суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей

Классы МПК:C09K5/08 материалы, при использовании которых не происходит изменения физического состояния
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Техноформ" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-09-26
публикация патента:

Использование: в химической технологии, в частности, в приготовлении антифризов, предназначенных для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в качестве теплоносителей, используемых в теплообменных аппаратах. Сущность: суперконцентрат антифриза содержит в мас.%: 0,05-60,0 смеси по крайней мере одной монокарбоновой кислоты, такой, как капроновая, каприловая, 2-этилгексановая, бензолкарбоновая, и по крайней мере одной дикарбоновой кислоты, такой, как бутандионовая, гександионовая, декандионовая,, фталевой или их солей щелочных металлов или алканоламинов, 0,001-5,0 толилтриазола или бензотриазола или их смеси в равных соотношениях, 0,005-5,0 молибдата натрия, 0,001-1,5 капролактама, 0,001-3,0 полиакрилата натрия, 0,3-0,5 соли моноалкилфосфорной кислоты общей формулы суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 где R=H; С16Н3318 Н37; M=Na, К, NH(CH2CH2OH) 3, n=9-15, 0,001-0,03 пеногасителя, 5-15 воды, остальное гликоли, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль, полигликоли. Технический результат - повышение защитных свойств, стабильности при эксплуатации при высоких температурах, устойчивости к жесткой воде, обеспечение совместимости с большинством коммерческих антифризов и тосолов. 2 з.п. ф-лы, 9 табл.

Формула изобретения

1. Суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей на основе гликоля, включающий монокарбоновую и дикарбоновую кислоты, толилтриазол или бензотриазол или их смесь в равных соотношениях, молибдат натрия и воду, отличающийся тем, что в качестве антикоррозионных присадок содержит, по крайней мере, одну монокарбоновую кислоту, такую, как капроновая, каприловая, 2-этилгексановая, бензолкарбоновая, и, по крайней мере, одну дикарбоновую кислоту, такую, как бутандионовая, гександионовая, декандионовая, фталевая, или их соли щелочных металлов или алканоламинов, и дополнительно содержит капролактам, полиакрилат натрия, соль моноалкилфосфорной кислоты, пеногаситель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь моно- и дикарбоновых кислот  
или их солей щелочных металлов  
или алканоламинов 0,05-60,0
Толилтриазол или бензотриазол 
или их смесь в равных соотношениях0,001-5,0
Молибдат натрия0,005-5,0
Капролактам0,001-1,5
Полиакрилат натрия  
(средняя мол.м. 8000 г/моль) 0,001-3,0
Соль моноалкилфосфорной кислоты 
общей формулы 

суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425

где R - H; С16Н 3318Н37; M=Na, К, NH(СН2СН2 OH)3, n=9-150,3-0,5
Пеногаситель0,001-0,03
Вода5,0-15,0
Гликоли (этиленгликоль, пропиленгликоль,  
полигликоли) Остальное

2. Суперконцентрат антифриза по п.1, отличающийся тем, что он содержит смесь моно- и дикарбоновых кислот, мас.%: 0,01-10,0 капроновой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 каприловой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,005-20,0 2-этилгексановой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 бензолкарбоновой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 бутандионовой кислоты или ее натриевой или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 гександионовой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 декандионовой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,005-10,0 фталевой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или их смесь в любом сочетании и в любом соотношении.

3. Суперконцентрат антифриза по п.1, отличающийся тем, что он в качестве алканоламиновой соли указанных кислот содержит соль триэтаноламина, или суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 ,суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 1-дигидрокси-N-метилдиэтаноламина, или 2,2',2"-нитрилотриэтаноламина.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к концентратам антифризов для изготовления охлаждающих жидкостей, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей, а также в качестве теплоносителя, предназначенного для использования в системах отопления и кондиционирования зданий

Известны композиции концентратов антифризов (CS патент №226394, МПК 6, С 23 F 11/10, 1985; YP патент №59157167, МПК 6, С 09 К 3/00, 1984), которые не предотвращают коррозию черных металлов. Антифриз, изготовленный на основе ингибитора черных металлов (CS патент №213154, МПК 6, С 23 F 11/10, 1984), агрессивен по отношению к латуни.

Известен концентрат антифриза на основе гликолей (FR заявка №2489355, МПК 6, С 09 К 15/04, 1982). Хотя он и предотвращает коррозию черных и цветных металлов, однако антифриз, полученный на его основе, неустойчив по отношению к жесткой воде.

