KR100962792B1 - 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부동액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 설명을 하면, 본 발명은 열산화방지제로서 메르캅토벤조티아졸과 열산화방지증진제로서 알킬벤조에이트 및 침전방지제로서 디노닐나프탈렌설페이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 냉각장치를 구성하는 각종 금속재질과 접촉 순환하면서 엔진에서 발생하는 고열에 의해 쉽게 열산화가 되어 금속염 등이 발생 및 침전을 하게 되고, 내식성이 떨어지게 되는데, 상기 조성물들을 포함하는 본 발명의 부동액 조성물은 이러한 금속염 등의 침전발생을 억제하고 고열에 대한 열산화 안정성을 제공한다.
부동액, 동결방지, 부식방지, 열산화방지

Description

열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물{Antifreeze liquid composition having high stabilization of heat-oxidation}
본 발명은 열산화방지제로서 메르캅토벤조티아졸과 열산화방지증진제로서 알킬벤조에이트 및 침전방지제로서 디노닐나프탈렌설페이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물들을 포함하는 본 발명의 부동액 조성물은 금속염 등의 침전발생을 억제하고 고열에 대한 열산화 안정성이 우수하다.
일반적으로 부동액은 동결방지제, 부식방지제, 스케일방지제, 소포제, 염료 등으로 이루어져 있고, 동결방지제로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등을 사용하고 있으며 부식방지제로는 카르복실산, 인산 또는 인산염, 규산염, 질산 또는 아질산염, 아민, 붕산 또는 붕산염, 벤조트리아졸, 트릴트리아졸, 메르캅토벤조티아졸 등의 부식억제제가 범용적으로 사용되고 있다.
현재 시중에 유통되고 있는 부동액의 교환주기는 보통 2년 정도이며, 2년 초과하여 사용시 냉각장치의 각종 금속재질을 부식시키는 문제가 발생된다. 따 라서, 장기간 사용할 수 있는 부동액에 대한 필요성이 대두되면서 많은 새로운 첨가제가 연구 개발되고 있으나, 새로운 첨가제를 연구개발하여 적용하기보다는 기존에 사용되고 있는 부식방지제의 결점을 보완하여 수명을 늘리는 쪽으로 연구가 진행되고 있으며, 신제품 출시도 이러한 방향으로 진행되고 있는 실정이다.
현재 상업용으로 시판되고 있는 부동액이나 출원된 부동액 조성물 특허에는 아졸이나 티아졸류 중 반드시 하나 또는 그 이상이 동과 황동계열 재질에 대한 부식을 방지하기 위해 사용되고 있고 거의 모든 부동액 관련 특허에 언급되어 있으며, 구체적으로 예를 들면, 대한민국특허공개번호 제10-2005-0039462호, 대한민국특허공개번호 제10-2007-0062066호, 일본특허공개번호 평8-085782호, 일본특허공개번호 평1-306492호, 미국특허 제4,584,119호, 미국공개특허 제2006-033077호 등이 있다. 그러나, 상기 공지문헌에 기재되어 있는 아졸 또는 티아졸류를 부식방지제로서 사용하는 부동액은 고온에서의 안정성이 떨어져서, 금속 등이 열산화가 진행되어 침전물이 발생하는 문제가 발생하고 있다. 이에 산업계, 특히 자동차업계에서는 고열에서 금속 등의 산화를 방지할 수 있는 부동액에 대한 개발이 절실한 실정이다.
상기 문제점과 산업계의 요구를 해결하고자 본 발명자가 부단히 노력한 결과, 기존에는 부동액의 부식방지제로서 사용해오던 메르캅토벤조티아졸을 부동액의 열산화방지제로서 사용한 부동액 조성물을 완성하게 되었다. 즉, 본 발명은 열적안정성 및 침전방지성이 우수한 하기와 같은 조성물을 포함하는 부동액 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물은 부동액 조성물에 있어서, 메르캅토벤조티아졸, 알킬벤조에이트 및 디노닐나프탈렌설페이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
