JP7561345B2 - Metal corrosion inhibitor and method for producing same - Google Patents
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Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
本発明は、安定性と金属腐食抑制効果に優れる金属腐食抑制剤と、その製造方法に関するものである。 The present invention relates to a metal corrosion inhibitor that has excellent stability and metal corrosion inhibition effect, and a method for producing the same.
鋼材などの鉄基金属材や、アルミニウム、チタン等の非鉄金属材、中でもアルミニウムやその合金のための防錆剤としては、リン酸塩やリン酸エステルなどのリン系防錆剤、或いは有機酸アミン塩や複素環化合物のような有機系防錆剤が汎用されている。 The most commonly used rust inhibitors for iron-based metals such as steel, and non-ferrous metals such as aluminum and titanium, especially aluminum and its alloys, are phosphorus-based rust inhibitors such as phosphates and phosphoric acid esters, or organic rust inhibitors such as organic acid amine salts and heterocyclic compounds.
ところが、これら防錆剤を金属の切断、切削、穿孔、研磨などための加工用水性潤滑剤に配合して使用しても、満足のいく防錆効果が得られないことがある。その理由は次の様に考えられる。即ち上記の様な加工用水性潤滑剤は、通常、水で10~30倍程度に希釈して使用されるため、濃度不足のため防錆効果が十分に発揮され難く、また希釈液は一般にpH8以上のアルカリ性であるため水性潤滑剤に含まれる油性剤成分などが腐食成分として作用し、特にアルミニウムやその合金などの場合は、腐食され易い環境になることが考えられている。またリン系の防錆剤は、上述した様な水性潤滑剤の細菌やカビによる腐敗劣化を促進するという大きな問題も有している。 However, even if these rust inhibitors are mixed into aqueous lubricants for processing such as cutting, milling, drilling, and polishing metals, satisfactory rust prevention effects may not be obtained. The reasons for this are thought to be as follows. That is, aqueous lubricants for processing such as those described above are usually diluted with water about 10 to 30 times before use, so the concentration is insufficient and the rust prevention effect is not fully exerted. In addition, since the diluted solution is generally alkaline with a pH of 8 or more, the oil-based agent components contained in the aqueous lubricant act as corrosive components, and it is thought that this creates an environment that is particularly prone to corrosion in the case of aluminum and its alloys. In addition, phosphorus-based rust inhibitors have the major problem of promoting the decay and deterioration of the aqueous lubricants mentioned above due to bacteria and mold.
一方、ケイ酸ナトリウムに代表される水溶性のアルカリケイ酸塩は、アルミニウム合金などの防錆剤として古くから知られており、非常に安価で入手も容易であり、水性潤滑剤中に適量配合することで優れた防錆効果を発揮する。しかも、リン成分が含まれていないので水性潤滑剤の腐敗劣化を促進させることもない。ところが、アルカリケイ酸塩は水性潤滑剤中ですぐにゲル化を起こすという実用面で重大な欠点があり、経時的安定性の面から改善が求められている。 On the other hand, water-soluble alkali silicates, such as sodium silicate, have long been known as rust inhibitors for aluminum alloys and the like. They are very inexpensive and easy to obtain, and when mixed in the right amount into an aqueous lubricant, they provide excellent rust prevention effects. Moreover, because they do not contain phosphorus, they do not promote decay or deterioration of the aqueous lubricant. However, alkali silicates have a serious practical drawback in that they quickly gel in aqueous lubricants, and improvements are needed in terms of stability over time.
他方、特許文献1には、特定のシラン系化合物を金属防食剤として水性潤滑剤中に配合すると、アルミニウム合金などの金属材の腐食を防止できることが記載されている。また特許文献2には、窒素原子を含む有機基を分子中に有する加水分解性のシラン系化合物またはその部分加水分解物と加水分解性のシラン系化合物またはその部分加水分解物とを加水分解することによって得られる有機珪素化合物を、金属腐食防止剤として水性潤滑剤に配合すれば、アルミニウム合金などの腐食防止に有効であることが記載されている。 On the other hand, Patent Document 1 describes that when a specific silane-based compound is blended into an aqueous lubricant as a metal corrosion inhibitor, corrosion of metal materials such as aluminum alloys can be prevented. Patent Document 2 describes that when an organosilicon compound obtained by hydrolyzing a hydrolyzable silane-based compound or a partial hydrolyzate thereof having an organic group containing a nitrogen atom in the molecule with a hydrolyzable silane-based compound or a partial hydrolyzate thereof is blended into an aqueous lubricant as a metal corrosion inhibitor, it is effective in preventing corrosion of aluminum alloys and the like.
本発明者らは、アルカリケイ酸塩と特定のシランカップリング剤を含む防錆剤組成物を開発している(特許文献3,4)。 The present inventors have developed a rust inhibitor composition containing an alkali silicate and a specific silane coupling agent (Patent Documents 3 and 4).
上述したように、アルミニウムやアルミニウム合金などに対する腐食抑制剤が種々開発されているが、本発明者らは、従来の金属腐食抑制剤には、安定性や金属腐食抑制作用が十分でないものがあることを見出した。
そこで本発明は、安定性と金属腐食抑制効果に優れる金属腐食抑制剤と、その製造方法を提供することを目的とする。
As described above, various corrosion inhibitors for aluminum, aluminum alloys, etc. have been developed, but the present inventors have found that some of the conventional metal corrosion inhibitors are insufficient in terms of stability and metal corrosion inhibition effect.
Therefore, an object of the present invention is to provide a metal corrosion inhibitor excellent in stability and metal corrosion inhibitory effect, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、特定のシランカップリング剤の共縮合物が、特にアルカリ金属ケイ酸塩を含む金属腐食抑制剤の安定性と金属腐食抑制効果を高められることを見出して、本発明を完成した。
以下、本発明を示す。
The present inventors have conducted extensive research to solve the above problems. As a result, they have found that a co-condensate of a specific silane coupling agent can enhance the stability and metal corrosion inhibitory effect of a metal corrosion inhibitor, particularly one containing an alkali metal silicate, and have completed the present invention.
The present invention will now be described.