Известны ингибиторы коррозии, представляющие собой концентрат антифризов (RU патент №2046815, МПК 6, С 09 К 5/00, 1995; RU патент №2050397, МПК 6, С 09 К 5/00, 1995; RU патент №2095388, МПК 6, С 09 К 5/00, 1997), обеспечивающие защиту черных и цветных металлов, но имеющие в своем составе тетраборат натрия (буру), наличие которого может ухудшать защиту алюминия и его сплавов в условиях нагревания.

Высоко концентрированный суперконцентрат для получения антифризов и теплоносителей (RU патент №2196797, МПК 7, С 09 К 5/00, 2001), на основе которого изготавливают антифризы с улучшенными противокоррозионными свойствами, как и в предыдущих изобретениях, имеет существенный недостаток в том, что в его составе присутствует триэтаноламин. Предполагается, что подобные соединения могут расщепляться при высоких температурах и приводить к образованию высокомолекулярных канцерогенных соединений, таких как нитрозоамины, представляющих токсикологическую опасность.

Подобные недостатки исключают составы ингибиторов коррозии для антифризов на основе гликолей (RU патент №2104330, МПК 6, С 09 К 5/00, 1999; RU патент №2143499 МПК 6, С 09 К 5/00, 1999; RU патент №2125074, МПК 6, С 09 К 5/00, 1999). Однако присутствие фосфатов калия в составах композиций этих изобретений снижает стабильность антифриза при его эксплуатации, причиной этому является образование осадков, мешающих циркуляции охлаждающей жидкости и снижающих тем самым теплообмен.

Известен бесфосфатный ингибитор коррозии (US 5422026 МКИ 6, С 09 К 5/00, 1995), в составе которого присутствуют бура, нитраты и силикаты, наличие которых характеризуется выпадением нерастворимых силикатных модификаций при высоких температурах, что свидетельствует о нестабильности антифриза в целом.

Известен водный ингибитор коррозии (US патент №6228283, МПК 7, С 09 К 5/00, 2001), композиция которого представлена стабилизированным силикатом, однако присутствие в ней фосфатов щелочного металла, нитрата и нитрита щелочных металлов не позволяет признать подобные антифризы соответствующими современным требованиям, предъявляемым к антифризам.

Известна охлаждающая жидкость на полигликолевой основе, содержащая в качестве антикоррозионных присадок моно- и дикарбоновую кислоты, фосфат щелочного металла, тетраборат натрия и/или высокомодульное жидкое стекло и/или трилон Б и/или декстрин (Патент РФ 2213119 С 7, С 09 К 5/00, 2003). Присутствие подобных компонентов снижает стабильность охлаждающей жидкости в целом. Известно, что наличие буры способствует увеличению коррозии алюминия, фосфат щелочного металла не обеспечивает долговременной защитной пленки на поверхности металла, а включение в состав высокомодульного жидкого стекла (силиката натрия) способствует снижению стабильности антифриза при хранении и образованию гелеобразного осадка в условиях эксплуатации при высоких температурах.

Согласно современным требованиям автопроизводителей (см. Спецификацию инженерных материалов Ford WSS-M97 В44 D) ограничивается присутствие силикатов, фосфатов до 0,001 мас.%, буры - 0,0005 мас.%; по техническим требованиям АвтоВаза ТТМ 1.97.1172-2004 полностью исключается наличие нитрата и нитрита.

Известен концентрат антифриза на основе этиленгликоля, содержащий монокарбоновые кислоты, следующего состава: соль щелочного металла 6,6',6"-(1,3,5-триазин-2,4,6-трил-триимино)-тригексановой кислоты (0,1-6,0 мас.%), бензотриазол или толилтриазол (0,02-2,0 мас.%), нитрат магния (0,01-1,0 мас.%) (DE патент 19930682, МПК 7, С 09 К 5/00, 2001. Однако антифриз, полученный на основе данного концентрата, несмотря на высокие антикоррозионные свойства, не доступен для отечественного производства из-за дефицита сырья указанной композиции и нежелательного присутствия нитрата.

Наиболее близким по составу, свойствам и назначению к заявленному составу концентратов антифризов является органическая композиция (РФ патент 2249634, 10.04.2005) следующего состава, мас.%:

суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425

Дальнейшее развитие получили формулы антифризов с повышенными эксплуатационными характеристиками благодаря использованию подобранной комбинации моно- и дикарбоновых кислот и ряда других ингибиторов коррозии. В составах новых современных антифризов полностью исключается наличие силикатов, фосфатов, нитратов и нитритов, аминов, боратов при сохранении высокой коррозионной защиты металлов, особенно алюминия, стали, чугуна, припоя, меди и латуни.

