ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ ДЛЯ АНТИФРИЗОВ Российский патент 1999 года по МПК C23F11/08 C09K5/00 

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 десятиводный, 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 невысокие защитные свойства по отношению к алюминию.

Целью изобретения является получение 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 достигается тем, что ингибитор коррозии, содержащий этиленгликоль, гидроокись щелочного металла, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, тетраборат натрия десятиводный и воду, дополнительно содержит ортофосфорную кислоту, карбонат калия или натрия и трилон Б, а в качестве гидроокиси щелочного металла - гидроокись калия или натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ортофосфорная кислота, 73%-ная - 0,75 - 2,90
Гидроокись калия или натрия - 0,55 - 2,10
Карбонат калия или натрия - 0,50 - 0,60
Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола - 0,25 - 0,40
Трилон Б - 0,20 - 0,25
Тетраборат натрия десятиводный - 6,0 -8,00
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 14,0 г воды, 1,8 г 73%-ной ортофосфорной кислоты, 1,3 г гидроокиси калия, 0,55 г карбоната натрия, 0,30 г соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, 0,2 г трилона Б, 7,0 г тетрабората натрия десятиводного, 74,85 г этиленгликоля. Смесь перемешивают в течение 1 ч до полного растворения компонентов.

Из состава ингибитора коррозии, приведенного в таблице 1 (примеры 1-16), готовят образцы антифризов для испытания на коррозионную активность путем его разбавления этиленгликолем в соотношении от 1:5 до 1:7.

Коррозионные испытания в виде 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 изобретения 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.

Аналогично готовят и другие составы.

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 или калия выше верхнего предела усиливается коррозия алюминия (примеры 8, 15), а при их содержании ниже 0,50 мас.% происходит выпадение осадка (примеры 11, 16).

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 или натрия усиливает коррозию черных металлов и алюминия (примеры 13, 17), а при их концентрациях, превышающих верхние пределы, положительный эффект не усиливается (примеры 12, 18).

Увеличение концентрации тетрабората натрия выше верхнего предела не приводит к увеличению положительного эффекта (пример 14), а снижение его ниже 6,0 мас. % вызывает повышение коррозионного воздействия на припой (пример 19).

Таким образом, антифриз, полученный на основе данного ингибитора 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.

Изобретение может быть использовано в химической технологии, в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Ингибитор коррозии содержит, мас. %: 0,75 - 2,90 73%-ной ортофосфорной кислоты, 0,55 - 2,10 гидроокиси калия или натрия, 0,50 - 0,60 карбоната калия или натрия, 0,25 - 0,40 соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, 0,20 - 0,25 трилона Б, 6,0 - 8,0 тетрабората натрия десятиводного, 14,0 - 15,0 воды, остальное этиленгликоль. Ингибитор обладает высокими защитными свойствами и экологически безопасен. 3 табл.

Ингибитор коррозии для антифризов, содержащий этиленгликоль, гидроокись щелочного металла, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, тетраборат натрия и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ортофосфорную кислоту, карбонат калия или натрия, трилон Б, а в качестве гидроокиси щелочного металла - гидроокись калия или натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ортофосфорная кислота, 73%-ная - 0,75 - 2,90
Гидроокись калия или натрия - 0,55 - 2,10
Карбонат калия или натрия - 0,50 - 0,60
Соль щелочного металла - 2-меркаптобензтиазола - 0,25 - 0,40
Трилон Б - 0,20 - 0,25
Тетраборат натрия, десятиводный - 6,0 - 8,00
Вода - 14,0 - 15,0
Этиленгликоль - Остальное