[1] エポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位、及びアミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位を含む共縮合物を含有することを特徴とする金属腐食抑制剤。
[2] 前記エポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位が下記式(I)で表されるものであり、前記アミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位が下記式(II)で表されるものである前記[1]に記載の金属腐食抑制剤。
R1~R4は、独立して、C1-6二価炭化水素基を示し、
R5とR6は、独立して、HまたはC1-6一価炭化水素基を示し、
mとnは、独立して、0以上、3以下の整数を示し、
mおよび/またはnが2または3である場合、複数のR2および/またはR4は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
前記式(I)において、R2は末端炭素と結合して環状炭化水素基または環状エーテル基を形成していてもよい。]
[3] 更に塩基を含む前記[1]または[2]に記載の金属腐食抑制剤。
[4] 前記塩基がアルカリ金属ケイ酸塩である前記[3]に記載の金属腐食抑制剤。
[5] 更に溶媒を含み、pHが8以上、13以下である前記[1]~[4]のいずれかに記載の金属腐食抑制剤。
[6] 前記金属がアルミニウムまたはアルミニウム合金である前記[1]~[5]のいずれかに記載の金属腐食抑制剤。
[7] 塩基の存在下、エポキシ基を有するシランカップリング剤とアミノ基を有するシランカップリング剤を共縮合させる工程を含むことを特徴とする金属腐食抑制剤の製造方法。
[8] 前記エポキシ基を有するシランカップリング剤が下記式(III)で表されるものであり、前記アミノ基を有するシランカップリング剤が下記式(IV)で表されるものである前記[7]に記載の金属腐食抑制剤の製造方法。
R1~R4は、独立して、C1-6二価炭化水素基を示し、
R5とR6は、独立して、HまたはC1-6一価炭化水素基を示し、
R7、R8、R10およびR11は、独立して、C1-6アルコキシ基を示し、
R9とR12は、独立して、H、C1-6アルキル基、またはC1-6アルコキシ基を示し、
mとnは、独立して、0以上、3以下の整数を示し、
mおよび/またはnが2または3である場合、複数のR2および/またはR4は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
前記式(III)において、R2は末端炭素と結合して環状炭化水素基または環状エーテル基を形成していてもよい。]
[1] A metal corrosion inhibitor comprising a co-condensate containing a structural unit derived from a silane coupling agent having an epoxy group and a structural unit derived from a silane coupling agent having an amino group.
[2] The metal corrosion inhibitor according to [1], wherein the structural unit derived from the silane coupling agent having an epoxy group is represented by the following formula (I), and the structural unit derived from the silane coupling agent having an amino group is represented by the following formula (II).
R 1 to R 4 each independently represent a C 1-6 divalent hydrocarbon group;
R5 and R6 are independently H or a C1-6 monovalent hydrocarbon group;
m and n each independently represent an integer of 0 to 3,
When m and/or n are 2 or 3, multiple R2s and/or R4s may be the same or different from each other;
In the formula (I), R2 may be bonded to the terminal carbon to form a cyclic hydrocarbon group or a cyclic ether group.
[3] The metal corrosion inhibitor according to the above [1] or [2], further comprising a base.
[4] The metal corrosion inhibitor according to [3], wherein the base is an alkali metal silicate.
[5] The metal corrosion inhibitor according to any one of the above [1] to [4], further comprising a solvent and having a pH of 8 or more and 13 or less.
[6] The metal corrosion inhibitor according to any one of [1] to [5], wherein the metal is aluminum or an aluminum alloy.
[7] A method for producing a metal corrosion inhibitor, comprising the step of co-condensing a silane coupling agent having an epoxy group and a silane coupling agent having an amino group in the presence of a base.
[8] The silane coupling agent having an epoxy group is represented by the following formula (III), and the silane coupling agent having an amino group is represented by the following formula (IV). A method for producing a metal corrosion inhibitor according to the above [7].
R 1 to R 4 each independently represent a C 1-6 divalent hydrocarbon group;
R5 and R6 are independently H or a C1-6 monovalent hydrocarbon group;
R 7 , R 8 , R 10 and R 11 each independently represent a C 1-6 alkoxy group;
R 9 and R 12 independently represent H, a C 1-6 alkyl group, or a C 1-6 alkoxy group;
m and n each independently represent an integer of 0 to 3,
When m and/or n are 2 or 3, multiple R2s and/or R4s may be the same or different from each other;
In the formula (III), R2 may be bonded to the terminal carbon to form a cyclic hydrocarbon group or a cyclic ether group.
「C1-6二価炭化水素基」は、炭素数1以上、6以下の二価炭化水素基であり、例えば、C1-6アルカンジイル基、C2-6アルケンジイル基、C2-6アルキンジイル基、及びフェニルジイル(フェニレン)が挙げられる。 The "C 1-6 divalent hydrocarbon group" is a divalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a C 1-6 alkanediyl group, a C 2-6 alkenediyl group, a C 2-6 alkynediyl group, and phenyldiyl (phenylene).
「C1-6アルカンジイル基」は、炭素数1以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の二価飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、メタンジイル、エタンジイル、メチルメタンジイル、n-プロパンジイル、メチルエタンジイル、n-ブタンジイル、メチルプロパンジイル、ジメチルエタンジイル、n-ペンタンジイル、n-ヘキサンジイル等である。好ましくはC1-4アルカンジイル基であり、より好ましくはC1-3アルカンジイル基である。 The term "C 1-6 alkanediyl group" refers to a linear or branched divalent saturated aliphatic hydrocarbon group having from 1 to 6 carbon atoms. Examples include methanediyl, ethanediyl, methylmethanediyl, n-propanediyl, methylethanediyl, n-butanediyl, methylpropanediyl, dimethylethanediyl, n-pentanediyl, n-hexanediyl, etc. A C 1-4 alkanediyl group is preferred, and a C 1-3 alkanediyl group is more preferred.
「C2-6アルケンジイル基」は、1以上の炭素-炭素二重結合を有する炭素数2以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の二価不飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、エテンジイル、n-プロペンジイル、メチルエテンジイル、n-ブテンジイル、メチルプロペンジイル、ジメチルエテンジイル、n-ペンテンジイル、n-ヘキセンジイル等である。好ましくはC1-4アルケンジイル基であり、より好ましくはC1-3アルケンジイル基である。 The term " C2-6 alkenediyl group" refers to a straight-chain or branched-chain divalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group having one or more carbon-carbon double bonds and having 2 to 6 carbon atoms. Examples include ethenediyl, n-propenediyl, methylethenediyl, n-butenediyl, methylpropenediyl, dimethylethenediyl, n-pentenediyl, n-hexenediyl, etc. A C1-4 alkenediyl group is preferred, and a C1-3 alkenediyl group is more preferred.