위와 같은 조성물질을 포함하는 본 발명의 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물은 냉각장치를 구성하는 각종 금속재질과 접촉하여 엔진 등에서 발생하는 고열에 의해 쉽게 열산화가 되어 금속염 등이 발생 및 침전하는 것을 방지하는 효과가 있으며, 이를 통하여 부식방지 첨가제의 소모를 줄이는 효과가 있다.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 부동액 조성물은 기존의 부동액 조성물에서 부식방지제로서 사용되던 메르캅토벤조티아졸을 부동액의 열산화방지제로서 사용하며, 침전방지제로서 디노닐나프탈렌설페이트를 그리고 상기 메르캅토벤조티아졸과 디노닐나프탈렌설페이트와 함께 사용하여 열산화 방지효과를 증진시키는 알킬벤조에이트를 포함하고 있는 것을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명을 하면 아래와 같다.
본 발명의 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물은
동결방지제, 메르캅토벤조티아졸, 디노닐나프탈렌설페이트, 및 알킬벤조에이트를 포함하는데 그 특징이 있으며,
벤조산염, 아졸화합물, 인산 및 인산염화합물 중에서 선택된 1 종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 포함되는 부동액 조성물들의 조성비를 기준으로 더욱 자세하게 설명을 하면, 본 발명은
동결방지제 85 ~ 98 중량%, 메르캅토벤조티아졸 0.3 ~ 3 중량%, 디노닐나프탈렌설페이트 0.01 ~ 2 중량%, 알킬벤조에이트 0.1 ~ 10 중량%, 벤조산염 0.1 ~ 6 중량%, 아졸화합물 0.1 ~ 1.0 중량%, 인산 또는 인산염화합물 0.1 ~ 2.0 중량%를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 조성물질 중의 하나인 상기 동결방지제는 엔진의 동결 및 동결에 의한 파손을 방지하는 역할을 하며, 에틸렌글리콜, 디에틸글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 트리프로필렌글리콜 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 동결방지제는 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 85 ~ 98 중량%를 사용할 수 있는데, 여기서, 상기 동결방지제를 85 중량% 미만으로 사용시 외기의 기온이 높은 여름철이나 열대지역에서는 끓는점 저하로 인한 냉각효과의 감속 및 오버히트현상을 일으킬 수 있으며, 98 중량%를 초과하여 사용시 상대적으로 다른 첨가제의 사용량 감소로 인하여 부식방지 능력이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 조성물질 중의 하나인 상기 메르캅토벤조티아졸은 일반적으로 동과 황동계 재질의 부식방지제로 사용되지만, 본 발명에서는 열산화 방지역할을 하며, 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.3 ~ 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.3 ~ 1 중량%를 사용할 수 있다. 이때, 상기 메르캅토벤조티아졸이 0.3 중량% 미만이면 열산화 방지효과를 기대하기 어렵고, 3 중량% 초과시 동과 황동의 변색과 부동액의 안정성이 떨어져서 열산화 안정성에 오히려 역효과를 주게 되는 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 조성물질 중의 하나인 상기 디노닐나프탈렌설페이트는 금속의 부식으로 인하여 부동액 속에 존재하는 금속이온 성분과 부동액에 사용되는 조성물 또는 첨가제가 결합하여 침전이 발생하지 않도록 하는 역할과 철계재질의 부식방지 역할을 한다. 상기 디노닐나프탈렌설페이트는 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.01 ~ 2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 ~ 1 중량%를 사용할 수 있는데, 여기서, 상기 디노닐나프탈렌설페이트가 0.01 중량% 미만으로 사용되면 침전방지 등의 효과를 보기 어려운 문제가 있으며, 2 중량% 초과하여 사용하면 부동액의 용해성이 떨어져서 부동액의 안정성을 떨어뜨리게 되고, 철계 재질의 부식을 촉진하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 또 다른 조성물질 중의 하나인 알킬벤조에이트는 메르캅토벤조티아졸과 디노닐나프탈렌설페이트를 함께 사용시 열산화 방지 효과를 상승시키는 역할 및 철계 재질에 대한 부식억제 역할을 수행하는데, 상기 알킬벤조에이트에 있어서, 알킬은 직쇄형 또는 분쇄형 알킬로서, 탄소수 