Область изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к жидким теплоносителям на основе силиката, которые могут быть составлены без добавок, таких как бораты и/или нитриты. Изобретение также относится к концентратам и наборам для приготовления указанных жидких теплоносителей на основе силиката, способам получения указанных жидких теплоносителей на основе силиката, а также к способам и областям применения с использованием указанных жидких теплоносителей на основе силиката.
Уровень техники
[0002] Жидкие теплоносители широко используют в системах теплообмена, связанных с двигателями внутреннего сгорания, солнечными системами, топливными элементами, электродвигателями, генераторами, электрооборудованием и т.п. Жидкие теплоносители обычно состоят из базовой жидкости и одной или нескольких добавок.
[0003] Исторически при рассмотрении теплопередачи вода была предпочтительной базовой жидкостью. Во многих областях применения необходимы свойства незамерзающей жидкости, и используют базовую жидкость, состоящую из воды, смешанной с понизителями температуры замерзания типа спиртов, гликолей или солей. Добавки, присутствующие в жидких теплоносителях, могут быть использованы для получения ряда функциональных возможностей, таких как (дополнительно) понижение точки замерзания, улучшение теплообменных свойств, ингибирование коррозии и т.п. Так как жидкие теплоносители находятся в постоянном контакте с металлическими частями (алюминиевые сплавы, чугун, сталь, медь, латунь, припой и т.д.), они всегда содержат один или несколько ингибиторов коррозии.
[0004] Силикаты, такие как неорганические силикаты, представляют собой известные ингибиторы коррозии, которые особенно полезны для обеспечения защиты алюминия. Хотя алюминий все чаще используют в качестве альтернативы в современных двигателях, чугун и сталь по-прежнему часто используют для некоторых деталей двигателей большой мощности, таких как блок цилиндров, гильзы цилиндров, коленчатый вал и охладитель рециркуляции отработавших газов. Таким образом, жидкие теплоносители, например, жидкие теплоносители, используемые в двигателях большой мощности, должны содержать дополнительные ингибиторы коррозии, обычно в форме дополнительных неорганических ингибиторов коррозии, таких как нитриты и/или бораты, которые известны своими свойствами защиты от коррозии сплавов железа (таких как, чугун и сталь).
[0005] Например, в документе US 5643493 описан концентрат ингибитора коррозии, содержащий определенное количество воды, триазола, гидроксида щелочного металла, бората, силиката щелочного металла, стабилизатора силиката и антивспенивающего агента.
[0006] Однако использование нитритов и боратов в рецептурах хладагента находится под давлением из-за возросшего осознания связанных с ними проблем для здоровья и окружающей среды. Например, нитрит натрия, который используют в качестве источника нитритов в жидких теплоносителях, классифицируют в соответствии с Регламентом CLP (EC) № 1272/2008 как имеющий острую токсичность, пероральную (Категория 3) и острую токсичность в водной среде (Категория 1). Бура, используемая в качестве источника боратов в жидких теплоносителях, по тому же Регламенту классифицируется как токсичная для репродукции категории 1B. Следовательно, существует потребность в альтернативных хладагентах на основе неорганических силикатов, которые могут снижать или исключать использование боратов и/или нитритов.
[0007] Цель настоящего изобретения состоит в разработке улучшенных жидких теплоносителей на основе неорганических силикатов.
[0008] Еще одна цель настоящего изобретения состоит в разработке жидких теплоносителей на основе неорганических силикатов, содержащих пониженные количества нитрита и/или бората, при этом обладающих сопоставимым или улучшенным ингибированием коррозии сплавов железа (таких как чугун или сталь) по сравнению с известными жидкими теплоносителями, содержащими нитрит и/или борат.
[0009] Еще одной целью настоящего изобретения является разработка жидких теплоносителей на основе неорганических силикатов, не содержащих нитрат и/или борат, при этом обладающих сопоставимым или улучшенным ингибированием коррозии сплавов железа (таких как чугун или сталь) по сравнению с известными жидкими теплоносителями, содержащими нитрит и/или борат.