「C2-6アルキンジイル基」は、1以上の炭素-炭素三重結合を有する炭素数2以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の二価不飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、エチンジイル、n-プロピンジイル、n-ブチンジイル、メチルプロピンジイル、n-ペンチンジイル、n-ヘキシンジイル等である。好ましくはC1-4アルキンジイル基であり、より好ましくはC1-3アルキンジイル基である。 The term " C2-6 alkynediyl group" refers to a straight-chain or branched-chain divalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group having one or more carbon-carbon triple bonds and having 2 to 6 carbon atoms. Examples include ethynediyl, n-propynediyl, n-butynediyl, methylpropynediyl, n-pentynediyl, n-hexynediyl, etc. A C1-4 alkynediyl group is preferred, and a C1-3 alkynediyl group is more preferred.
「C1-6一価炭化水素基」は、炭素数1以上、6以下の一価炭化水素基であり、例えば、C1-6アルキル基、C2-6アルケニル基、C2-6アルキニル基、及びフェニル基が挙げられる。 The "C 1-6 monovalent hydrocarbon group" is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a C 1-6 alkyl group, a C 2-6 alkenyl group, a C 2-6 alkynyl group, and a phenyl group.
「C1-6アルキル基」は、炭素数1以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の一価飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル等である。好ましくはC1-4アルキル基であり、より好ましくはC1-3アルキル基である。 The term "C 1-6 alkyl group" refers to a linear or branched monovalent saturated aliphatic hydrocarbon group having from 1 to 6 carbon atoms. Examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl, etc. A C 1-4 alkyl group is preferred, and a C 1-3 alkyl group is more preferred.
「C2-6アルケニル基」は、1以上の炭素-炭素二重結合を有する炭素数2以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の一価不飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、エテニル(ビニル)、1-プロペニル、2-プロペニル(アリル)、イソプロペニル、2-ブテニル、3-ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、ヘキセニルである。好ましくはC1-4アルケニル基であり、より好ましくはC1-3アルケニル基である。 The term " C2-6 alkenyl group" refers to a straight-chain or branched-chain monovalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms and one or more carbon-carbon double bonds. Examples include ethenyl (vinyl), 1-propenyl, 2-propenyl (allyl), isopropenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, isobutenyl, pentenyl, and hexenyl. A C1-4 alkenyl group is preferred, and a C1-3 alkenyl group is more preferred.
「C2-6アルキニル基」は、1以上の炭素-炭素三重結合を有する炭素数2以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の一価不飽和脂肪族炭化水素基をいう。例えば、エチニル、1-プロピニル、2-プロピニル、2-ブチニル、3-ブチニル、ペンチニル、ヘキシニルである。好ましくはC1-4アルキニル基であり、より好ましくはC1-3アルキニル基である。 The term " C2-6 alkynyl group" refers to a straight-chain or branched-chain monovalent unsaturated aliphatic hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms and one or more carbon-carbon triple bonds. Examples include ethynyl, 1-propynyl, 2-propynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, pentynyl, and hexynyl. A C1-4 alkynyl group is preferred, and a C1-3 alkynyl group is more preferred.
「C1-6アルコキシ基」とは、炭素数1以上、6以下の直鎖状または分枝鎖状の飽和脂肪族炭化水素オキシ基をいう。例えば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、イソブトキシ、t-ブトキシ、n-ペントキシ、n-ヘキソキシ等であり、好ましくはC1-4アルコキシ基であり、より好ましくはC1-2アルコキシ基である。 The term "C 1-6 alkoxy group" refers to a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon oxy group having from 1 to 6 carbon atoms. Examples include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, n-butoxy, isobutoxy, t-butoxy, n-pentoxy, n-hexoxy, etc., preferably a C 1-4 alkoxy group, more preferably a C 1-2 alkoxy group.
前記式(I)および前記式(III)において、R2は末端炭素と結合して環状炭化水素基または環状エーテル基を形成していてもよいとは、R2に含まれる炭素原子、また複数のR2が存在する場合には1つのR2に含まれる炭素原子と、R2を含む基中のSiとは反対側の末端の炭素とが共有結合し、環状炭化水素基または環状エーテル基を形成してもよいことを示す。環状炭化水素基としては、例えばシクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルが挙げられ、環状エーテル基としては、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニルが挙げられる。例えば、前記式(I)で表される構成単位としては、下記の構造単位が挙げられる。 In the formula (I) and the formula (III), " R2 may be bonded to the terminal carbon to form a cyclic hydrocarbon group or a cyclic ether group" means that the carbon atom contained in R2 , or when there are multiple R2s , the carbon atom contained in one R2 may be covalently bonded to the terminal carbon opposite to Si in the group containing R2 to form a cyclic hydrocarbon group or a cyclic ether group. Examples of the cyclic hydrocarbon group include cyclobutyl, cyclopentyl, and cyclohexyl, and examples of the cyclic ether group include tetrahydrofuranyl and tetrahydropyranyl. For example, the structural unit represented by the formula (I) includes the following structural units.
本発明に係る金属腐食抑制剤は、不溶成分の不溶や析出、及びその沈殿が抑制されており、また腐敗要因となる成分も含まれていないことから、金属腐食抑制作用と保存安定性を兼ね備えているといえる。また、金属腐食抑制剤は、金属加工の際に加工用油と混合して使用されることがあり、その際に不溶成分が析出することがあるのに対して、本発明に係る金属腐食抑制剤を加工用油と混合しても、不溶成分の析出が抑制されている。更に、本発明に係る金属腐食抑制剤を、金属の切断、切削、穿孔および研磨などの加工に防錆潤滑剤として使用することで優れた潤滑性を享受できると共に、加工後の金属材の腐食を効果的に防止できる。この様に、本発明に係る金属腐食抑制剤は、安定性と金属腐食抑制効果に優れることから、産業上非常に有用である。 The metal corrosion inhibitor of the present invention is inhibited from insolubilizing, precipitating, and settling in insoluble components, and does not contain any components that may cause spoilage, so it can be said to have both metal corrosion inhibitory action and storage stability. In addition, metal corrosion inhibitors are sometimes mixed with processing oils during metal processing, which can cause insoluble components to precipitate, whereas the metal corrosion inhibitor of the present invention inhibits the precipitation of insoluble components even when mixed with processing oils. Furthermore, by using the metal corrosion inhibitor of the present invention as a rust-preventive lubricant in processing such as cutting, milling, drilling, and polishing of metals, excellent lubricity can be enjoyed and corrosion of metal materials after processing can be effectively prevented. Thus, the metal corrosion inhibitor of the present invention is extremely useful industrially because of its excellent stability and metal corrosion inhibitory effect.