Задачей данного изобретения является создание композиции суперконцентрата для получения антифриза с высокими защитными свойствами, отвечающего современным требованиям автопроизводителей, обладающего повышенной стабильностью при эксплуатации при высоких температурах, смешиваемостью с другими антифризами.

Поставленная цель достигается тем, что суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей на основе гликоля, содержащий в качестве ингибирующей композиции тщательно подобранную комбинацию моно- и дикарбоновых кислот таких, как капроновая, каприловая, 2-этилгексановая, бензолкарбоновая, бутандионовая, гександионовая, декандионовая, фталевая или их солей щелочных металлов или алканоламинов, толилтриазол или бензотриазол или их смесь в равных соотношениях, молибдат натрия, дополнительно содержит капролактам, полиакрилат натрия, соль моноалкилфосфорной кислоты, пеногаситель, воду, а в качестве гликоля - моноэтиленгликоль или пропиленгликоль или полигликоли при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь моно- и дикарбоновых кислот  
или их солей щелочных  
металлов или алканоламинов0,05-60,0
Толилтриазол или бензотриазол или 
их смесь в равных соотношениях 0,001-5,0
Молибдат натрия 0,005-5,0
Капролактам 0,001-1,5
Полиакрилат натрия (средняя  
молекулярная масса 8000 г/моль)0,001-3,0
Соль моноалкилфосфорной кислоты  
общей формулы:  

суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 ,

где

R=H; С16Н 3318Н37; M=Na, К, NH(СН2СН2 OH)3 n=9-150,3-0,5
Пеногаситель0,001-0,03
Вода5,0-15,0
Моноэтиленгликоль, или пропиленгликоль,  
или полигликоли остальное.

При этом в качестве указанной антикоррозионной композиции моно- и дикарбоновых кислот или их солей может быть использована их смесь в следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,01-10,0 капроновой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 каприловой кислоты или ее натриевой или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,005-20,0 2-этилгексановой кислоты или ее натриевой, или калиевой или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 бензолкарбоновой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 бутандионовой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 гександионовой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,01-10,0 декандионовой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или 0,005-10,0 фталевой кислоты или ее натриевой, или калиевой, или алканоламиновой соли, или их смесь в любом сочетании.

В качестве алканоламиновой соли указанных кислот используются соль триэтаноламина, или суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 ,суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 1-дигидрокси-N-метилдиэтаноламин, или 2,2',2"-нитрилотриэтаноламина.

В качестве пеногасителя может быть использована силиконовая эмульсия DSP фирмы Dow Corning или жидкий кремнийорганический полимер различной вязкости ПМС-200 А (ОСТ 6-02-20-79).

Используемые полигликоли (ТУ 6-15-1761-94) являются побочным продуктом производства этиленгликоля и представляют собой водный раствор смеси гликолей с массовой долей 75-90%, в котором содержится 60-80 мас.% моноэтиленгликоля, 5-20 мас.% диэтиленгликоля, до 5 мас.% триэтиленгликоля.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный состав суперконцентрата антифриза отличается от известного введением новых компонентов: антикоррозионной композиции, содержащей моно- и дикарбоновые кислоты свободные или в виде солей щелочных металлов или алканоламинов такие, как капроновая, каприловая, 2-этилгексановая, бензолкарбоновая, бутандионовая, гександионовая, декандионовая, фталевая в любом их сочетании, капролактам, полиакрилат натрия, пеногаситель. Состав суперконцентрата антифриза представлен легко доступным сырьем.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию новизны.

Применение в данном составе новых компонентов в сочетании с известными и найденное соотношение всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые проявляются только в указанном техническом решении, а именно:

- высокие антикоррозионные свойства антифриза или теплоносителя, полученных на его основе, относительно конструкционных материалов (медь, припой, латунь, сталь, чугун, алюминий), включая защиту от кавитации и эрозии (см. таблицы 2 и 3);

- высокую степень сохранения стабильности антифриза при высоких температурах (см. таблицу 4);

- устойчивость антикоррозионной защиты в жестких условиях при испытаниях потенциостатическим методом (см. таблицу 5);

- совместимость с большинством торговых марок антифризов и тосолов (см. таблицу 6).

Предлагаемая композиция предотвращает минеральные отложения в закрытых водных системах, не допускает вспенивания, устойчива к жесткой воде.

При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию существенные отличия.

Концентрат данного состава готовят последовательным смешиванием компонентов.