[0010] Еще одна цель настоящего изобретения состоит в разработке жидких теплоносителей на основе неорганических силикатов, обладающих более длительным сроком службы по сравнению с известными жидкими теплоносителями, например, теплоносителями, содержащими нитрит и/или борат.
Сущность изобретения
[0011] Заявители настоящего изобретения неожиданно установили, что одна или несколько из этих целей могут быть достигнуты за счет использования жидких теплоносителей на основе силиката, дополнительно содержащих ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль:
(I),
где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2;
где Y означает атом водорода, катион щелочного металла, катион аммония или их комбинации;
где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода; и
где X1, X2 и X3 каждый независимо выбран из атома водорода, гидроксильной группы, алкила, арила, спирта, альдегида, кетона, сложного эфира, амида или амина.
[0012] Как будет показано в прилагаемых примерах, установлено, что композиции, содержащие силикат и соединения формулы (I), проявляют повышенное ингибирование коррозии как на алюминиевых субстратах, так и на субстратах из сплавов железа по сравнению с подобными композициями, содержащими борат или другую ароматическую кислоту. На основании данного описания специалисту будет понятно, что за счет использования композиций в соответствии с изобретением количество нитритов и/или боратов, используемых, например, в жидких теплоносителях, может быть значительно уменьшено или даже полностью исключено. Кроме того, можно продлить срок службы известного жидкого теплоносителя за счет использования композиций в соответствии с изобретением.
[0013] Таким образом, в первом аспекте изобретение предлагает композиции, проявляющие улучшенную защиту от коррозии, которые содержат базовую жидкость, силикат и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль.
[0014] В предпочтительных вариантах осуществления предложены композиции по изобретению в форме готовых к использованию композиций.
[0015] В предпочтительных вариантах осуществления предложены композиции по изобретению в форме концентратов для приготовления готовых к использованию композиций, описанных в изобретении.
[0016] В другом аспекте изобретение предлагает набор для приготовления готовых к использованию композиций, описанных в изобретении.
[0017] В еще одном аспекте изобретение предлагает способ приготовления композиций, описанных в изобретении.
[0018] В другом аспекте изобретение предлагает способ приготовления готовых к использованию композиций, описанных в изобретении, из концентрата.
[0019] В еще одном аспекте изобретение предлагает способ приготовления готовых к использованию композиций, описанных в изобретении, из набора.
[0020] В другом аспекте изобретение предлагает соответствующие области применения соединения формулы (I) или его соли.
[0021] В еще одном аспекте изобретение предлагает соответствующие области применения готовых к использованию композиций, описанных в изобретении.
Описание вариантов осуществления
[0022] В первом аспекте изобретение предлагает композиции, содержащие базовую жидкость, силикат и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль:
(I),
где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2;
где Y означает атом водорода или катион;
где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода;
где X1, X2 и X3 каждый независимо выбран из атома водорода, гидроксильной группы, алкила, арила, спирта, альдегида, кетона, сложного эфира, амида или амина;
где базовая жидкость состоит из воды, спирта или их смеси.
[0023] В наиболее предпочтительных вариантах осуществления композиция содержит больше чем 80% масс. от общей массы композиции базовой жидкости, например, больше чем 85% масс., больше чем 90% масс., больше чем 95% масс., больше чем 98% масс., больше чем 99% масс. или больше чем 99,5% масс.
Силикат
[0024] Силикат, используемый в композиции по изобретению, может представлять собой неорганический силикат или органический силикат.
[0025] В предпочтительных вариантах изобретения силикат представляет собой неорганический силикат. Как используется в изобретении, термин «неорганический силикат» относится к любой соли, где анион состоит из кремния и кислорода.
[0026] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения силикат представляет собой неорганический силикат, выбираемый из группы, состоящей из метасиликата калия, ортосиликата натрия, дисиликата калия, метасиликата натрия, метасиликата калия, метасиликата лития, ортосиликата лития, дисиликата рубидия, тетрасиликата рубидия, смешанных силикатов, силиката тетраметиламмония, силиката тетраэтиламмония, силиката аммония, силиката тетрагидроксиэтиламмония и их комбинаций. В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения силикат представляет собой метасиликат щелочного металла, предпочтительно метасиликат щелочного металла, выбираемый из метасиликата натрия, метасиликата калия и их комбинаций, наиболее предпочтительно метасиликат натрия.