先ず、本発明に係る金属腐食抑制剤の製造方法を説明する。本発明に係る金属腐食抑制剤の製造方法は、塩基の存在下、エポキシ基を有するシランカップリング剤とアミノ基を有するシランカップリング剤を共縮合させる工程を含む。 First, a method for producing a metal corrosion inhibitor according to the present invention will be described. The method for producing a metal corrosion inhibitor according to the present invention includes a step of co-condensing a silane coupling agent having an epoxy group and a silane coupling agent having an amino group in the presence of a base.
本発明で用いるシランカップリング剤は、ケイ素原子にリンカー基を介してエポキシ基またはアミノ基を有し、且つ2以上のC1-6アルコキシ基を有するものである。 The silane coupling agent used in the present invention has an epoxy group or an amino group attached to a silicon atom via a linker group, and also has two or more C 1-6 alkoxy groups.
リンカー基は、シランカップリング剤の合成を容易にしたり、エポキシ基およびアミノ基の位置的自由度を高めるといった作用効果を有するものである。リンカー基は、かかる作用効果を示すものであれば特に制限されないが、例えば、C1-6アルカンジイル基、エーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)、カルボニル基(-C(=O)-)、チオニル基(-C(=S)-)、エステル基(-O-C(=O)-又は-C(=O)-O-)、アミド基(-NH-C(=O)-又は-C(=O)-NH-)、ウレア基(-NH-C(=O)-NH-)、チオウレア基(-NH-C(=S)-NH-)、ポリアルキレングリコール基、及びポリビニルアルコール基;並びに、2以上、5以下のこれら基が連結された基が挙げられる。連結された基としては、例えば、C1-6アルカンジイル-O-C1-6アルカンジイル基や、-[C1-6アルカンジイル-NH-]m-C1-6アルカンジイル基(mは、0以上、3以下の整数を示す。)が挙げられる。 The linker group has the effect of facilitating the synthesis of the silane coupling agent and increasing the positional freedom of the epoxy group and the amino group. The linker group is not particularly limited as long as it exhibits such an effect, and examples thereof include a C 1-6 alkanediyl group, an ether group (-O-), a thioether group (-S-), a carbonyl group (-C(=O)-), a thionyl group (-C(=S)-), an ester group (-O-C(=O)- or -C(=O)-O-), an amide group (-NH-C(=O)- or -C(=O)-NH-), a urea group (-NH-C(=O)-NH-), a thiourea group (-NH-C(=S)-NH-), a polyalkylene glycol group, and a polyvinyl alcohol group; and groups in which 2 or more and 5 or less of these groups are linked together. Examples of the linked group include a C 1-6 alkanediyl-O—C 1-6 alkanediyl group and a —[C 1-6 alkanediyl-NH—] m —C 1-6 alkanediyl group (m is an integer of 0 or more and 3 or less).
より具体的には、上記エポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)を用いることができる。共縮合の際、エポキシ基含有シランカップリング剤(III)のエポキシ基は開裂して1,2-ジオール構造が生成する。エポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)中のR7、R8、R10およびR11のアルコキシ基は、加水分解されつつ互いに脱水縮合し、シロキサン結合が形成される。エポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)中のR9および/またはR12がアルコキシ基である場合には、共縮合物は一次元方向のみでなく二次元方向にも延長される。 More specifically, the above-mentioned epoxy group-containing silane coupling agent (III) and amino group-containing silane coupling agent (IV) can be used. During co-condensation, the epoxy group of the epoxy group-containing silane coupling agent (III) is cleaved to generate a 1,2-diol structure. The alkoxy groups R 7 , R 8 , R 10 and R 11 in the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) are dehydrated and condensed with each other to form a siloxane bond. When R 9 and/or R 12 in the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) are alkoxy groups, the co-condensate is extended not only in one dimension but also in two dimensions.
エポキシ基含有シランカップリング剤(III)とアミノ基含有シランカップリング剤(IV)との割合は、良好な金属腐食抑制作用が発揮される範囲で適宜調整すればよいが、例えば、アミノ基含有シランカップリング剤(IV)に対するエポキシ基含有シランカップリング剤(III)のモル比を1以上、20以下とすることができる。当該割合が1以上であれば、本発明に係る金属腐食抑制剤が加工油と混合された場合における安定性をより確実に維持することが可能になり、当該割合が20以下であれば、防錆性能がより確実に発揮される。当該モル比としては、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、また、15以下が好ましい。 The ratio of the epoxy group-containing silane coupling agent (III) to the amino group-containing silane coupling agent (IV) may be adjusted as appropriate within a range in which good metal corrosion inhibition is exhibited. For example, the molar ratio of the epoxy group-containing silane coupling agent (III) to the amino group-containing silane coupling agent (IV) may be set to 1 or more and 20 or less. If the ratio is 1 or more, the stability of the metal corrosion inhibitor according to the present invention when mixed with processing oil can be more reliably maintained, and if the ratio is 20 or less, the rust prevention performance can be more reliably exhibited. The molar ratio is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and preferably 15 or less.
エポキシ基含有シランカップリング剤(III)としては、例えば、γ-グリシドキシメチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシメチルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシメチルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルエチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシメチルプロピルジメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルプロピルジエトキシシラン、γ-グリシドキシメチルブチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシメチルブチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルエチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルプロピルジメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルプロピルジエトキシシラン、γ-グリシドキシエチルブチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシエチルブチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルプロピルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルプロピルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルブチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルブチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシブチルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシブチルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシブチルエチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシブチルエチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシブチルプロピルジメトキシシラン、γ-グリシドキシブチルプロピルジエトキシシラン、γ-グリシドキシブチルブチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシブチルブチルジエトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等を用いることができる。 Examples of epoxy group-containing silane coupling agents (III) include γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltriethoxysilane, γ-glycidoxymethylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxymethylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxymethylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxymethylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxymethylpropyldimethoxysilane, γ-glycidoxymethylpropyldiethoxysilane, γ-glycidoxymethylbutyldimethoxysilane, γ-glycidoxymethylbutyldiethoxysilane , γ-glycidoxyethyl trimethoxysilane, γ-glycidoxyethyl triethoxysilane, γ-glycidoxyethyl methyl dimethoxysilane, γ-glycidoxyethyl methyl diethoxysilane, γ-glycidoxyethyl ethyl dimethoxysilane, γ-glycidoxyethyl ethyl diethoxysilane, γ-glycidoxyethyl propyl dimethoxysilane, γ-glycidoxyethyl propyl diethoxysilane, γ-glycidoxyethyl butyl dimethoxysilane, γ-glycidoxyethyl butyl diethoxysilane, γ-glycidoxypropyl trimethoxysilane, γ-glycidoxy glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylpropyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylpropyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropylbutyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylbutyldiethoxysilane, γ-glycidoxybutyltrimethoxysilane, γ-glycidoxybutyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Examples of usable compounds include glycidoxybutylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxybutylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxybutylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxybutylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxybutylpropyldimethoxysilane, γ-glycidoxybutylpropyldiethoxysilane, γ-glycidoxybutylbutyldimethoxysilane, γ-glycidoxybutylbutyldiethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethylmethyldimethoxysilane, and 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane.