Пример 1. В емкость с мешалкой помещают 5,0 г воды, 0,01 г молибдата натрия, 0,001 г бензотриазола, 0,001 г капролактама, 0,001 г полиакрилата натрия, 71,976 г этиленгликоля, 10,0 г натриевой соли капроновой кислоты, 0,01 г натриевой соли бензолкарбоновой кислоты, 10,0 г бутандионовой кислоты, 2,7 г фталевой кислоты, 0,3 г соли моноалкилфосфорной кислоты и 0,001 г пеногасителя. Смесь перемешивают при температуре окружающей среды в течение 1 ч до полного растворения компонентов.

Пример 2. В емкость с мешалкой помещают 7,5 г воды, 3,0 г молибдата натрия, 1,2 г толилтриазола, 1,5 г капролактама, 0,05 г полиакрилата натрия, 75,215 г этиленгликоля, 0,7 г калиевой соли капроновой кислоты, 10,0 г калиевой соли каприловой кислоты, 0,5 г калиевой соли гександионовой кислоты, 0,01 г калиевой соли бутандионовой кислоты, 0,01 г декандионовой кислоты, 0,01 г фталевой кислоты, 0,005 г пеногасителя и 0,3 г соли моноалкилфосфорной кислоты. Смесь перемешивают при температуре окружающей среды в течение 1 ч до полного растворения компонентов.

Примеры 3 и 4 осуществляют аналогично Примеру 2.

Пример 5. В емкость с мешалкой помещают 12,0 г воды, 3,0 г молибдата натрия, 5,0 г толилтриазола, 0,5 г капролактама, 0,05 г полиакрилата натрия, 58,275 г этиленгликоля, 0,5 г капроновой кислоты, 0,01 г каприловой кислоты, 20,0 г триэтаноламиновой соли 2-этилгексановой кислоты, 0,01 г натриевой соли бензолкарбоновой кислоты, 0,35 г натриевой соли декандионовой кислоты, 0,3 г соли моноалкилфосфорной кислоты, 0,005 г пеногасителя. Смесь перемешивают, как указано в примере 1.

Примеры 6-22 приготавливают аналогично Примерам 1 и 2.

Пример 23. В емкость с мешалкой помещают 10,0 г воды, 3,0 г молибдата натрия, 2,0 г бензотриазола, 1,0 г капролактама, 0,05 г полиакрилата натрия, 63,528 г пропиленгликоля, 0,01 г калиевой соли, каприловой кислоты, 20,0 г 2,2',2"-нитрилотриэтаноламиновой соли 2-этилгексановой кислоты, 0,11 г декандионовой кислоты, 0,3 г соли моноалкилфосфорной кислоты, 0,002 г пеногасителя. Смесь перемешивают, как указано в примере 1.

Примеры 24 -25 приготавливают аналогично Примеру 23.

Составы концентрата антифриза по примерам 1-25 и прототипу приведены в таблицах 1, 1а, 1б, 1в.

Из составов суперконцентрата антифризов, указанных в таблицах 1-1в, готовят образцы антифризов для испытания на коррозионное воздействие на металлы путем его разбавления этиленгликолем или пропиленгликолем, или полигликолями в соотношении 1:4.

Образцы антифризов подвергают коррозионным испытаниям в виде их 50%-ных растворов по ГОСТ 28084-90 в течение 336 ч при 88°±1°С с аэрацией воздухом.

Сравнительные результаты коррозионных испытаний представлены в таблице 2. Основные физико-химические свойства суперконцентрата антифриза и антифриза, полученного на его основе, представлены в таблице 3.

Определение стабильности при хранении при повышенной температуре охлаждающих жидкостей, полученных на основе концентрата антифриза, проводят по методике Технических требований АвтоВаза (ТТМ 1.97.1172-2004) и Спецификации инженерных материалов Ford (WSS-M97 B44-D). Концентрат охлаждающей жидкости в количестве 60 мл помещают в термостат в герметично закрытом сосуде и нагревают до 65±2°С в течение 14 дней. Контролируют наличие студенистого осадка на 2, 7, 10, 14 день. При появлении осадка испытания прекращают. При отсутствии осадка 30 мл испытуемой жидкости растворяют в таком же количестве синтезированной жесткой воды, содержащей 275 мг/дм3 кальция хлористого, 148 мг/дм3 натрия сернокислого, 165 мг/дм3 натрия хлористого, 138 мг/дм3 натрия двууглекислого. Полученный раствор вновь помещают в термостат при температуре 65±2°С на следующие 14 дней, контролируют наличие студенистого осадка на 2, 7, 10 и 14 день. При наличии осадка жидкость считается не выдержавшей испытания.

Результаты проведенных испытаний по стабильности при высокой температуре представлены в таблице 4.

