АНТИФРИЗ Российский патент 1995 года по МПК C09K5/00 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к антифризам для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплоносителям в теплообменных аппаратах.

Известен состав антифриза, содержащий гликоль, бораты, фосфаты, бензоаты щелочных металлов или их смеси, двухосновные карбоновые кислоты, нитрат щелочного металла, 1,2,3,4-алкантетракар- боновую кислоту, силикат щелочного металла, силан, натриевую соль толилтриазола, пеногаситель, краситель и воду [1] Наличие 1,2,3,4-алкантетракарбоновой кислоты в составе антифриза препятствуют взаимодействию ионов кальция с силикатами, что значительно повышает устойчивость антифриза к воздействию жесткой воды.

Однако указанный состав не улучшает антикоррозионных свойств известных антифризов.

Наиболее близким по составу и достигаемому результату является антифриз, который включает следующие компоненты, мас. Нитрат натрия 0,1-2,0 Нитрит натрия 0,1-2,0 Бензоат натрия 0,5-5,0 Тетраборат натрия 0,1-5,0
Гексаметилендиамин фосфат 0,1-5,0 Бензотриазол 0,20
или натриевая соль 2-меркаптобензтиазола 0,80-0,95 Этиленгликоль 79,8-98,1 При необходимости в состав антифриза вводят кремнийорганический пеногаситель и краситель [2]
Однако данный антифриз имеет ряд недостатков, таких как неустойчивость к жесткой воде, обусловленная высоким содержанием фосфата, и агрессивное поведение в отношении черных металлов и алюминия. Кроме того, совместное применение в композиции нитрита и амина приводят к образованию нитризосоединений, являющихся сильными канцерогенными веществами.

Целью изобретения является снижение токсичности и коррозионного воздействия антифриза на сталь, чугун и алюминий при сохранении устойчивости жидкости к жесткой воде.

Поставленная цель достигается тем, что антифриз на основе этиленгликоля, включающий нитрит щелочного металла, бензоат щелочного металла, тетраборат натрия, бензотриазол, соль щелочного металла 8-меркаптобензтиазола, кремнийорганический пеногаситель, воду и краситель, дополнительно содержит салицилат щелочного металла, гидроокись щелочного металла, циклогексанон, гексаметофосфат щелочного металла и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. Этиленгликоль 92,8-93,5
Бензоат щелочного металла 2,90-3,10
Салицилат щелочного металла 0,08-0,12
Гидроокись щелочного металла 0,20-0,30
Тетраборат натрия (безводный) 0,65-0,75
Нитрит щелочного металла 0,15-0,20 Циклогексанон 0,10-0,15
Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,01-0,02
Гексаметофосфат щелоч- ного металла 0,05-0,10
Динатриевая соль этилен-
диаминтетрауксусной кислоты (безводная) 0,05-0,06 Бензотриазол 0,05-0,10
Кремнийорганический пеногаситель 0,02-0,03 Краситель 0,0015-0,0035
Вода Остальное.

В качестве пеногасителя используют любой органический пеногаситель, например, на кремнийорганической основе (ЭАП-40 по ТУ 6-02-892-79). В качестве красителя используют любой спиртоводорастворимый краситель, например, краситель N 3 кислотный ярко-голубой по ТУ 6-14-391-76.

Применение в предложенном составе охлаждающей жидкости в сочетании с известными и найденными соотношениями всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые появляются только в указанном техническом решении,
а именно устойчивость к жесткой воде и высокая коррозионная стабильность жидкости относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий). В табл.1 представлены составы предложенного антифриза.

Жидкость данного состава готовят последовательным смешением компонентов при перемешивании и температуре 50-70^оС с последующей фильтрацией полученного раствора. Составы антифриза, указанные в примерах 1-13, имели температуру начала кристаллизации, плотность, вязкость, водородный показатель (рН) и резерв щелочности такие же, как и прототип, а значение показателя "объем пены" ниже, чем в прототипе.

Образцы антифризов, составы которых представлены в табл.1, и прототипа подвергали коррозионным испытаниям в виде их 50%-ных водных растворов по методике ASTMD-1384 в течение 336 ч при температуре 88 ± 1^оС с аэрацией воздухом.