[0027] В вариантах осуществления изобретения силикат представляет собой органический силикатный сложный эфир, такой как органический ортосиликат типа Si(OR)4, где R представляет собой алкил, арил или гидроксиалкильную группу, предпочтительно R представляет собой C1-C8-алкил, арил или гидроксиалкильную группу, предпочтительно R представляет собой метил, этил или пропил, наиболее предпочтительно R представляет собой метил.
Ароматическая поликислота
[0028] Специалисту будет понятно, что группы «COOY», «SO2(OY)» и «PO(OY)2», используемые в изобретении, означают карбоновую кислоту или ее соль, сульфоновую кислоту или ее соль и фосфоновую кислоту или ее соль, соответственно.
[0029] На основании данных указаний специалисту будет понятно, что ароматические поликислоты, находящиеся в композициях по изобретению, могут быть предоставлены в форме свободной кислоты, в форме соли, как правило, основно-аддитивной соли, в форме смеси разных солей или в форме смеси свободной кислоты и одной или нескольких солевых форм. В предпочтительных вариантах изобретения предложены композиции, описанные в изобретении, где Y означает атом водорода, катион щелочного металла, катион аммония или их комбинации. В вариантах осуществления изобретения Y означает катион. В принципе изобретение не ограничено какими-либо конкретными (группой) солями, и Y может означать любой катион, предпочтительно Y означает катион щелочного металла, катион щелочноземельного металла, катион аммония или их комбинации, более предпочтительно Y означает катион щелочного металла, катион аммония или их комбинации. В вариантах осуществления катион щелочного металла представляет собой катион калия или натрия, предпочтительно натрия. В вариантах осуществления катион аммония представляет собой четвертичный аммоний-катион, представленный формулой (NRR’R”R’”)+, где R, R’, R” и R’” независимо выбирают из группы разветвленных или линейных C1-C6-алкилов и разветвленных или линейных C1-C6-гидроксиалкилов, предпочтительно из метила, этила, н-пропила и изопропила. В вариантах осуществления катион аммония является протонированным третичным амином, представленным формулой (HNRR’R”)+, где R, R’ и R” независимо выбирают из группы разветвленных или линейных C1-C6-алкилов и разветвленных или линейных C1-C6-гидроксиалкилов, предпочтительно из метила, этила, н-пропила и изопропила.
[0030] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где X1, X2 и X3 независимо выбирают из атома водорода, гидроксильной группы, алкила или спирта, предпочтительно X1, X2 и X3 независимо выбирают из атома водорода, гидроксильной группы, C1-C4-алкила или C1-C4-спирта.
[0031] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают атом водорода, гидроксильную группу, C1-C4-алкил или C1-C4-спирт.
[0032] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают атом водорода.
[0033] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают гидроксильную группу.
[0034] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают алкильную группу, выбираемую из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила или трет-бутила.
[0035] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все X1, X2 и X3 означают алкильную группу, выбираемую из метила или этила.
[0036] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают арильную группу, выбираемую из фенила, 2-толила, 3-толила, 4-толила, 3-o-ксилила, 4-o-ксилила, 2-м-ксилила, 4-м-ксилила, 2-п-ксилила, бензила, 1-гидроксифенила, 2-гидроксифенила, 3-гидроксифенила, 4-гидрокси-фенила, 1-o-крезолила, 3-o-крезолила, 4-o-крезолила, 5-o-крезолила, 6-o-крезолила, 1-м-крезолила, 2-м-крезолила, 4-м-крезолила, 5-м-крезолила, 6-м-крезолила, 1-п-крезолила, 2-п-крезолила, 3-п-крезолила, 1-аминофенила, 2-аминофенила, 3-амино-фенила, 2-метоксифенила, 3-метоксифенила, 4-метоксифенила, 1-нафтила или 2-нафтила, предпочтительно выбираемую из фенила или 4-гидроксифенила.