Устойчивость эффективной защиты ингибиторов коррозии антифриза, полученного на основе суперконцентрата, проверялась с помощью лабораторного электрохимического потенциостатического метода. Согласно общепринятым стандартным методам тестирования автомобильных антифризов BL 5-1 Ford Motor Company (гальваностатический метод) и метод РСР (метод циклического поляризационного сканирования), испытания проводят на сплаве алюминия в виде 30 об.% раствора антифриза в коррозионной воде по ASTM D 1384,содержащей 0,0028М NaCl (165 мг/л), ионы Cl- которого являются основным активатором коррозии алюминия. Оценку эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в настоящем изобретении проводили потенциостатическим методом 20 об.% раствора антифриза, содержащего 0,01М NaCl (585 мг/л), т.е. при создании более жестких условий тестирования. Поляризационные кривые снимали на образцах алюминиевого сплава АВ 00 (технически чистый алюминий). Потенциал питтингообразования Епр, при котором пробивается пассивирующая пленка металла, определяли по резкому подъему или по возникновению стабильных осцилляции тока на поляризационных кривых. Сравнительную эффективность ингибирующих композиций антифризов определяли по величинам Е пр и значениям противопиттингового базиса суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 Е=Епрк, где Ек - стационарный (начальный) потенциал, а также по величинам плотности тока I a, соответствующим общей скорости коррозии. Чем выше значение суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 Е, тем более эффективно данная антифризовая рецептура предотвращает возникновение питтинговой коррозии. Чем выше значение Iа , тем быстрее протекает коррозия, тем менее эффективна данная композиция для защиты металла. Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 5.

Совместимость антифриза, полученного на основе суперконцентрата, с другими коммерческими антифризами и тосолами проверяли по Спецификации инженерных материалов Ford WSS-M97B44-D (п.3.4.2) и с помощью потенциостатического метода. 50 об.% раствор антифриза по заявленному составу, приготовленный путем разбавления коррозионной водой по ASTM D 1384, и 50 об.% раствор испытуемого концентрата коммерческого тосола или антифриза, разбавленного такой же коррозионной водой, смешивают в объемном соотношении 1:1. Дают постоять 24-48 часов при 20±2°С при полном отсутствии света. Через заданное время проверяют наличие осадка и тестируют на коррозию с соблюдением потери веса. Дополнительно проверяют изменение скорости коррозии с помощью потенциостатического метода. Для снятия поляризационных кривых готовят в равных объемных соотношениях смесь антифриза по заявленному составу, разбавленного 1:1 дистиллированной водой, и испытуемого коммерческого тосола или антифриза с добавлением 585 мг/л NaCl. Результаты испытаний представлены в таблице 6.

Кроме того, приготовленные на основе суперконцентрата образцы антифризов испытывают на стойкость в жесткой воде по ГОСТ 28084-89. Критерием устойчивости антифриза к жесткой воде является отсутствие осадка и расслоения жидкой фазы. Определение резерва щелочности проводят по методике ASTM D 1121. Водородный показатель (рН) измеряют в 30%-ных водных растворах образцов суперконцентрата по методике ASTM D 1287.

Как видно из таблиц 1 и 2, составы 1-3, 5-7, 19-21, 23 обладают высокими антикоррозионными свойствами. Уменьшение концентрации молибдата натрия ниже 0,01 мас.% вызывает усиление коррозии стали (пример 4), а увеличение его выше 5,0 мас.% не приводит к повышению положительного эффекта (пример 8).

Уменьшение концентрации бензотриазола или толилтриазола ниже 0,001 мас.%, т.е. практически их исключение, вызывает коррозию меди и латуни (пример 9), а увеличение ее выше 5,0 мас.% не приводит к положительному эффекту (пример 10 и 22 соответственно).

С уменьшением содержания соли моноалкилфосфорной кислоты ниже 0,3 мас.% значительно снижается защита алюминия (пример 11), а увеличение ее содержания выше 0,5 мас.% приводит к образованию нерастворимого осадка, а также к снижению защиты цветных металлов (пример 12).

Уменьшение концентрации капролактама ниже 0,001 мас.%, практически его исключение, приводит к снижению коррозионной стойкости цветных металлов (пример 13), увеличение его содержания выше 1,5 мас.% резко усиливает коррозию всех металлов (пример 14).

Уменьшение содержания полиакрилата натрия ниже 0,001 мас.%, практически его исключение, приводит к выпадению осадка при смешивании с жесткой водой (пример 15). Увеличение его концентрации выше 3,0 мас.% не дает положительного эффекта (пример 16).

В отсутствии пеногасителя (пример 24) при приготовлении суперконцентрата наблюдается пенообразование, при введении пеногасителя более чем 0,03 мас.% не наблюдается положительного эффекта (пример 25).

