글리콜계 동결방지제 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 1 중량부를 추가적으로 사용하며, 0.1 중량부 미만 시 알루미늄에 대한 부식방지 역하이 부족하고, 1 중량부 초과 시 땜납재질에 대한 부식을 일으키는 문제점이 발생한다. 상기 질산염은 질산나트륨 및 질산칼륨 등 중에서 선택된 1 종 또는 2 종의 혼합물을 사용한다.
본 발명의 조성물에 상기 성분 이외에 소포제, 염료 등을 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물은 통상의 부동액 조성물 제조하는 방법을 사용하는바, 본 발명에서 제시된 성분을 글리콜과 물에 일정비로 투입한 후, 40 ~ 60 ℃ 온도범위 로 가열하여 침전이 없는 균질한 액체로 용해시켜 혼합하여 제조한다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 ~ 4
아래 표 1 에 나타낸 바와 같이 각 제시된 성분들을 글리콜과 물에 일정비로 투입하여 온도 50 ℃ 에서 가열하여 균질한 액체로 용해시켜 혼합하여 제조된 조성물을 아래 시험방법에 의해 시험을 한 후 그 결과를 표 2 ~ 표 5에 나타내었다.
비교예 1
Texaco사 유기산계 Hovoline 장수명 부동액 제품
비교예 2
극동제연사 인산염계 CROWN A-105제품
구분(g) 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
동결방지제 1) 1) 1) 1) Texaco 사 유기산계 Hovoline 장수명 부동액 제품 극동제연사 Crown A??105 제품
유기산 메틸벤조산 - 2.0 - 2.5
세바식산 1.5 - 2.1 -
디메르캅토티아디아졸 0.1 0.05 0.15 0.3
폴리유기산 2.2 1.2 1.8 0.7
중합폴리머안정제 0.01 0.1 0.4 0.08
오르토인산 0.3 0.25 0.3 0.26
첨가제 토릴트리아졸 0.3 - 0.3 -
벤조트리아졸 - 0.15 - 0.15
메르캅토벤조티아졸 0.12 0.18 0.15 0.2
수산화나트륨 2) 2) 2) 2)
이온교환수 2.5 2.5 2.5 2.5
소포제: 다우코닝사 FS 80 0.002 0.002 0.002 0.002
1) : 총 100% 가 될 때까지의 양 2) : pH 가 8.2 가 될 때 까지의 양
구분 실시 예 비교 예
1 2 3 4 1 2
경수 25부피% 98 ℃, 336시간 무게 변화율 (㎎/㎠) 알루미늄 주물 -0.02 -0.01 +0.04 -0.03 -0.05(부식) -0.06
주 철 -0.03 -0.02 -0.03 -0.04 -0.02 -0.02
강 -0.02 +0.01 -0.02 -0.01 +0.02 +0.02
황 동 +0.03 -0.04 +0.05 -0.04 -0.04 -0.06
땜 납 -0.12 +0.08 -0.18 +0.13 -0.56(부식) -0.21
구 리 -0.05 -0.06 -0.04 -0.05 -0.06 -0.05
A법 20부피% 98 ℃, 672시간 무게 변화율 (㎎/㎠) 알루미늄 주물 -0.06 -0.05 -0.07 -0.04 -0.21 -0.08
주 철 -0.04 -0.03 +0.06 -0.05 +0.06 -0.05
강 -0.02 +0.04 -0.02 -0.03 -0.06 -0.06
황 동 -0.06 -0.08 -0.07 +0.04 -0.05 -0.12
땜 납 -0.05 +0.07 -0.09 -0.08 -0.12 -0.18
구 리 +0.07 -0.06 -0.08 +0.05 -0.05 -0.10
B법 20부피% 98 ℃, 672시간 무게 변화율 (㎎/㎠) 알루미늄 주물 -0.07 +0.06 -0.05 -0.06 -0.58(부식) -0.12
주 철 -0.03 -0.02 -0.01 +0.02 +0.01 -0.08
강 -0.01 -0.03 -0.02 -0.04 -0.07 -0.06
황 동 +0.07 -0.04 +0.08 +0.07 -0.04 -0.17