1 ~ 5, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 ~ 4인 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 에틸벤조에이트, 프로필벤조에이트, 부틸벤조에이트, 펜틸벤조에이트 등 중에서 선택된 단종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 알킬벤조에이트는 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 6 중량%를 사용할 수 있으며, 여기서 알킬벤조에이트가 0.1 중량% 미만으로 사용시 열산화 방지 상승효과를 기대할 수 없으며, 10 중량% 초과시 부동액 중의 첨전물질 생성을 증가시키는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 조성물질 중의 하나인 상기 벤조산염은 벤조산리튬, 벤조산칼륨, 벤조산나트륨 등 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있으며, 알루미늄 또는 철계 재질의 부식방지 역할을 한다. 상기 벤조산염은 본 발명의 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 6 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 4 중량%를 사용할 수 있는데, 여기서, 상기 벤조산염을 0.1 중량% 미만으로 사용시 알루미늄 재질의 부품에 대한 충분한 부식방지 효과를 기대하기 어려운 문제가 있을 수 있고, 6 중량% 초과 사용시 과량 사용으로 인한 경제성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.
상기 아졸화합물은 본 발명에 있어서, 동과 황동재질의 부식억제제로서 사용되며, 토릴트리아졸, 벤조트리아졸, 2-나프토트리아졸, 4-니트로벤조트리아졸, 4-페닐-1,2,3-트리아졸 및 이들의 유도체 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 그리고 상기 아졸화합물은 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 1 중량%를 사용할 수 있는데, 여기서, 아졸화합물을 0.1 중량% 미만으로 사용시 동 또는 황동계열 재질에 대한 부식방지성이 크게 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 1 중량% 초과시 부동액의 안정성이 감소하여 철계 재질에 대한 부식을 일으킬 수 있기 때문에 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 인산 또는 인산염화합물은 알루미늄 및 철 재질에 대한 부식억제역할을 수행하며, 상기 인산염화합물은 오르토인산, 인산칼륨, 인산1수소칼륨, 인산2수소칼륨, 인산나트륨, 인산1수소나트륨, 및 인산2수소나트륨 등 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 인산 또는 인산염화합물은 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 2 중량%를 사용하는데, 여기서, 인산 또는 인산염화합물이 0.1 중량% 미만을 사용시 알루미늄 재질에 대한 변색을 일으키거나 또는 부식억제역할을 기대하기 힘들며, 2 중량%를 초과하여 사용시 부동액의 안정성이 떨어져서 금속염 등의 침전을 일으킬 수 있다.
위에서 설명한 조성물들을 포함하는 본 발명의 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물은
추가적으로 부식억제제를 용해시키기 위한 이온교환수는 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.5 ~ 5 중량%를 더 사용할 수 있는데, 이때 이온교환수의 사용량이 0.5 중량% 미만이면 그 사용효과를 기대하기 어려우며, 5 중량% 초과시 부동액의 어는점이 상승하고 끓는점이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 부동액 조성물은 추가적으로 pH완충제로서, 수산화칼륨, 수산화나트륨 또는 이들의 혼합물을 사용하여 부동액 조성물의 pH를 7 ~ 9 범위로 조절할 수 있다. 상기 pH완충제는 부동액 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 ~ 4 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 2 중량%를 사용할 수 있는데, 여기서, pH완충제가 0.1 중량% 미만이면 pH완충능력이 부족하고, 4 중량% 초과하여 사용하면 알루미늄 또는 철계 재질의 부식을 촉진하는 문제가 발생할 수 있다.