Уменьшение концентрации смеси натриевых или калиевых или алканоламиновых солей капроновой, каприловой, 2-этилгексановой, бензолкарбоновой, гександионовой, бутандионовой, декандионовой, фталевой кислот ниже нижнего предела вызывает усиление коррозии меди, припоя, стали, чугуна, алюминия (пример 17). Увеличение концентрации смеси этих компонентов выше верхнего предела приводит к образованию нерастворимого осадка в виде суспензии, что резко снижает защиту от коррозии всех металлов (пример 18).

Разбавление суперконцентрата антифриза этиленгликолем или пропиленгликолем или водно-гликолевой смесью или полигликолями позволяет получить антифриз и охлаждающие жидкости с заданной температурой замерзания от минус 10°С до минус 65°С.

Таким образом, применение в составе суперконцентрата антифриза согласно изобретению новых компонентов в сочетании с известными и найденное соотношение ингредиентов и синергетической комбинации моно- и дикарбоновых кислот позволяет получать антифризы и теплоносители, обеспечивающие высокую и долговременную коррозионную защиту по отношению к конструкционным материалам двигателей внутреннего сгорания или теплообменников (меди, припою, латуни, стали, чугуну, алюминию), защиту от кавитации и эрозии без использования нитритов, устойчивость к жесткой воде, стабильность при хранении при высоких температурах, совместимость с большинством коммерческих антифризов и тосолов.

Таблица 1
Наименование компонентовСостав суперконцентрата
1 234 567 8
  Содержание, мас.%
1. Капроновая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль 10,00,7 0,0110,00,5 0,0110,0-
2. Каприловая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль- 10,05,9 0,010,0110,0 2,7-
3,2-этилгексановая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль- --- 20,010,00,005 0,005
4. Бензолкарбоновая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль 0,01- 10,08,70,01 3,610,0-
5. Гександионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль- 0,510,0 10,0-- -0,01
6. Бутандионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль10,00,01 -0,32 --- -
7. Декандионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль -0,01- 0,010,35- -10,0

Таблица 1 (продолжение)
Наименование компонентов Состав суперконцентрата
1 234 567 8
Содержание, мас.%
8. Фталевая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль2,7 0,01- --- -10,0
9. Толилтриазол -1,2 -1,55,0 0,0011,0-
10. Бензотриазол0,001 -5,0 1,5-- 1,00,5
11. Молибдат натрия0,01 3,05,00,001 3,05,01,0 11,0
12. Капролактам 0,0011,50,15 0,20,5 0,20,20,2
13. Полиакрилат натрия 0,0010,053,0 0,050,05 0,0030,050,1
14. Соль моноалкилфосфорной кислоты 0,30,3 -0,50,3 0,50,50,2
15. Пеногаситель0,001 0,0050,03 0,0050,0050,003 0,0030,003
16. Вода5,0 7,515,015,0 12,010,010,0 10,0
17. Этиленгликоль остальное
18. Пропиленгликоль- --- --- -
19. Полигликоли --- --- --

Таблица 1а
Наименование компонентовСостав суперконцентрата
9 101112 131415 1617
  Содержание, мас.%
1. Капроновая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль10,00,5 -0,510,0 -10,010,0 0,003
2. Каприловая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль 0,01-- --- 10,010,00,006
3. 2-этилгексановая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль -3,00,005 20,00,510,0 --0,005
4. Бензолкарбоновая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль0,01 -- 0,01-- --0,001
5. Гександионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль9,5  0,5 0,01-5,0 0,020,010,001
6. Бутандионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль- 20,010,0 -7,80,01 0,010,010,008
7. Декандионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль0,01 0,010,35 0,010,50,01 -0,50,001

Таблица 1а (продолжение)
Наименование компонентов Состав суперконцентрата
9 101112 131415 1617
Содержание, мас.%
8. Фталевая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль -7,0- 0,25-- --0,005
9. Толилтриазол- 7,01,5 1,52,0- -2,02,0
10. Бензотриазол- -1,5 1,5-2,0 2,0-2,0
11. Молибдат натрия5,0 5,05,0 5,03,03,0 3,03,03,0
12. Капролактам0,5 0,50,5 0,5-2,0 0,20,21,5
13. Полиакрилат натрия 2,02,02,0 0,50,10,1 -3,70,05
14. Соль моноалкилфосфорной кислоты 0,30,30,01 0,650,30,3 0,30,20,5
15. Пеногаситель0,001 0,0010,002 0,0020,0020,003 0,0010,001 0,005
16. Вода 12,012,010,0 10,011,0 11,010,010,0 10,0
17. Этиленгликоль остальное-
18. Пропиленгликоль --- --- ---
19. Полигликоли- --- --- -остальное