Сравнительные результаты коррозионных испытаний представлены в табл.2.

П р и м е р 1. В емкость помещают 93,0 г этиленгликоля, нагревают его до 60^оС и при перемешивании последовательно растворяют 3,0 г бензоата натрия, 0,1 г салицилата натрия, 0,2 г гидроокиси натрия, 0,65 г тетрабората натрия (безводного), 0,15 г нитрита натрия, 0,10 г циклогексанона, 0,01 г натриевой соли 2-меркаптобензтиазола, 0,05 г гексаметофосфата натрия, 0,05 г динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты, 0,05 г бензотриазола, 0,02 г пеногасителя ЭАП-40 и 0,0015 г красителя в 2 г дистиллированной воды. Смесь перемешивают при температуре 50-60^оС в течение 1 ч до полного растворения всех компонентов. Основные физико-химические свойства полученного состава представлены в табл.3.

Примеры составов 1-15 приведены в табл.1.

Как видно из табл.1 и 2 составы 1-6 обладают достаточно высокими антикоррозионными свойствами несмотря на то, что коррозионные испытания образцов проводились в более жестком температурном режиме (88^оС), чем прототипа (72^оС). Уменьшение концентрации салицилата щелочного металла ниже 0,08 мас. вызывает увеличение коррозии меди, латуни и припоя (пример 7). Увеличение его концентрации выше заявленного предела не приводит к повышению положительного эффекта (пример 5). При содержании циклогексанона в составе ниже нижнего предела усиливается коррозия цветных металлов (пример 10), а при его запредельном содержании защитные свойства состава не улучшаются (пример 3). Снижение концентрации гексаметафосфата натрия ниже 0,05 мас. приводит к снижению коррозионной стойкости жидкости по отношению к алюминию (пример 11), а увеличение его содержания выше 0,1 мас. приводит к появлению опалесценции раствора (пример 14). Увеличение содержания динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты выше 0,06 мас. приводит к резкому усилению коррозии припоя (пример 12), а снижение ее концентрации ниже 0,05 мас. приводит к уменьшению стойкости антифриза к жесткой воде (пример 15). Пределы концентрации гидроокиси щелочного металла определяют оптимальный диапазон рН состава.

Таким образом, данный состав антифриза обладает повышенными защитными свойствами по отношению к конструкционным материалам двигателей внутреннего сгорания и высокой устойчивостью к жесткой воде.

Использование: для долговременной защиты металлов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий) в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплоносители в теплообменных аппаратах. Сущность изобретения: антифриз на основе этиленгликоля, включающий следующие компоненты, мас. этиленгликоль 92,8 93,5; бензоат щелочного металла 2,90 3,10; салицилат щелочного металла 0,08 0,12; гидроксид щелочного металла 0,2 0,3; нитрит щелочного металла 0,15 0,20; гексаметафосфат щелочного металла 0,05 0,10; тетраборат натрия (безводный) 0,65 0,75; бензотриазол 0,05 0,10; соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,01 0,02, циклогексанон 0,10 0,15, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (безводная) 0,05 0,06; кремнийорганический пеногаситель 0,02 0,03; краситель 0,0015 - 0,0035 и вода остальное. 3 табл.

АНТИФРИЗ, включающий этиленгликоль, нитрит щелочного металла, бензоат щелочного металла, тетраборат натрия, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, бензотриазол, кремнийорганический пеногаситель, краситель и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит салицилат щелочного металла, гидроксид щелочного металла, циклогексанон, гексаметафосфат щелочного металла и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.

Этиленгликоль 92,8-93,5
Бензоат щелочного металла 2,90-3,10
Салицилат щелочного металла 0,08-0,12
Гидроксид щелочного металла 0,20-0,30
Тетраборат натрия (безводный) 0,65-0,75
Нитрит щелочного металла 0,15-0,20
Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,01-0,02
Гексаметафосфат щелочного металла 0,05-0,10
Циклогексанон 0,10-0,15
Динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (безводная) 0,05-0,06
Бензотриазол 0,05-0,10
Кремнийорганический пеногаситель 0,02-0,03
Краситель 0,0015-0,0035
Вода Остальное