ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ Российский патент 2000 года по МПК C09K5/00 

Изобретение относится к области нефтехимии, а именно к охлаждающим жидкостям и антифризам, предназначенным для использования в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах и в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Известен антифриз /Пат. России N 2050397, МКИ C 09 K 5/00, заявл. 23.01.92, N 5028310/04, опубл. Бюл. N 35, 1995/ на основе этиленгликоля, включающий следующие компоненты, мас. %: этиленгликоль 92,8-93,5, бензоат щелочного металла 2,9-3,1, салицилат щелочного металла 0,08-0,12, гидроксид щелочного металла 0,2-0,3, нитрит щелочного металла 0,15-0,2, гексаметафосфат щелочного металла 0,05-0,1, тетраборат натрия (безводный) 0,65-0,75, бензотриазол 0,05-0,1, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,01-0,02, циклогексанон 0,10-0,15, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 0,05-0,06, кремнийорганический пеногаситель 0,02-0,03, краситель 0,0015-0,0035 и вода-остальное. Указанный антифриз обладает недостаточной эффективностью из-за следующих недостатков. Из-за наличия в его составе нитрита щелочного металла он оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека вследствие своей токсичности; кроме того, присутствие нитрита щелочного металла в составе данного антифриза не позволяет использовать его совместно с другими антифризами в системах охлаждения, содержащими, в частности, амины, так как при смешении нитрата натрия с аминами образуются высокотоксичные соединения -N-нитрозоамины, обладающие канцерогенными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав охлаждающей жидкости (патент США N 4242214, 30.12.80), содержащий воду, гликоли и ингибирующую композицию, в которую входит тетроборат натрия 0,5 - 2,5%, бензоат натрия 0,5 - 2,5%, метасиликат натрия 0,02 - 0,8%, бензотриазол 0,05 - 0,6%. Указанный состав может содержать гидроксид натрия.

Эта композиция присадок не способна защитить на длительный срок гликоли от окисления кислородом воздуха, что ведет к образованию кислот и постепенному увеличению коррозии металлов.

При попадании в систему охлаждения каких-либо микропримесей (загрязнений), способных ускорить процесс окисления гликолей и нарушить механизм защиты металлов от коррозии, происходит неконтролируемый быстрый износ деталей системы охлаждения.

Задачей заявляемого изобретения является улучшение эксплуатационных свойств и повышение стабильности охлаждающих жидкостей на основе гликолей.

Поставленная задача решается тем, что заявляемая охлаждающая жидкость, содержащая воду, гликоли и ингибирующую композицию, в которую входит тетраборат натрия, гидроксид натрия, бензотриазол, дополнительно содержит индикатор pH бромтимоловый синий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гликоли - 35-96
гидроксид натрия - 0,07-0,15
тетраборат натрия - 0,6-1,3
бензотриазол - 0,0050-0,01
бромтимоловый синий - 0,0003-0,0015
вода - остальное
Охлаждающая жидкость указанного состава обладает улучшенными эксплуатационными свойствами, так как именно это соотношение ингибирующих присадок коренным образом меняет механизм защиты металлов от коррозии, где в процессе эксплуатации охлаждающей жидкости щелочность ее, определяемая по п.4.9. ГОСТ 28084 (СТ СЭВ 2130-80) увеличивается, при этом состояние среды изменяется от 7,6 до 6,0 ед. pH, а антикоррозионные свойства жидкости остаются высокими. Результаты испытаний жидкостей охлаждающих приведены в таблице. Где видно, что по всем видам металлов, за исключением припоя более чем в 10 раз снижена скорость коррозии.

Присутствие в охлаждающей жидкости бромтимолового синего улучшает эксплуатационные свойства жидкости, позволяя контролировать визуально состояние pH среды, т. к. с изменением pH с 7,6 до 6,0 единиц цветность охлаждающей жидкости изменяется от синей через зеленую к желтой окраске. Это позволит своевременно принять меры по замене или восстановлению охлаждающей жидкости.

Для заявляемого состава охлаждающей жидкости изменение ее цвета в процессе эксплуатации за более короткий срок, чем указано в технических условиях на эту жидкость, означает попадание в систему посторонних примесей, являющихся катализаторами процесса окисления гликолей. В этом случае предлагается заменить охлаждающую жидкость. При изменении цвета охлаждающей жидкости в более поздний срок, чем указано в технических условиях, рекомендуется внести в нее восстанавливающий пакет присадок (от чего жидкость примет прежнюю окраску), либо заменить охлаждающую жидкость не позднее чем через 30 тыс. км пробега.

В среднем срок эксплуатации заявляемой жидкости 7 лет, до внесения восстанавливающего пакета присадок.

Кроме того, жидкость заявляемого состава экономически более выгодна по сравнению с аналогом.

При прочих примерно равных затратах дорогостоящего бензотриазола расходуется в 10 раз меньше, а емкий бензоат натрия и метасиликат натрия в рецептуре отсутствуют. От чего снижаются и трудозатраты на приготовление охлаждающих жидкостей. Для приготовления одной тонны аналога охлаждающей жидкости загружается до 65 кг сыпучих материалов, а для приготовления того же количества заявляемой охлаждающей жидкости загружается не более 15 кг.

Жидкость предлагаемого состава готовят следующим образом. В нагретую до 50-80^oC смесь гликолей и воды в определенной последовательности загружают при перемешивании до полного растворения присадки: гидроксид натрия, тетраборат натрия, бензотриазол и бромтимоловый синий. Все перемешивается до получения однородной жидкости и затем фильтруется.

Охлаждающая жидкость характеризуется показателями: величина коррозии металлов, величина pH, щелочность, температура начала кристаллизации, пенообразование, стабильность состава, набухание резин. Измерения указанных показателей были выполнены по методикам ГОСТ 28084.

Использование: в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах и в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания. Жидкость содержит, мас. %: гликоли 35 - 96, гидроксид натрия 0,07 - 0,15, тетраборат натрия 0,6 - 1,3, бензотриазол 0,005 - 0,01, индикатор рН бромтимоловый синий 0,0003 - 0,0015, вода - остальное. Технический результат: обеспечение совместимости с другими антифризами на основе гликолей, улучшение экологических и эксплуатационных свойств и повышение стабильности охлаждающей жидкости. 1 табл.

Охлаждающая жидкость, содержащая воду, гликоли и ингибирующую композицию, в которую входит тетраборат натрия, гидроксид натрия, бензотриазол, отличающаяся тем, что дополнительно содержит индикатор pH бромтимоловый синий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гликоли - 35 - 96
Гидроксид натрия - 0,07 - 0,15
Тетраборат натрия - 0,6 - 1,3
Бензотриазол - 0,005 - 0,01
Бромтимоловый синий - 0,0003 - 0,0015
Вода - Остальное