Таблица1б
Наименование компонентовСостав суперконцентрата
18 192021 222324 25
  Содержание, мас.%
1. Капроновая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль 10,510,00,01 0,010,01 -10,010,0
2. Каприловая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль10,2 -- 0,010,010,01 --
3. 2-этилгексановая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль20,3 20,00,0050,005 5,020,0 15,015,0
4. Бензолкарбоновая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль10,85,0 0,010,01- -0,010,01
5. Гександионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль3,2 -- 0,01-- --
6. Бутандионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль 2,79,6 0,020,0110,0 -0,01 0,01
7. Декандионовая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль 8,510,0- 0,01-0,11 --

Таблица 1б (продолжение)
Наименование компонентов Состав суперконцентрата
18 1920 212223 2425
  Содержание, мас.%
8. Фталевая кислота или ее натриевая или калиевая или алканоламиновая соль1,85,4 0,0050,005- ---
9. Толилтриазол0,5 -1,02,0 --1,2 1,2
10. Бензотриазол -5,01,0 -5,82,0 --
11. Молибдат натрия0,013,0 1,03,0 3,03,03,0 3,0
12. Капролактам 0,050,50,2 1,01,51,0 0,50,5
13. Полиакрилат натрия0,03 0,050,050,05 0,050,05 0,10,1
14. Соль моноалкилфосфорной кислоты0,3 0,30,3 0,50,50,3 0,50,3
15. Пеногаситель0,002 0,0030,0030,001 0,0020,002 -0,05
16. Вода 5,612,0 10,010,09,0 10,015,015,0
17. Этиленгликоль -остальное --- остальное
18. Пропиленгликоль -- --- остальное--
19. Полигликолиостальное -- остальное-- -

Таблица 1в
Наименование компонентовПрототип
Содержание, мас.%
1. Толилтриазол1,0-5,0
2. Бензотриазол1,0-5,0
3. Молибдат натрия-
4. Капролактам-
5. Полиакрилат натрия-
6. Соль моноалкилфосфорной кислоты-
7. Пеногаситель -
8. Ундециленовая кислота 5,0-15,0
9. Смесь монокарбоновой кислоты (н-гексановой, н-октановой, нонановой) и дикарбоновой кислоты (субериновая, себациновая)40,0-70,0
10. Трикарбоксильное производное 1,3,5-триазина 20,0-40,0
11. Вода -
12. Этиленгликоль остальное
13. Пропиленгликоль -
14. Полигликоли -

Таблица 2

Результаты коррозионных испытаний антифризов, полученных на основе суперконцентрата антифриза
Состав Материал
медь припойлатуньсталь чугуналюминий
потеря массы, г/м 2·сутки
1 0,010,060,02 0,020,02 0,02
20,01 0,090,01 0,010,030,02
30,02 0,110,010,01 0,010,03
40,05 0,100,030,20 0,040,03
50,01 0,050,030,03 0,010,01
60,02 0,070,020,01 0,020,02
70,01 0,080,030,02 0,020,01
80,04 0,080,040,04 0,030,02
90,21 0,100,170,03 0,020,02
100,03 0,070,050,01 0,020,01
110,05 0,080,050,04 0,030,16
120,17 0,230,150,03 0,020,02
130,18 0,250,190,03 0,010,01
140,20 0,260,150,20 0,200,24
150,05 0,070,040,10 0,030,03
160,08 0,100,060,02 0,040,05
170,20 0,330,050,25 0,180,23
180,21 0,330,290,29 0,210,32
190,03 0,050,030,01 0,020,01
200,02 0,060,010,02 0,020,01
210,02 0,070,030,02 0,010,02
220,03 0,150,030,01 0,040,02
230,02 0,070,030,01 0,010,01
240,02 0,050,020,02 0,030,03

Таблица 2 (продолжение)
Состав Материал
медь припойлатуньсталь чугуналюминий
потеря массы, г/м 2·сутки
25 0,020,030,03 0,030,02 0,01
Прототип, мг/пл-ку -0,4 -0,5 -0,2-0,5 -0,4
ГОСТ 28084-89,лг/м 2·сут.0,1 0,20,10,1 0,10,1

Таблица 3

Физико-химические свойства суперконцентрата антифриза и антифриза, полученного на его основе