アミノ基含有シランカップリング剤(IV)としては、例えば、N-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-アミノエチル-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等を用いることができる。 As the amino group-containing silane coupling agent (IV), for example, N-2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-aminoethyl-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, etc. can be used.
本発明では、エポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)以外のシランカップリング剤を用いてもよい。かかるシランカップリング剤としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、N-2-(N-ビニルベンジルアミノエチル)-3-アミノプロピルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、テトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート等を用いることができる。 In the present invention, a silane coupling agent other than the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) may be used. Examples of such silane coupling agents include methyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, N-2-(N-vinylbenzylaminoethyl)-3-aminopropylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, tetramethylsilicate, and tetraethylsilicate.
エポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)以外のシランカップリング剤を用いる場合、全シランカップリング剤に対するエポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)の割合としては、60質量%以上または70質量%以上が好ましく、80質量%以上または90質量%以上がより好ましく、95質量%以上または98質量%以上がより更に好ましい。上記割合としては、100質量%、即ちシランカップリング剤として実質的にエポキシ基含有シランカップリング剤(III)及びアミノ基含有シランカップリング剤(IV)のみを用い、その他のカップリング剤を用いなくてもよい。 When a silane coupling agent other than the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) is used, the ratio of the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) to the total silane coupling agents is preferably 60% by mass or more or 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more or 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more or 98% by mass or more. The above ratio is 100% by mass, that is, substantially only the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) are used as the silane coupling agent, and other coupling agents may not be used.
本発明において共縮合反応を促進するための触媒としては、塩基を用いる。塩基としては、例えば、ケイ酸リチウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属ケイ酸塩;水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化マグネシウムや水酸化カルシウム等の第2族金属水酸化物;炭酸ナトリウムや炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩などを用いることができる。塩基としては、それ自体に金属腐食抑制作用があることから、アルカリ金属ケイ酸塩が好ましい。なお、アルカリ金属ケイ酸塩は、M2O・pSiO2(Mはアルカリ金属を示し、pは0超、10以下の正数を示す。)の式で表される。 In the present invention, a base is used as a catalyst for promoting the co-condensation reaction. Examples of the base include alkali metal silicates such as lithium silicate, sodium silicate, and potassium silicate; alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; Group II metal hydroxides such as magnesium hydroxide and calcium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate; and alkali metal hydrogen carbonates such as sodium hydrogen carbonate and potassium hydrogen carbonate. The base is preferably an alkali metal silicate, since it has a metal corrosion inhibitory effect by itself. The alkali metal silicate is represented by the formula M 2 O·pSiO 2 (M represents an alkali metal, and p represents a positive number greater than 0 and less than 10).
本発明における共縮合反応のための溶媒としては、塩基とシランカップリング剤を適度に溶解することができ、且つ共縮合反応を阻害しないものであれば特に制限されないが、シランカップリング剤の共縮合反応は加水分解反応を伴うため、水系溶媒を用いることが好ましい。水系溶媒とは、水、及び水と水混和性有機溶媒との混合溶媒をいう。水混和性有機溶媒とは、水と制限なく混和することができる有機溶媒をいい、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のC1-3アルコール溶媒が挙げられる。なお、水混和性有機溶媒は、例えば水に対する溶解性が比較的低いシランカップリング剤の溶媒に対する溶解性を改善するために有用である。上記混合溶媒における水の割合は、50質量%以上または60質量%以上が好ましく、70質量%以上または80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がより更に好ましい。上記割合の上限は特に制限されず、100質量%、即ち溶媒が水のみであってもよいが、上記割合は98質量%以下または95質量%以下としてもよい。 The solvent for the co-condensation reaction in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the base and the silane coupling agent appropriately and does not inhibit the co-condensation reaction, but since the co-condensation reaction of the silane coupling agent involves a hydrolysis reaction, it is preferable to use an aqueous solvent. The aqueous solvent refers to water and a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent. The water-miscible organic solvent refers to an organic solvent that can be mixed with water without restrictions, and examples of such organic solvents include C 1-3 alcohol solvents such as methanol, ethanol, and isopropanol. In addition, the water-miscible organic solvent is useful for improving the solubility of a silane coupling agent, which has a relatively low solubility in water, in a solvent. The proportion of water in the mixed solvent is preferably 50% by mass or more or 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more or 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more. The upper limit of the proportion is not particularly limited, and may be 100% by mass, that is, the solvent may be only water, but the proportion may be 98% by mass or less or 95% by mass or less.
共縮合反応の条件は、少なくともエポキシ基含有シランカップリング剤(III)とアミノ基含有シランカップリング剤(IV)が良好に共縮合される範囲で適宜調整すればよい。例えば、溶媒量に対するシランカップリング剤の合計量の割合を5質量%以上、30質量%以下とすることができ、溶媒量に対する塩基の割合を10質量%以上、40質量%以下とすることができる。 The conditions for the co-condensation reaction may be appropriately adjusted within a range in which at least the epoxy group-containing silane coupling agent (III) and the amino group-containing silane coupling agent (IV) are co-condensed well. For example, the ratio of the total amount of silane coupling agents to the amount of solvent may be 5% by mass or more and 30% by mass or less, and the ratio of base to the amount of solvent may be 10% by mass or more and 40% by mass or less.