[0037] В некоторых вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают спирт, предпочтительно спирт, выбираемый из алифатических разветвленных и линейных C1-C6-гидроксиалкилов, предпочтительно спирт, выбираемый из гидроксиметила, 1-гидрокси-этила, 2-гидроксиэтила, 1-гидроксипропила, 2-гидроксипропила, 3-гидроксипропила, 1-гидроксибутила, 2-гидроксибутила, 3-гидрокси-бутила, 4-гидроксибутила.
[0038] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают альдегид или кетон, выбираемый из числа -(CH2)n(CO)Z, где n означает 0, 1, 2, 3, 4 или 5, и Z выбирают из группы, состоящей из атома водорода, разветвленных или линейных C1-C6-алкилов, предпочтительно из атома водорода, метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила или трет-бутила.
[0039] В некоторых вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают сложный эфир, выбираемый из -(CH2)n(COO)Z, где n имеет значения 0, 1, 2, 3, 4 или 5, и Z выбирают из группы, состоящей из разветвленных или линейных C1-C6-алкилов, предпочтительно из атома водорода, метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила или трет-бутила.
[0040] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают амид, выбираемый из -(CH2)n(CON)Z1Z2, где n имеет значение 0, 1, 2, 3, 4 или 5, и Z1 и Z2 независимо выбирают из группы, состоящей из атома водорода, разветвленных или линейных C1-C6-алкилов, предпочтительно из атома водорода, метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила или трет-бутила.
[0041] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где, по меньшей мере, один, предпочтительно, по меньшей мере, два, более предпочтительно все из X1, X2 и X3 означают амин, выбираемый из -(CH2)nNZ1Z2, где n означает 0, 1, 2, 3, 4 или 5, и Z1 и Z2 независимо выбирают из группы, состоящей из атома водорода, разветвленных или линейных C1-C6-алкилов и разветвленных или линейных C1-C6-гидроксиалкилов, предпочтительно из атома водорода, метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, втор-бутила или трет-бутила.
[0042] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где один из R1, R2 и R3 представляет собой COOY.
[0043] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где один из R1, R2 и R3 представляет собой COOY и ни один из R1, R2 и R3 не является атомом водорода.
[0044] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где один из R1, R2 и R3 представляет собой COOY, и X1, X2 и X3 каждый независимо выбирают из атома водорода и метила.
[0045] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где один из R1, R2 и R3 представляет сбой COOY, и X1, X2 и X3 представляют собой атом водорода.
[0046] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где один из R1, R2 и R3 представляет собой атом водорода.
[0047] В более предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, предпочтительно готовая к использованию композиция, описанная в изобретении, где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY или SO2(OY).
[0048] В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где ароматическая поликислота в соответствии с формулой (I) представляет собой соединение формулы (I)a, (I)b, (I)c или (I)d.
[0049] Таким образом, в предпочтительных вариантах изобретения предложены композиции, содержащие метасиликат щелочного металла, предпочтительно метасиликат натрия, и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль:
(I),
где R1, R2 и R3 каждый независимо выбирают из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2;
где Y означает атом водорода или катион;
где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода;
где один из R1, R2 и R3 представляет собой COOY
где X1, X2 и X3 представляют собой атом водорода;
где базовая жидкость состоит из воды, моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их смесей; и
где композиция содержит больше чем 80% масс. от общей массы композиции базовой жидкости.
Концентраты силиката и ароматической поликислоты
[0050] В предпочтительных вариантах предложена композиция по изобретению, содержащая силикат, описанный в изобретении, в количестве больше чем 10 ч/млн Si (масс.), предпочтительно больше чем 100 ч/млн Si. В предпочтительных вариантах предложена композиция по изобретению, содержащая силикат, описанный в изобретении, в количестве меньше чем 10000 ч/млн Si (масс.), предпочтительно меньше чем 2000 ч/млн Si.
[0051] В предпочтительных вариантах осуществления предложена композиция по изобретению, содержащая больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции ароматической поликислоты формулы (I), предпочтительно больше чем 0,01% масс. ароматической поликислоты формулы (I). В предпочтительных вариантах предложена композиция по изобретению, содержащая меньше чем 20% масс. от общей массы композиции ароматической поликислоты формулы (I), предпочтительно меньше чем 10% масс. ароматической поликислоты формулы (I).