앞서 자세하게 설명한 본 발명의 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물은 운송수단 등의 엔진 냉각장치, 특히 자동차 엔진의 냉각장치에 사용되는 부동액으로 사용시 열산화 방지 및 침전 방지 효과가 우수하기 때문에 이로 인하여 의 교체주기를 증가 및 냉각장치의 내구성을 증진시킬 수 있으므로, 이로 인한 경제적 효과도 기대할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 자세하게 설명을 하겠다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
부동액의 제조
실시예 1 ~ 6
하기 표 1에 나타낸 조성물질들을 하기 표 1의 조성비를 갖도록 혼합한 후, 약 45℃로 가열 및 교반하여 하여 조성물질들을 완전히 용해시켜서 부동액을 제조하여, 실시예 1 ~ 6을 실시하였다.
구 분(중량 %) 실시예
1 2 3 4 5 6
동결방지제 에틸렌글리콜 90.0 89.2 90.4 89.0 89.1 94
열산화방지제 메르캅토벤조티아졸 0.3 0.6 0.8 1.0 0.5 0.8
침전방지제 디노닐나프탈렌설페이트 0.1 0.5 0.6 0.2 0.7 0.2
열산화방지
증진제 		부틸벤조에이트 1.5 2.0 1.0 1.4 1.2 2.0
부식방지제 벤조산염 벤조산나트륨 2.0 3.0 2.6 3.5 3.0 0.5
아졸화합물 벤조트리아졸 0.3 0.15 0.2 - 0.3 0.2
토릴트리아졸 - 0.15 - 0.2 0.1 -
인산 1.0 0.6 0.9 0.7 1.2 0.3
이온교환수 증류수 3.0 2.5 2.5 2.5 2.5 1.0
pH완충제 수산화나트륨 - 1.3 - 1.5 - 1.0
수산화칼륨 1.8 - 1.0 - 1.4 -
1)에틸렌글리콜 : 삼성종합화학의 monoethylene glycol
2)메르캅토벤조티아졸 : 순정화학주식회사의 2-mercaptobenzothiazole
3)디노닐나프탈렌셀페이트 : 자체합성품
4)부틸벤조에이트 : 순정화학주식회사의 butyl benzoate
5)벤조산나트륨 : DSM사의 sodium benzoate.
6)벤조트리아졸 : PMC사의 benzotriazole
7)토릴트리아졸 : PMC사의 Tolyltriazole.
비교예 1 ~ 7
하기 표 1에 나타낸 조성물질들을 하기 표 1의 조성비를 갖도록 혼합한 후, 약 45℃로 가열 및 교반하여 하여 조성물질들을 완전히 용해시켜서 부동액을 제조하여, 비교예 1 ~ 7을 실시하였다.
구 분(중량 %) 비교예
1 2 3 4 5 6 7
동결방지제 에틸렌글리콜 89.9 89.7 91.0 90.0 89.95 90.0 90.0
열산화방지제 메르캅토벤조티아졸 0.1 0.3 - 0.2 0.25 4.0 0.1
침전방지제 디노닐나프탈렌설페이트 0.1 0.5 0.6 - - 0.1 4.0
열산화방지
증진제 		부틸벤조에이트 1.5 - 1.0 1.4 - 1.5 1.5
부식방지제 벤조산염 벤조산나트륨 2.0 3.0 2.6 3.5 5.0 1.0 1.0
아졸화합물 벤조트리아졸 0.3 0.15 0.2 - 0.3 0.3 0.3
토릴트리아졸 0.2 0.15 - 0.2 0.1 - -
인산 1.0 0.6 0.9 0.7 1.2 1.0 1.0
이온교환수 증류수 3.0 2.5 2.5 2.5 2.5 1.1 1.1
pH완충제 수산화나트륨 - 1.6 - 1.5 - - -
수산화칼륨 1.9 - 1.2 - 0.8 1.0 1.0
헵탄산 - 1.5 - - - - -
실험예 1
부동액의 침전물 발생량 측정시험
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 부동액 50 ml를 각각 취한 뒤, 이를 100 ml 비이커에 담은 다음, FeCl3 100ppm을 첨가하여 50 부피% 수도수 용액 100ml를 만들었다. 상기 수도수 용액을 실내조명과 간접햇빛이 드는 곳에 5 ~ 20 일간 방치한 후, KS M 2069 방법에 따라 방치된 수도수 용액을 2000 rpm으로 10 분간 원심분리하여 침전물의 부피를 측정하였고, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
구 분
(침전량의 부피%) 		시험시간
5 일 10 일 20 일


