ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ ДЛЯ АНТИФРИЗОВ Российский патент 1998 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Известны композиции ингибиторов коррозии цветных металлов, применяемые для приготовления антифризов (CS патент 226394, МПК 6 C 23 F 11/10, опубл. 1985; JP патент 59-157161, МПК 6 C 09 K 3/00, опубл. 1984), однако они не предотвращают коррозию чугуна и стали, а антифриз, изготавливаемый на основе ингибитора черных металлов (CS патент 213153, МПК 6 C 23 F 11/10, опубл. 1984), агрессивен по отношению к латуни.

Наиболее близким по составу, свойствам и достигаемой цели является ингибитор коррозии для антифризов на основе этиленгликоля, содержащий тетраборат натрия, гидроокись щелочного металла, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола и воду (прототип-US патент 3960740, МПК 6 C 09 K 50/00, опубл. 01.06.76). Недостатками ингибитора согласно прототипу являются его неустойчивость к жесткой воде, невысокие защитные свойства по отношению к алюминию, а также не соответствие экологическим требованиям из-за наличия в нем тетрабората натрия.

Целью изобретения является получения ингибитора коррозии с высокими защитными свойствами по отношению ко всем конструкционным материалам двигателя при сохранении устойчивости к жесткой воде и экологической безопасности его применения.

Поставленная цель достигаются тем, что ингибитор коррозии содержащий этиленгликоль, гидроокись щелочного металла, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола и воду, дополнительно содержит ортофосфорную кислоту, карбонат натрия, трилон Б и сульфат натрия десятиводный, а в качестве гидроокиси щелочного металла - гидроокись калия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ортофосфорная кислота, 87%-ная - 7,5 - 8,0
Гидроокись щелочного металла - 7,7 - 8,5
Карбонат натрия - 0,40 - 0,60
Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола - 0,25 - 0,40
Трилон Б - 0,20 - 0,25
Сульфат натрия, десятиводный - 0,01 - 0,05
Вода - 14,0 - 15,0
Этиленгликоль - Остальное
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный состав ингибитора коррозии отличается от известного введением новых компонентов и, таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна".

Применение в данном составе новых компонентов при указанном их соотношении обеспечивает свойства, которые проявляются только в данном техническом решении: высокая коррозионная стабильность состава относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий) при сохранении устойчивости к жесткой воде, а также отсутствие добавок, неблагоприятно влияющих на организм. 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".

Приготовление ингибитора коррозии данного состава осуществляют последовательным смешением компонентов.

Пример 1.

В емкость помещают 1,40 г воды, 7,6 г 87%-ной ортофосфорной кислоты, 7,8 г гидроокиси кальция, 0,4 г карбоната натрия, 0,30 г 2-меркаптобензтиазола, 0,2 г трилона Б, 0,02 г сульфата натрия, десятиводного, 69,68 г этиленгликоля. Смесь перемешивают в течение 1 ч до полного растворения компонентов. Из состава ингибитора коррозии, приведенного в таблице 1 (примеры 1 - 13) готовят образцы антифризов для испытания на коррозионную активность путем его разбавления этиленгликолем в соотношении от 1 : 5 до 1 : 7.

Коррозионные испытания в воде на 50%-ных растворах проводят по методике ASTM D-1384 в течение 336 ч при 88 ± 1^oC с аэрацией воздухом.

Сравнительные результаты коррозионных испытаний образцов согласно изобретению и по прототипу приведены в таблице 3.

Приготовленные составы испытывают на устойчивость к жесткой воде. Для этого их разбавляют в объемном соотношении 1:1 жесткой водой с содержанием солей, мг/л:
Хлорид кальция - 275
Сульфат натрия - 148
Хлорид натрия - 165
Карбонат натрия - 138
нагревают до 88 +2^oC и оставляют на 24 часа в темном месте. В качестве контрольного образца испытывают 50%-ный раствор антифриза в дистиллированной воде. Критерием устойчивости антифриза к жесткой воде является отсутствие осадка и расслоения жидкой фазы.

Как видно из таблиц 1 и 2 составы 1 - 5 обладают достаточно высокими антикоррозионными свойствами.

Уменьшение концентрации соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола - ниже 0,25 мас. % вызывает усиление коррозии цветных металлов (пример 6), а увеличение ее концентрации более 0,40 мас.% не приводит к повышению положительного эффекта (пример 7).

При содержании карбоната натрия выше верхнего предела усиливается коррозия алюминия (пример 8), а при его содержании ниже 0,40 мас.% происходит выпадение осадка (пример 11).

Увеличение содержания трилона Б выше верхнего предела приводит к снижению коррозионной стойкости цветных металлов (пример 9), а снижение его концентрации ниже 0,20 мас.% вызывает выпадение осадка при разбавлении жесткой водой (пример 10).

Уменьшение концентрации ортофосфорной кислоты и гидроокиси калия усиливает коррозию черных металлов (пример 13), а при их концентрациях, превышающих верхние пределы, положительный эффект не усиливается (пример 12).

Увеличение концентрации сульфата натрия выше верхнего предела приводит к выпадению осадка (пример 14), а снижение его ниже 0,01 мас.% вызывает повышение коррозионного воздействия на припой.

Таким образом, антифриз, полученный на основе данного ингибиторов коррозии, обладает высокими защитными свойствами по отношению к конструкционным материалам двигателей внутреннего сгорания, устойчив к жесткой воде и не содержит вредных для человеческого организма добавок.

Использование: в химической технологии, в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Ингибитор коррозии содержит, мас.%: 7,5 - 8,0 87%-ной ортофосфорной кислоты, 7,7 - 8,5 гидроокиси калия, 0,40 - 0,06 карбоната натрия, 0,25 - 0,50 соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, 0,20 - 0,25 трилона Б, 0,01 - 0,05 сульфата натрия, десятиводного, 14,0 - 15,0 воды, остальное - этиленгликоль. Предложенный ингибитор коррозии для антифризов обладает высокими защитными свойствами по отношению ко всем конструктивным материалам двигателя при сохранении устойчивости к жесткой воде и экологически безопасен. 3 табл.

\\\1 Ингибитор коррозии для антифризов, содержащий этиленгликоль, гидроокись щелочного металла, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ортофосфорную кислоту, карбонат натрия, трилон Б и сульфат натрия десятиводный, а в качестве гидроокиси щелочного металла - гидроокись калия при следующем соотношении компонентов, маc.%: \\\3 Ортофосфорная кислота, 87%-ная \\\7 7,5 - 8,0 \\\3 Гидроокись калия \\\7 7,70 - 8,5 \\\3 Карбонат натрия \\\7 0,4 - 0,6 \\\3 Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола \\\7 0,25 - 0,40 \\\3 Трилон Б \\\7 0,20 - 0,25 \\\3 Сульфат натрия, десятиводный \\\7 0,01 - 0,05 \\\3 Вода \\\ 7 14,0 - 15,0 \\\3 Этиленгликоль \\\7 Остальное