땜 납 -0.07 -0.06 -0.09 -0.06 -0.05 -0.15
구 리 -0.05 +0.07 -0.08 -0.06 -0.05 -0.12
A법 50부피% 98 ℃, 2000시간 무게 변화율 (㎎/㎠) 알루미늄 주물 -0.09 -0.08 -0.06 -0.08 +0.36 -0.11
주 철 -0.07 -0.07 -0.09 +0.07 +0.14 -0.08
강 +0.04 -0.04 -0.07 -0.08 +0.09 -0.10
황 동 +0.08 +0.07 -0.10 -0.08 -0.24 -0.12
땜 납 -0.12 -0.09 -0.14 -0.12 -1.38 -0.23
구 리 -0.13 -0.10 +0.08 +0.09 +0.26 -0.10
(경수) 증류수 1 L에 CaCl2 396 ㎎ 용해시킨 용액
(A법조합수) 증류수 1 L에 Na2SO4 148 ㎎, NaCl 165 ㎎, NaHCO3 138 ㎎을 용해시킨 용액
(B법조합수) 증류수 1 L에 NaCl 318 ㎎, Na2SO4 296 ㎎, NaNO3 62 ㎎, FeCl3·6H2O 1.5 ㎎, CuCl2·2H2O 2.7 ㎎, ZnCl2 10.4 ㎎을 용해시킨 용액
구분 실시 예 비교 예
1 2 3 4 1 2
알루미늄 전열면 20부피%, 35일 시험 후 액의 상태 변화 무 변화 무 변화 무 변화무 변화무 변화무
시편의 무게 변화율 (㎎/㎠) + 0.26 + 0.29 + 0.24 + 0.27 - 1.52 - 2.12
구분 실시 예 비교 예
1 2 3 4 1 2
A법 50부피% 98 ℃, 4000시간 무게 변화율 (㎎/㎠) 알루미늄 주물 -0.07 -0.09 -0.10 -0.08 +0.26 -0.16 (부식)
주 철 -0.09 -0.08 -0.09 -0.10 -0.14 -0.34 (부식)
강 -0.10 -0.12 -0.11 -0.09 +0.21 -0.14
황 동 -0.12 -0.07 -0.09 -0.13 -0.11 -0.29
땜 납 -0.09 -0.11 -0.08 -0.13 -3.16 (부식) -2.14 (부식)
구 리 -0.10 -0.11 -0.12 -0.09 +0.26 -0.32
구분 실시 예 비교 예
1 2 3 4 1 2
A법 30부피% 98 ℃, 336시간 무게 변화율 (㎎/㎠) 알루미늄 주물 -0.09 -0.08 -0.07 +0.09 -0.09 -1.12 (부식)
주 철 -0.10 -0.12 -0.09 -0.08 +0.07 -0.39 (부식)
강 -0.08 +0.07 -0.09 -0.06 -0.08 -0.17
황 동 +0.09 -0.08 +0.10 +0.12 -0.17 -0.24
땜 납 -0.13 -0.10 -0.11 -0.09 -0.24 -0.28
구 리 -0.08 +0.07 -0.10 -0.11 +0.19 -0.22
<시험방법>
상기 표 1 실시 예 부동액 조성물과 비교 예 부동액(Texaco사의 Hovoline 부동액, 극동제연의 CROWN A-105)에 대하여 저농도(20%)와 표준사용 농도(50%)에서의 각종 금속재질에 대한 장기 내구성을 평가하기 위하여 금속부식성 시험, ASTM 전열면 시험, 순환부식시험, 고온 열산화 시험을 실시하여 비교 평가 하였다.
금속부식시험은 각각 명시된 조합수를 사용하여 20 부피%, 25 부피%, 50 부피%의 부동액 농도가 되도록 희석하여 98 ℃에서 336 시간, 672 시간, 2000 시간 KS M2142 8.3 항 금속부식성 시험 방법에 따라 시험하였다.
알루미늄 주물 전열면시험은 ASTM 조합수로 희석하여 부동액의 농도가 20 부피%가 되도록 희석하여 135 ℃에서 193 Kpa로 가압하여 35 일간 시험하여 액 중 부유물 발생과 알루미늄 주물 표면의 내부식성에 대하여 비교 평가하였다.
순환부식시험은 자동차 냉각장치에 사용되는 라디에이터, 히터코아, 워터펌프, 고무호스, 리저브 탱크 등을 부착하여 실차와 유사하게 부동액을 순환시키면서 부식성을 평가하는 시험으로 시험농도를 실제 차량의 사용농도인 50 부피%로 ASTM 조합수로 희석하여 98 ℃에서 4000 시간 시험하여 비교하였다.