실시예 		1 0.0 0.01 미만 0.01
2 0.0 0.01 미만 0.01
3 0.0 0.01 미만 0.02
4 0.0 0.01 미만 0.01
5 0.0 0.01 미만 0.01
6 0.0 0.01 미만 0.02


비교예 		1 0.02 0.2 0.5
2 0.06 0.6 0.9
3 0.0 0.01 미만 0.09
4 0.08 0.6 1.2
5 0.06 0.4 0.7
6 0.0 0.01 미만 0.04
7 0.0 0.02 0.13
상기 표 3의 침전물 발생량 측정실험 결과를 살펴보면, 본 발명의 부동액 조성물로 제조된 부동액은 조성물질간의 상호 상승작용으로 인하여 침전물의 발생을 억제시키기 때문에 인위적으로 빛을 쬐여주는 환경에서 침전물이 거의 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 비교예 1 ~ 5의 침전물 발생량 측정실험 결과를 살펴보면, 부틸벤조에이트, 또는 디노닐나프탈렌셀페이트 중 하나가 빠지거나 두 조성물질 모두가 제외된 경우에는 침전물 발생량이 시간의 경과에 따라 증가함을 도 5와 같이 확인할 수 있다. 그리고, 열산화 방지제인 메르캅토벤조티아졸이 3 중량% 초과하여 사용된 비교예 6의 경우, 메르캅토벤조티아졸이 사용되지 않은 비교예 3 보다는 침전물 발생량이 적게 발생하는 경향을 나타냈으나, 실시예 1~ 6과 비교할 때는 2 ~ 4 배정도 침전량이 더 발생하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통하여 메르캅토벤조티아졸을 3 중량% 초과하여 사용시 부동액의 안정성을 오히려 깨뜨려서 침전물 발생량이 증가하게 될 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 침전방지제인 디노닐나프탈렌설페이트를 2 중량% 초과하여 사용한 비교예 7의 경우에도 부동액의 안정성이 깨져서, 오히려 침전물 발생량이 증가하는 역효과가 나타나는 것을 확인할 수 있다.
실험예 2
부동액과 접촉된 금속부식성 측정실험
ASTM D 1384(Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants in Glassware)방법에 의거하여 증류수 1L에 황산나트륨 148㎎, 염화나트륨 165㎎, 탄산수소 나트륨 138㎎을 용해시킨 ASTM 조합수를 제조하였다.
메스실린더 1000 ml에 상기 ASTM 조합수와 상기 부동액을 혼합하여, 실시예 및 비교예에서 제조한 부동액 각각의 농도가 30 부피%인 ASTM 조합수를 제조하였다. 상기 ASTM 조합수 750 ml를 톨비이커에 취하고 시험편 1세트, 온도계, 냉각관, 통기관을 설치하고 여기에 가열장치를 부착하였다. 그 후, 통기관으로부터 100 ml/분 유량을 보내면서 부동액을 98±2℃에서 720 시간 유지시킨 후, 시험 전, 후의 질량변화를 각각 0.1 ㎎ 단위까지 측정하여 부식성을 평가하였으며, 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
구 분 30 부피%의 ASTM 조합수 내 금속물질의 무게변화(mg/㎠)
알루미늄 주물 주 철 강 황 동 땜 납 구 리


실시예		 1 -0.03 -0.04 +0.01 +0.04 -0.05 +0.07
2 -0.05 -0.02 +0.04 +0.06 -0.08 +0.08
3 -0.02 -0.06 -0.02 -0.02 -0.04 -0.04
4 -0.04 -0.05 -0.01 -0.03 -0.06 -0.02
5 -0.06 -0.06 +0.02 +0.06 -0.08 +0.06
6 -0.03 -0.07 -0.01 -0.01 -0.04 -0.03


비교예		 1 -0.22 -0.32 -0.12 -0.08 -0.11 +0.07
2 -0.12 -0.18 -0.18 +0.40 -0.09 +0.24
3 -0.28 -0.4 -0.16 -0.18 -0.07 -0.25
4 -0.11 -0.32 -0.28 -0.35 -0.10 -0.28
5 -0.29 -0.25 -0.14 -0.46 -0.08 -0.19
6 -0.32 -0.36 -0.29 +0.32 -0.02 +0.25
7 -0.41 -0.35 -0.19 +0.18 -0.36 -0.32
상기 표 4의 금속부식성 측정실험 결과를 살펴보면, 본 발명인 실시예 1 ~ 6의 부동액 조성물과는 달리 메르캅토벤조티아졸, 부틸벤조에이트, 디노닐나프탈렌셀페이트가 사용되지 않은 경우, 알루미늄과 철계 재질의 부식이 크게 나타남을 확인할 수 있으며, 특히, 비교예 1, 6 및 7과 같이 메르캅토벤조티아졸 또는 디노닐나프탈렌설레이트가 본 발명에서 제시한 첨가량보다 적거나 초과하여 사용되는 경우, 부동액의 안정성이 떨어져서 오히려 금속의 부식성이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
실험예 3
순환부식성 측정 실험
상기 실험예 2와 동일한 방법으로 부동액 농도가 30 부피%인 ASTM 조합수를 제조하였다.
실차에 사용하는 라디에이터와 히터코아, 워터펌프를 부착하고 시험조에 시험편 3 세트를 조립한 다음, 상기 ASTM 조합수를 장치에 투입하였다. 98±2℃에서 60ℓ/분의 유량으로 순환시키면서, 2,000 시간 운전하여 조립부품을 분해하고 표면상태를 관찰한 후, 시험편의 질량을 0.1㎎ 단위까지 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구 분 30 부피%의 ASTM 조합수 내 금속물질의 무게변화(mg/㎠)
알루미늄 주물 주 철 강 황 동 땜 납 구 리 부품 및 시편의 외관