[0052] Если ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) используют в форме соли, количество ароматической поликислоты, используемое в этом описании, относится к количеству аниона ароматической поликислоты (то есть, без учета массы катионного противоиона).
[0053] В предпочтительных вариантах предложена композиция по изобретению, в которой массовое отношение ароматической поликислоты формулы (I) к силикату находится в интервале 100:1-1:100, предпочтительно в пределах интервала 50:1-1:50, более предпочтительно в пределах интервала 20:1-1:20, более предпочтительно в пределах интервала 10:1-1:10, более предпочтительно в пределах интервала 5:1-1:5, наиболее предпочтительно в пределах интервала 3:1-1:3. Как используется в данном случае, если ароматическую поликислоту используют в форме соли и/или силикат представляет собой неорганический силикат, массовое отношение рассчитывают в пересчете на анион ароматической поликислоты и анион силиката (то есть, без учета массы катионного противоиона).
Базовая жидкость
[0054] В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость состоит из воды, моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, тетраэтиленгликоля, пентаэтиленгликоля, гексаэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, дипропиленгликоля, трипропиленгликоля, тетрапропиленгликоля, пентапропиленгликоля, гексапропиленгликоля, метанола, этанола, пропанола, бутанола, тетрагидрофурфурила, этоксилированного фурфурила, диметилового эфира глицерина, сорбита, 1,2,6-гексантриола, триметилолпропана, метоксиэтанола и глицерина.
[0055] В данном случае «моноэтиленгликоль», как следует понимать, означает «этан-1,2-диол» и взаимозаменяемо называется как «МЭГ» (MEG).
[0056] В данном случае «монопропиленгликоль», как следует понимать, означает «пропан-1,2-диол» и взаимозаменяемо называется как «МПГ» (MPG).
[0057] В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения базовая жидкость состоит из воды моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их смесей.
[0058] В вариантах изобретения базовая жидкость содержит больше чем 50% масс. (из расчета на массу базовой жидкости) воды, предпочтительно больше чем 70% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 95% масс. воды. В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость состоит из воды.
[0059] В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость содержит больше чем 50% масс. (из расчета на массу базовой жидкости) моноэтиленгликоля, предпочтительно больше чем 70% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 95% масс. моноэтиленгликоля. В вариантах изобретения базовая жидкость состоит из моноэтиленгликоля.
[0060] В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость содержит больше чем 50% масс. (из расчета на массу базовой жидкости) монопропиленгликоля, предпочтительно больше чем 70% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 95% масс. монопропиленгликоля. В вариантах изобретения базовая жидкость состоит из монопропилен-гликоля.
[0061] В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость содержит больше чем 50% масс. (из расчета на массу базовой жидкости) 1,3-пропандиола, предпочтительно больше чем 70% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 95% масс. 1,3-пропандиола. В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость состоит из 1,3-пропандиола.
[0062] В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость содержит больше чем 50% масс. (из расчета на массу базовой жидкости) глицерина, предпочтительно больше чем 70% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 95% масс. глицерина. В вариантах осуществления изобретения базовая жидкость состоит из глицерина.
[0063] В вариантах осуществления изобретения композиция, предложенная в изобретении, не содержит моноэтиленгликоль, монопропиленгликоль, 1,3-пропандиол и глицерин. В вариантах осуществления изобретения композиция, предложенная в изобретении, свободна от алифатических полиолов.
[0064] Как будет понятно специалисту в данной области техники, базовую жидкость обычно добавляют «в достаточном количестве», и ее количество, следовательно, особенно не ограничено. В вариантах осуществления изобретения композиция содержит меньше чем 99,9% масс. от общей массы композиции базовой жидкости, например, меньше чем 99,8% масс., меньше чем 99,5% масс. или меньше чем 99% масс.
Без бората/нитрита
[0065] В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения композиция, предложенная в изобретении, по существу не содержит органические бораты. В вариантах осуществления композиция содержит меньше чем 1000 ч/млн (масс.) неорганических боратов, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн (масс.), предпочтительно меньше чем 50 ч/млн (масс.), более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн (масс.) неорганических боратов.