고온 열산화 시험은 강제적으로 부동액을 열산화 시켜 장기간 사용된 실차와 유사한 부동액 상태로 변화시켜 그 상태에서 부식성을 평가하여 장기간 사용유무를 비교 평가하는 시험으로서 800 ㎠ 동판 1개를 넣은 톨비이커에 부동액 원액 250 ㎖를 넣은 후 1300 rpm의 속도로 강제 교반하고 130 ℃의 온도에서 400 시간 동안 시험하여 400 시간 후에 시료를 채취하여 금속부식성 시험을 실시하여 부동액의 열산화 정도를 비교 평가하였다.
표2는 금속부식성 시험결과이며, 표3은 ASTM 알루미늄 전열면 시험결과이고, 표4는 순환부식성 시험 결과이며, 표5는 고온 열산화시험 결과이다.
종합하면, 본 발명의 자동차용 윤활유 조성물은 기존의 윤활유 조성물에 비하여 농도와 조합수 종류에 따라 영향을 받지 않고 안정한 부식방지 특성, 안정한 무게변화율, 장기간 방식성능이 우수한 것으로 나타났다.
상기에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 윤활유 조성물은 화학적으로 안정하고, 저농도와 경수에서 우수한 방식력을 가지며, 고온 장기간의 방식성이 우수하여 부동액의 사용을 장기간 가능하게 하며, 폐부동액의 배출양을 감소시켜 이로 인한 생태계와 환경을 보호하는, 특히 자동차용 윤활유 제조에 적용 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 액체 글리콜계 동결방지제 85 ~ 98 중량%;
    C4 ~ C16 인 카르복실산의 알칼리 금속염 또는 암모늄염인 유기산 0.1 ~ 5 중량%;
    디메르캅토티아디아졸 0.001 ~ 5 중량%;
    하기 화학식 1을 포함하는 폴리유기산 0.1 ~ 6 중량%;
    하기 화학식 2를 포함하는 경수 안정제 0.01 ~ 0.5 중량%;
    인산염 0.1 ~ 0.5 중량%;
    트리아졸 또는 티아졸염인 첨가제 0.01 ~ 2 중량%;
    알칼리 금속 수산화물 0.1 ~ 4 중량%; 및
    이온교환수 0.1 ~ 5 중랑%를 함유하는 것을 특징으로 하는 부동액 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112007033068067-pat00005
    상기 화학식 1에 있어서, X1은 -OH, -COOH, -CH3, 또는 -CH=CH(CH2)n-CH3 이고, R1, 및 R2는 C1 ~ C12 의 직쇄 및 분지 알킬기, -(CH2)m-X2, 및 -NH-(CH2)m-X2 이며, n은 1 ~ 16의 정수이고, m은 1 ~ 16 의 정수이고, X2는 -OH, -COOH, -CH3, 또는 -CH=CH(CH2)n-CH3 을 나타낸다.
    [화학식 2]
    Figure 112007033068067-pat00009
    상기 화학식 2에 있어서, ℓ은 10 ~ 100의 정수이고, R은 -H, -CH3, -CO2H,또는 -SO3H, X는 -H, -CH2CH2OH, -HCH2CH2CO2H, 또는 -CH2OCH2CH(OH)CH2SO3H를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액체 글리콜계 동결방지제는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 및 디프로필렌글리콜 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부동액 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 C4 ~ C16 인 카르복실산의 알칼리 금속염 또는 암모늄염인 유기산은 숙신산, 글루타릭산, 아디픽산, 피멜릭산, 수베릭산, 아젤라익산, 세박식산, 디시클로펜타디엔 디카르복실산, 프탈산, 테레프탈산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 2-에틸헥산산, 노난산, 테칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 및 부틸벤조산 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 부동액 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 인산염은 오르토인산, 및 인산알칼리 금속염 중에서 선택된 1 종 또는 2 종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부동액 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 트리아졸은 토릴트리아졸, 벤조트리아졸, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 자동차용 부동액 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 티아졸은 메르캅토벤조티아졸인 것을 특징으로 하는 자동차용 부동액 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 알칼리 금속 수산화물은 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 부동액 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 부동액 조성물 100 중량부에 대하여,
    질산염 0.1 ~ 1 중량부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 부동액 조성물.
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