本発明に係る共縮合反応はシランカップリング剤の加水分解反応を伴うため、反応液を加熱することが好ましい。反応温度は、例えば、50℃以上、120℃以下とすることができ、加熱還流状態で反応を行ってもよい。反応時間は、例えば、30分間以上、10時間以下とすることができる。 Since the co-condensation reaction according to the present invention involves a hydrolysis reaction of the silane coupling agent, it is preferable to heat the reaction solution. The reaction temperature can be, for example, 50°C or higher and 120°C or lower, and the reaction can be carried out under heated reflux. The reaction time can be, for example, 30 minutes or longer and 10 hours or shorter.
反応後の反応液は、そのまま金属腐食抑制剤として使ってもよく、或いは溶媒を添加して希釈してもよい。希釈用溶媒としては、水系溶媒を用いることができ、水が好ましい。希釈度合いは金属腐食抑制作用が効果的に発揮される範囲で適宜調整すればよいが、例えば、全体に対する上記共縮合物の割合が0.01質量%以上、10質量%以下、及び/又は、金属腐食抑制作用を有する塩基であるアルカリ金属ケイ酸塩に含まれるSiO2の全体に対する割合が0.01質量%以上、10質量%以下になるよう調整することが好ましい。 The reaction liquid after the reaction may be used as a metal corrosion inhibitor as it is, or may be diluted by adding a solvent. An aqueous solvent may be used as the dilution solvent, and water is preferred. The dilution degree may be appropriately adjusted within a range in which the metal corrosion inhibitory effect is effectively exerted, but it is preferable to adjust the ratio of the co-condensate to the whole to be 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, and/or the ratio of SiO 2 contained in the alkali metal silicate, which is a base having a metal corrosion inhibitory effect, to the whole to be 0.01% by mass or more and 10% by mass or less.
本発明に係る金属腐食抑制剤は、エポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位、及びアミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位を含む共縮合物を含有する。上記の反応条件からも、共縮合物においてエポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位とアミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位はランダムに配列していると考えられ、共縮合物におけるエポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位とアミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位の割合は、使用されたエポキシ基を有するシランカップリング剤とアミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位との割合に相当すると考えられる。また、一部のエポキシ基を有するシランカップリング剤とアミノ基を有するシランカップリング剤が、共縮合せず残留している可能性もある。 The metal corrosion inhibitor according to the present invention contains a co-condensate containing a structural unit derived from a silane coupling agent having an epoxy group and a structural unit derived from a silane coupling agent having an amino group. From the above reaction conditions, it is considered that the structural units derived from the silane coupling agent having an epoxy group and the structural units derived from the silane coupling agent having an amino group in the co-condensate are arranged randomly, and the ratio of the structural units derived from the silane coupling agent having an epoxy group and the structural units derived from the silane coupling agent having an amino group in the co-condensate is considered to correspond to the ratio of the structural units derived from the silane coupling agent having an epoxy group and the silane coupling agent having an amino group used. In addition, it is possible that some of the silane coupling agent having an epoxy group and the silane coupling agent having an amino group remain without being co-condensed.
従来の金属腐食抑制剤においては、例えばアルカリ金属ケイ酸塩がゲル化し易いという問題があり、かかるゲル化をシランカップリング剤の縮合物で抑制するという知見もあった。それに対して本発明者らは、あるシランカップリング剤では金属腐食抑制剤におけるかかるゲル化や不溶、析出などを十分に抑制することができずに安定性が十分でなく、他のシランカップリング剤では金属腐食抑制作用が十分でないことを実験的に見出し、また、エポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位、及びアミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位を含む共縮合物が、金属腐食抑制剤の安定性と金属腐食抑制作用をより一層改善できることを見出した。 Conventional metal corrosion inhibitors have a problem in that, for example, alkali metal silicates are prone to gelation, and it has been found that such gelation can be inhibited by using condensates of silane coupling agents. In response to this, the present inventors have experimentally found that some silane coupling agents are unable to sufficiently inhibit such gelation, insolubility, and precipitation in metal corrosion inhibitors, resulting in insufficient stability, while other silane coupling agents do not have sufficient metal corrosion inhibitory activity. They have also found that a co-condensate containing a structural unit derived from a silane coupling agent having an epoxy group and a structural unit derived from a silane coupling agent having an amino group can further improve the stability and metal corrosion inhibitory activity of metal corrosion inhibitors.
本発明に係る共縮合物を構成するエポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位としては、上記式(I)で表されるものが挙げられ、アミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位としては、上記式(II)で表されるものが挙げられる。 The constituent unit derived from the silane coupling agent having an epoxy group that constitutes the co-condensation product of the present invention is represented by the above formula (I), and the constituent unit derived from the silane coupling agent having an amino group is represented by the above formula (II).
本発明に係る金属腐食抑制剤は、塩基を含んでいてもよい。一般的に、塩基を含み、pHが高い金属腐食抑制剤ほど安定性や防食効果が高いといえ、塩基としてそれ自体が金属腐食抑制作用を示すアルカリ金属ケイ酸塩を含むものであれば、金属防食抑制作用はより一層高まるといえる。一方、pHが過剰に高いと特にアルミニウムやアルミニウム合金などの非鉄金属がかえって腐食し易くなる。よって、本発明に係る金属腐食抑制剤のpHを8以上、13以下に調整することが好ましい。特にアルカリ金属ケイ酸塩は、pH11以上では安定な水溶液にすることができるが、pH11未満ではゲル化して不溶物を形成する。それに対して本発明では、上記共縮合物により、pH11未満であってもゲル化や不溶物の形成を抑制し、安定性を維持する。 The metal corrosion inhibitor of the present invention may contain a base. In general, the higher the pH of a metal corrosion inhibitor containing a base, the higher the stability and corrosion prevention effect. If the base contains an alkali metal silicate that itself exhibits a metal corrosion inhibitory effect, the metal corrosion inhibitory effect is further enhanced. On the other hand, if the pH is excessively high, non-ferrous metals such as aluminum and aluminum alloys are more likely to corrode. Therefore, it is preferable to adjust the pH of the metal corrosion inhibitor of the present invention to 8 or more and 13 or less. In particular, alkali metal silicate can be made into a stable aqueous solution at a pH of 11 or more, but gels and forms insoluble matter at a pH of less than 11. In contrast, in the present invention, the above co-condensate suppresses gelation and the formation of insoluble matter even at a pH of less than 11, and maintains stability.