Испытания проводились по ГОСТ 28084-89
№ п/пНаименование показателейСуперконцентрат антифриза Антифриз
1 Внешний видПрозрачная бесцветная однородная жидкость без механических примесей Прозрачная окрашенная жидкость без механических примесей
2 Плотность при 20°С, г/см3 1,100-1,2201,110-1,145
3Водородный показатель (рН) при 20°С 7,5-9,5 при разбавлении дистиллированной водой в объемном соотношении 1:27,5-9,5 при разбавлении дистиллированной водой в объемном соотношении 1:1
4Резерв щелочности, см 3 2,5-10,0
5Устойчивость к жесткой воде  Отсутствие расслоения и осадка

Таблица 4

Результаты по определению стабильности охлаждающих жидкостей, полученных на основе суперконцентрата антифриза, при нагревании

Испытания проводились по Спецификации инженерных материалов Ford WSS-M97 В44 D (п 3.4.3.) и Техническим требованиям АвтоВаза ТТМ 1.97.1172-2004 (п 4.1)
Состав суперконцентрата антифризаВид охлаждающей жидкости после нагревания при 65±2°С
без разбавленияпосле разбавления
на 2 деньна 7 деньна 10 деньна 14 деньна 2 деньна 7 деньна 10 деньна 14 день
1 осадка нетосадка нет
2осадка нетосадка нет
3осадка нет осадка нет
5 осадка нетосадка нет
6осадка нетосадка нет
7осадка нет осадка нет
19 осадка нетосадка нет
20осадка нетосадка нет
21осадка нет осадка нет
23 осадка нетосадка нет
Состав 1 с добавлением 0,33 мас.% силиката натрия, 2,1 мас.% буры, 0,26 мас.% нитрита натрия осадка нетосадка нет наличие гелеобразного осадка- --- -

Таблица 5

Результаты испытаний 20 об.% раствора антифриза, полученного на основе суперконцентрата антифриза, с помощью потенциостатического метода в присутствии 0,01М NaCl (585 мг/л)
Состав суперконцентрата Противопиттинговый базис суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 Е, мВПотенциал пробоя Е пр, мВПлотность тока I а, мкА/см2
1687470 6,6
2840 3567,1
3697298 6,9
5827 3775,6
6856345 7,5
7635 3056,8
19760399 5,9
20689 3576,5
21743400 5,5
23854 3897,3
традиционный тосол278 -24312,3

Таблица 6

Результаты испытаний антифриза, полученного на основе суперконцентрата, на совместимость с коммерческими охлаждающими жидкостями
№ п/пСостав охлаждающей жидкости Внешний вид охлаждающей жидкости после испытания в течение 48 часов при 20±2°С Коррозионные испытания по ГОСТ 28084-89, потеря массы, г/м 2·суткиПотенциостатический метод на алюминии при 20±2°С
Материал
медь припойлатуньсталь чугуналюминий противопитгинговый базис суперконцентрат для изготовления антифризов и теплоносителей, патент № 2290425 Е, мВплотность тока, мкА/см 2
150 об.% раствор антифриза по заявленному составу (Состав 1) осадка нет0,01 0,060,020,02 0,020,02 1380787
2 Смесь 50 об.% раствора антифриза по Составу 1 и коммерческого тосола в объемном соотношении 1:1 осадка нет0,070,1 0,090,08 0,060,09643 -44
3Смесь 50 об.% раствора антифриза по Составу 1 и коммерческого антифриза в объемном соотношении 1:1осадка нет 0,050,08 0,080,050,06 0,081067 399
450 об.% коммерческого тосола с водой  0,090,180,1 0,090,080,12 417-418
550 об.% коммерческого тосола с водой  0,06 0,090,090,07 0,080,09 52052
6 Норма по ГОСТ 28084-90- 0,10,1 0,10,10,1 0,1--

Класс C09K5/08 материалы, при использовании которых не происходит изменения физического состояния

улучшенные изолирующие текучие среды на водной основе и способы, связанные с ними -  патент 2480502 (27.04.2013)
способ переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер -  патент 2469054 (10.12.2012)
жидкий теплоноситель, содержащий наночастицы и карбоксилаты -  патент 2265039 (27.11.2005)
охладительный элемент -  патент 2260752 (20.09.2005)
способ приготовления охлаждающей композиции -  патент 2260614 (20.09.2005)
хладоноситель для охлаждения и замораживания пищевых продуктов -  патент 2260613 (20.09.2005)
хладоноситель для охлаждения и замораживания пищевых продуктов -  патент 2250244 (20.04.2005)
антифриз -  патент 2219216 (20.12.2003)
хладоноситель -  патент 2215768 (10.11.2003)
экзотермический состав для автономного нагревательного устройства -  патент 2210584 (20.08.2003)
Наверх