JPH0141705B2 - - Google Patents

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4246103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4052160号明細
書や米国特許第4057511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3837803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4351796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3992318号明細書および米
国特許第4105581号明細書に示されており、また
米国特許第4317744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4406811号明細書には、
トリアゾールと脂肪族モノ−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
（multiple 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
3959168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］ 本発明によれば、(a)水溶性ホスホン酸、(b)ホス
ホノカルボン酸および(c)トリアゾールからなる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。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、ニツケル、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−エチルヘキシルアミン、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つ以下のア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、次式によつ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。 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。 式中でＺは であり、R₁は以下のいずれかである。 式中でR₂はＺ、Ｈ、CH₂COOMまたは
CH₂CH₂OH、 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０ないしし18 ｘ＋ｙは20以下である。 式中でR₅はＨまたはOH 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は一緒になつてシクロアルキル、
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、 ｗは０ないし20、 ｖ＋ｗは20以下である。 式中ｍとｎはそれぞれ１ないし３、 (5) −R₈（OR₉）ｒ（OR₁₀） 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、 R₁₀は炭素数１ないし５のアルキル、 ｒ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
3716569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3674804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つて特徴づけら
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つて特徴づけら
れる。 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１または２である。R₁₁
は水素、アルキル（好ましくは１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、
シアノ、−Ｎ（R₁₃）₂（ここでR₁₃は水素または１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
１ないし30個の炭素原子、好ましくは１ないし４
個の炭素原子を有するアルキルである）、フエニ
ル、ベンジル、アセトキシ、SO₃R₁₃（ここでR₁₃
は上記の通り）、ベンゾイル、CO₂HおよびCH
（COOR₁₃）₂（ここでR₁₃は上記の定義の通り）の
いずれかである。R₁₂は酸素とアルキルを除いて
このR₁₁と同様であり、R₁₁が酸素のときR₁₂は水
素であり、R₁₁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3644151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（ニトリロトリメチレンホスホ
ン酸と同じ）、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。 本発明による組成物の第二成分は、次式で表わ
されるホスホノカルボン酸である。 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 （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、腐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％のホスホン酸または
その塩、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。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つて
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、分散剤、殺菌剤などを含有することも可能で
あり、したがつて、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量に
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つても変化するし、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
1ppm、好ましくは少なくとも5ppm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100ppm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、本明細書の数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。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、したがつて、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、他に指適しな
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ユレー
トするべく意図されたPH8.7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。本発明に基づく水性組成物であつて、
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9.3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mils of penetration per
year（MPY）で測定した。結果を表１に示す。

【表】 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つ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、これは本発明にとつて本質的
とみら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。

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−ホスホノブタンートリカルボン酸−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。