실시예 		1 -0.08 -0.06 -0.04 -0.08 -0.06 -0.07 이상 없음
2 -0.10 -0.05 -0.03 -0.11 -0.05 -0.14 이상 없음
3 -0.12 -0.07 -0.05 -0.09 -0.08 -0.09 이상 없음
4 -0.12 -0.04 -0.03 -0.06 -0.07 -0.16 이상 없음
5 -0.09 -0.08 -0.06 -0.09 -0.08 -0.06 이상 없음
6 -0.06 -0.05 -0.04 -0.09 -0.08 -0.10 이상 없음


비교예 		1 -0.36 -0.46 -0.16 -0.16 -0.09 -0.38
튜브내면에
알루미늄, 주철, 강이 부식 또는 부분부식 및 침전발생함.
2 -0.46 -0.38 -0.14 -0.41 -0.40 -0.42
3 -0.40 -0.57 -0.16 -0.36 -0.08 -0.16
4 -0.58 -0.51 -0.18 -0.48 -0.3 -0.24
5 -0.14 -0.42 -0.20 -0.39 -0.40 -0.28
6 -0.38 -0.36 -0.32 +0.35 -0.06 +0.31
7 -0.43 -0.39 -0.33 -0.36 -0.42 -0.38
상기 표 5의 결과를 살펴보면, 본 발명인 실시예 1 ~ 6의 경우, 금속부품 및 시편의 부식이 거의 발생하지 않는 것을 확인할 수 있으나, 비교예 1 ~ 7의 경우, 부식이 쉽게 발생하여 특히 알루미늄과 주철시편의 무게변화가 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 실험예에 있어서, 실시예 1 ~ 6의 경우 침전물이 거의 발생하지 않았으나, 비교예 1 ~ 7의 경우, 라디에이터 튜브내면에서도 침전물이 부착되어 잔류하였고, 비교예 5의 부동액을 사용하여 실험결과 라디에이터 튜브내면에 침전물이 부착되어 잔류함을 도 1에 나타내었다.
실험예 4
열산화 안정성 측정 실험
130℃의 오일용기에 부동액 원액 250㎖를 1000 ㎖ 톨비이커에 넣는다. 열산화를 가속화시키기 위해서 상기 톨비이커에 열산화 가속판을 넣은 후, 1300 rpm의 속도로 200 시간 교반시킨다. 그 후, 상기 톨비이커에 부동액 부피가 30% 되도록 실험예 1에서 제조한 ASTM 조합수를 첨가, 혼합한 다음, 실험예 2와 동일한 방법으로 98±2℃에서 336 시간 후에 금속의 부식성을 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
구 분 30 부피%의 ASTM 조합수 내 금속물질의 무게변화(mg/㎠)
알루미늄 주물 주 철 강 황 동 땜 납 구 리 조합수 액의 상태


실시예 		1 -0.09 -0.10 -0.06 -0.08 -0.09 -0.10
이상
없음.
2 -0.10 -0.09 -0.07 -0.07 -0.08 -0.12
3 -0.08 -0.07 -0.05 -0.07 -0.08 -0.14
4 -0.12 -0.08 -0.06 -0.06 -0.10 -0.09
5 -0.07 -0.10 -0.06 -0.10 -0.11 -0.10
6 -0.09 -0.11 -0.05 -0.07 -0.08 -0.10