本発明に係る金属腐食抑制剤は、安定性に優れる上に、金属に対して優れた腐食抑制作用を示す。対象となる金属としては、例えば、鉄鋼などの鉄基金属、アルミニウムやチタン等の非鉄金属、及びそれらの合金を挙げることができ、アルミニウム及びアルミニウム合金に対して特に効果的である。また、本発明に係る金属腐食抑制剤は、金属の切断、切削、穿孔、研磨などの加工をする際の潤滑防食剤としても有用である。特に、アルカリ性環境下で潤滑用の油性剤成分などによる腐食を受け易いアルミニウムやその合金に本発明の金属腐食抑制剤を使用すると、その特徴がより効果的に発揮され、卓越した潤滑腐食抑制作用が発揮されるので好ましい。 The metal corrosion inhibitor of the present invention is excellent in stability and exhibits excellent corrosion inhibition action against metals. Examples of target metals include iron-based metals such as steel, non-ferrous metals such as aluminum and titanium, and alloys thereof, and is particularly effective against aluminum and aluminum alloys. The metal corrosion inhibitor of the present invention is also useful as a lubricant and anticorrosive agent when processing metals such as cutting, milling, drilling, and polishing. In particular, when the metal corrosion inhibitor of the present invention is used for aluminum and its alloys, which are susceptible to corrosion by lubricating oil-based agent components in an alkaline environment, its characteristics are more effectively exhibited, and an excellent lubricant and corrosion inhibition action is exhibited, which is preferable.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention will be explained in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and it is of course possible to carry out the invention with appropriate modifications within the scope of the above and below-mentioned aims, and all such modifications are included in the technical scope of the present invention.
実施例1: 金属腐食抑制剤の調製
脱イオン水350gとγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン50gを室温(25℃)で撹拌して透明な溶液とした。次に、約50質量%のケイ酸カリウム水溶液95gとN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン5gを加え、90℃で2時間撹拌混合することにより、金属腐食抑制剤である透明な溶液を得た。
Example 1: Preparation of metal corrosion inhibitor 350 g of deionized water and 50 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane were stirred at room temperature (25° C.) to obtain a transparent solution. Next, 95 g of approximately 50% by mass potassium silicate aqueous solution and 5 g of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane were added, and the mixture was stirred and mixed at 90° C. for 2 hours to obtain a transparent solution that is a metal corrosion inhibitor.
比較例1: 金属腐食抑制剤の調製
ケイ酸カリウム水溶液150gを脱イオン水350gに加えて室温で1時間撹拌混合することにより、金属腐食抑制剤である透明な溶液を得た。
Comparative Example 1: Preparation of metal corrosion inhibitor 150 g of an aqueous potassium silicate solution was added to 350 g of deionized water and mixed with stirring at room temperature for 1 hour to obtain a transparent solution that was a metal corrosion inhibitor.
比較例2: 金属腐食抑制剤の調製
脱イオン水350gとγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン55gを室温で撹拌して透明な溶液とした。次に、ケイ酸カリウム水溶液95gを加え、90℃で2時間撹拌混合することにより、金属腐食抑制剤である透明な溶液を得た。
Comparative Example 2: Preparation of a metal corrosion inhibitor 350 g of deionized water and 55 g of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane were stirred at room temperature to obtain a transparent solution. Next, 95 g of an aqueous potassium silicate solution was added, and the mixture was stirred and mixed at 90° C. for 2 hours to obtain a transparent solution of a metal corrosion inhibitor.
比較例3: 金属腐食抑制剤の調製
脱イオン水350gとN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン55gを室温で撹拌して透明な溶液とした。次に、ケイ酸カリウム水溶液95gを加え、90℃で2時間撹拌混合することにより、金属腐食抑制剤である透明な溶液を得た。
Comparative Example 3: Preparation of metal corrosion inhibitor 350 g of deionized water and 55 g of N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane were stirred at room temperature to obtain a transparent solution. Next, 95 g of potassium silicate aqueous solution was added, and the mixture was stirred and mixed at 90° C. for 2 hours to obtain a transparent solution of the metal corrosion inhibitor.
試験例1: 加工油添加時の安定性評価
透明な100mLガラス容器に、実施例1または比較例1~3の金属腐食抑制剤(5.0g)と、金属腐食抑制剤の入っていないアルミニウム用加工油(95.0g)を入れて充分撹拌して試験液とした。調製直後と室温で2週間静置後の試験液外観を下記基準により目視で評価した。結果を表1に示す。
〇:濁り及び沈殿なし
×:濁り又は沈殿あり
Test Example 1: Evaluation of stability when added to processing oil In a transparent 100 mL glass container, the metal corrosion inhibitor (5.0 g) of Example 1 or Comparative Examples 1 to 3 and aluminum processing oil (95.0 g) not containing a metal corrosion inhibitor were placed and thoroughly stirred to prepare a test liquid. The appearance of the test liquid immediately after preparation and after being left to stand at room temperature for 2 weeks was visually evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
◯: No turbidity or precipitation ×: Turbidity or precipitation
表1に示す通り、比較例1,3の金属腐食抑制剤は、アルミニウム用加工油と混合した直後から不透明なままであった。
一方、実施例1と比較例2の金属腐食抑制剤は、アルミニウム用加工油と混合してから2週間静置後も透明であり、安定であった。
As shown in Table 1, the metal corrosion inhibitors of Comparative Examples 1 and 3 remained opaque immediately after being mixed with the aluminum processing oil.
On the other hand, the metal corrosion inhibitors of Example 1 and Comparative Example 2 remained transparent and stable even after being allowed to stand for 2 weeks after being mixed with the aluminum processing oil.