비교예 		1 부분부식 부분부식 부식 -0.78 -0.28 -0.62

침전
다량
2 부식 부식 부분부식 -0.54 -0.29 -0.70
3 부식 부분부식 부분부식 -0.62 -0.30 -0.74
4 부식 부식 부분부식 -0.53 -0.21 -0.68
5 부식 부분부식 부분부식 -0.42 -0.26 -0.54
6 부분부식 부분부식 부분부식 +0.39 -0.07 +0.41
7 부분부식 부식 부분부식 -0.32 -0.41 -0.37
상기 표 6의 열산화 안정성 측정 실험결과를 살펴보면, 본 발명인 실시예 1 ~ 6의 경우 금속의 부식정도가 매우 미약하며, 더욱이 침전물질도 거의 발생하지 않았다. 그러나, 비교예 1 ~ 7의 경우에는 특히, 알루미늄, 주철, 강에 대한 부식이 심하게 일어났으며, 또한 황동, 납, 구리에 대한 부식정도도 실시예에 비하여 크게 일어났음을 확인할 수 있다. 그리고, 비교예 1 및 6 의 결과를 통하여 열산화 방지제인 메르캅토벤조티아졸이 본 발명이 제시한 첨가량 보다 적거나 많게 첨가되는 경우, 부동액의 안정성이 감소하여 오히려 부식이 나타나는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 열산화방지증진제인 부틸벤조에이트가 사용되지 않은 비교예 2와 비교예 5의 경우, 열산화 방지제인 메르캅토벤조티아졸이 사용되었음에도 불구하고, 부식이 발생하는 것을 확인할 수 있고, 이를 통하여 알킬벤조에이트가 열산화방지증진 효과가 있음을 재확인할 수 있다.
앞서 설명한 실험예의 결과를 종합해보면, 본 발명은 열산화 방지제 역할을 하는 메르캅토벤조티아졸, 열산화방지증진제 역할을 하는 알킬벤조에이트 및 침전방지제 역할을 하는 디노닐나프탈렌설페이트를 함께 병용사용함으로써, 부동액의 열산화 안정성을 증진시키고, 불용성 금속염의 생성을 억제시켜서 침전방지 효과를 크게 증진시켰음을 확인하였다. 이러한 본 발명은 엔진의 장기 운전시에도 부동액에 추가로 첨가되는 첨가제의 고갈 없이 우수한 방식기능을 유지할 수 있는 바, 특히 자동차용 부동액으로서 그 사용이 기대된다.
도 1은 실험예 3에 있어서, 비교예 5의 부동액을 사용한 경우, 라디에이터 튜브내에 침전물이 잔류된 것을 보여주는 사진이다.

Claims (7)

  1. 부동액 조성물에 있어서,
    열산화방지제로서 메르캅토벤조티아졸; 열산화방지증진제로서 알킬벤조에이트; 및 침전방지제로서 디노닐나프탈렌설페이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    동결방지제 85 ~ 98 중량%, 상기 메르캅토벤조티아졸 0.3 ~ 3 중량%, 디노닐나프탈렌설페이트 0.01 ~ 2 중량%, 알킬벤조에이트 0.1 ~ 10 중량%, 벤조산염 0.1 ~ 6 중량%, 아졸화합물 0.1 ~ 1.0 중량%, 및 인산 또는 인산염화합물 0.1 ~ 2.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 동결방지제는
    에틸렌글리콜, 디에틸글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 및 트리프로필렌글리콜 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 아졸화합물은
    토릴트리아졸, 벤조트리아졸, 2-나프토트리아졸, 4-니트로벤조트리아졸 및 4-페닐-1,2,3-트리아졸 및 이들의 유도체 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 인산염화합물은
    오르토인산, 인산칼륨, 인산1수소칼륨, 인산2수소칼륨, 인산나트륨, 인산1수소나트륨, 및 인산2수소나트륨 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 알킬벤조에이트의 알킬은
    직쇄형 또는 분쇄형 알킬로서, 탄소수 2 ~ 5를 갖는 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물은 이온교환수 및 pH완충제 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상 을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열산화 안정성이 우수한 부동액 조성물.
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