試験例2:腐食抑制試験
100mLガラス容器に実施例1および比較例2の金属腐食抑制剤(0.03g)と、金属腐食抑制剤の入っていないアルミニウム用水溶性加工油(0.47g)、及び水道水(49.5g)を入れて充分撹拌して試験液とした。試験液のpHを測定したところ、いずれも10.2であった。なお、試験例1において、撹拌終了直後に濁り及び沈殿が見られた比較例1,3の金属腐食抑制剤については、本試験を行わないこととした。
60×40×1.0mmのアルミニウム板(JIS H 4000 A1050P)を、#320耐水性エメリーペーパーで湿式研磨した後、脱イオン水とアセトンを順に使って洗浄することによりアルミニウム試験片を調製した。
各試験液でアルミニウム試験片の全面を一度濡らした後に、その大凡半分を各試験液に浸漬し、室温で1週間静置した。次いで、試験片を試験液から取り出し、水とアセトンで洗浄し乾燥した後、試験片の変色度合を下記基準により目視で評価した。
◎:変色なし
〇:僅かな変色あり
△:少しの変色あり
×:明確な変色あり
Test Example 2: Corrosion Inhibition Test In a 100 mL glass container, the metal corrosion inhibitors (0.03 g) of Example 1 and Comparative Example 2, water-soluble aluminum processing oil (0.47 g) not containing a metal corrosion inhibitor, and tap water (49.5 g) were added and thoroughly stirred to prepare a test solution. The pH of the test solution was measured and found to be 10.2 in both cases. Note that, for the metal corrosion inhibitors of Comparative Examples 1 and 3 in Test Example 1, which showed turbidity and precipitation immediately after the end of stirring, this test was not performed.
An aluminum test piece was prepared by wet polishing an aluminum plate (JIS H 4000 A1050P) of 60×40×1.0 mm with #320 water-resistant emery paper and then washing the plate with deionized water and acetone in that order.
After wetting the entire surface of an aluminum test piece with each test liquid once, about half of the piece was immersed in each test liquid and left to stand at room temperature for one week. The test piece was then removed from the test liquid, washed with water and acetone, and dried, after which the degree of discoloration of the test piece was visually evaluated according to the following criteria.
◎: No discoloration 〇: Slight discoloration △: Slight discoloration ×: Clear discoloration
表2に示される結果の通り、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランとケイ酸カリウムを含む水溶液を加熱した組成物(比較例2)で処理したアルミニウム試験片には、浸漬部に変色は認められなかったものの、非浸漬部に変色が見られた。それに対して、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランとケイ酸カリウムに加えてN-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシランを含む水溶液を加熱した組成物(実施例1)で処理したアルミニウム試験片には、浸漬部、非浸漬部、これらの界面部のいずれにも変色は認められなかった。この様に、本発明に係る金属腐食抑制剤は、アルミニウムに対する腐食抑制効果が明らかに優れていた。 As the results shown in Table 2 show, in the aluminum test piece treated with the composition (Comparative Example 2) prepared by heating an aqueous solution containing γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and potassium silicate, no discoloration was observed in the immersed area, but discoloration was observed in the non-immersed area. In contrast, in the aluminum test piece treated with the composition (Example 1) prepared by heating an aqueous solution containing γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, potassium silicate, and N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, no discoloration was observed in the immersed area, non-immersed area, or the interface between them. Thus, the metal corrosion inhibitor according to the present invention clearly had an excellent corrosion inhibition effect on aluminum.
Claims (8)
前記エポキシ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位が下記式(I)で表されるものであり、前記アミノ基を有するシランカップリング剤由来の構成単位が下記式(II)で表されるものであることを特徴とする金属腐食抑制剤。
R 1 ~R 4 は、独立して、C 1-6 二価炭化水素基を示し、
R 5 とR 6 は、独立して、HまたはC 1-6 一価炭化水素基を示し、
mとnは、独立して、0以上、3以下の整数を示し、
mおよび/またはnが2または3である場合、複数のR 2 および/またはR 4 は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
前記式(I)において、R 2 は末端炭素と結合して環状炭化水素基または環状エーテル基を形成していてもよい。] The composition contains a co-condensate including a structural unit derived from a silane coupling agent having an epoxy group and a structural unit derived from a silane coupling agent having an amino group , and an alkali metal silicate ,
A metal corrosion inhibitor characterized in that the structural unit derived from a silane coupling agent having an epoxy group is represented by the following formula (I), and the structural unit derived from a silane coupling agent having an amino group is represented by the following formula (II) .
R 1 to R 4 each independently represent a C 1-6 divalent hydrocarbon group;
R5 and R6 are independently H or a C1-6 monovalent hydrocarbon group ;
m and n each independently represent an integer of 0 to 3,
When m and/or n are 2 or 3, multiple R2s and /or R4s may be the same or different from each other;
In the formula (I), R2 may be bonded to the terminal carbon to form a cyclic hydrocarbon group or a cyclic ether group.
前記エポキシ基を有するシランカップリング剤が下記式(III)で表されるものであり、前記アミノ基を有するシランカップリング剤が下記式(IV)で表されるものであることを特徴とする金属腐食抑制剤の製造方法。
R 1 ~R 4 は、独立して、C 1-6 二価炭化水素基を示し、
R 5 とR 6 は、独立して、HまたはC 1-6 一価炭化水素基を示し、
R 7 、R 8 、R 10 およびR 11 は、独立して、C 1-6 アルコキシ基を示し、
R 9 とR 12 は、独立して、H、C 1-6 アルキル基、またはC 1-6 アルコキシ基を示し、
mとnは、独立して、0以上、3以下の整数を示し、
mおよび/またはnが2または3である場合、複数のR 2 および/またはR 4 は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
前記式(III)において、R 2 は末端炭素と結合して環状炭化水素基または環状エーテル基を形成していてもよい。] The method includes a step of co-condensing a silane coupling agent having an epoxy group and a silane coupling agent having an amino group in the presence of an alkali metal silicate ,
The method for producing a metal corrosion inhibitor, characterized in that the silane coupling agent having an epoxy group is represented by the following formula (III), and the silane coupling agent having an amino group is represented by the following formula (IV) .
R 1 to R 4 each independently represent a C 1-6 divalent hydrocarbon group;
R5 and R6 are independently H or a C1-6 monovalent hydrocarbon group ;
R 7 , R 8 , R 10 and R 11 each independently represent a C 1-6 alkoxy group;
R 9 and R 12 independently represent H, a C 1-6 alkyl group, or a C 1-6 alkoxy group;
m and n each independently represent an integer of 0 to 3,
When m and/or n are 2 or 3, multiple R2s and /or R4s may be the same or different from each other;
In the formula (III), R2 may be bonded to the terminal carbon to form a cyclic hydrocarbon group or a cyclic ether group.
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| US5206285A (en) | 1990-12-21 | 1993-04-27 | Northrop Corporation | Aqueous coating of silane precursor from epoxy and amino trialkoxysilanes |
| JP2006299357A (en) | 2005-04-21 | 2006-11-02 | Chubu Kiresuto Kk | Rust preventive composition, aqueous rust preventive lubricant, and metal processing method using the same |
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