[0066] Если неорганический борат используют в форме соли, количество неорганического бората, которое используют в данном документе, относится к количеству борат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).
[0067] В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения композиция, предложенная в изобретении, по существу не содержит бораты. В вариантах осуществления композиция содержит меньше чем 1000 ч/млн (масс.) боратов, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн (масс.), предпочтительно меньше чем 50 ч/млн (масс.), более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн (масс.) боратов. Термин «бораты», используемый в изобретении, относится как к неорганическим, так и органическим боратам.
[0068] В более предпочтительных вариантах осуществления изобретения композиция, предложенная в изобретении, по существу не содержит неорганические нитриты. В вариантах осуществления композиция содержит меньше чем 1000 ч/млн (масс.) неорганических нитритов, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн (масс.), предпочтительно меньше чем 50 ч/млн (масс.), более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн (масс.) неорганических нитритов.
[0069] В предпочтительных вариантах изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, по существу не содержит нитриты. В вариантах осуществления готовая к использованию композиция содержит меньше чем 1000 ч/млн (масс.) нитритов, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн (масс.), предпочтительно меньше чем 50 ч/млн (масс.), более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн (масс.) нитритов.
[0070] Если неорганический нитрит используют в форме соли, количество неорганического нитрита, используемое в данном документе, относится к количеству нитрит-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).
[0071] В более предпочтительных вариантах изобретения композиция, предложенная в изобретении, по существу не содержит неорганические нитриты и неорганические бораты. В вариантах осуществления композиция содержит суммарное количество меньше чем 1000 ч/млн (масс.) неорганических нитритов и неорганических боратов, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн (масс.), предпочтительно меньше чем 50 ч/млн (масс.), более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн (масс.) неорганических нитритов и неорганических боратов.
[0072] В предпочтительных вариантах изобретения композиция, предложенная в изобретении, по существу не содержит нитриты и бораты. В вариантах осуществления композиция содержит суммарное количество меньше чем 1000 ч/млн (масс.) нитритов и боратов, предпочтительно меньше чем 200 ч/млн (масс.), предпочтительно меньше чем 50 ч/млн (масс.), более предпочтительно меньше чем 10 ч/млн (масс.) нитритов и боратов.
pH
[0073] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция имеет pH между 6,5 и 11, более предпочтительно между 7 и 9.
Ингибирование коррозии
[0074] Как объяснено в данном документе, композиции по изобретению проявляют улучшенное ингибирование коррозии. Следовательно, в предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где образец для испытаний из чугуна (EN-GJL-250, DIN EN 1561), погруженный в композицию, показывает потерю массы меньше чем 20 мг, предпочтительно меньше чем 15 мг, при испытании в соответствии с MTV 5061(2000) (нагретый), и/или где образец для испытания из алюминия (EN AC-AlSi10Mg(a)T6, DIN EN 1706) показывает потерю массы меньше чем 10 мг, предпочтительно меньше чем 2 мг, при испытании в соответствии с MTV 5061 (2000) (нагретый).
Добавки
[0075] В предпочтительных вариантах осуществления композиция по изобретению дополнительно содержит одну или несколько добавок, выбираемых из группы, состоящей из ингибиторов коррозии, антиоксидантов, противоизносных агентов, детергентов, антивспенивающих агентов. В предпочтительных вариантах композиция по изобретению также содержит одну или несколько из указанных добавок в количестве в пределах интервала 0,001-10% масс. от общей массы композиции, предпочтительно 0,01-5% масс.
[0076] В предпочтительных вариантах осуществления композиция по изобретению дополнительно содержит одну или несколько добавок, выбираемых из группы, состоящей из тиазолов, триазолов, полиолефинов, полиалкиленоксидов, силиконовых масел, алифатических монокарбоновых кислот, алифатических дикарбоновых кислот, алифатических трикарбоновых кислот, молибдатов и фосфатов. В предпочтительных вариантах осуществления композиция по изобретению также содержит одну или несколько из указанных добавок в количестве в пределах интервала 0,001-10% масс. от общей массы композиции, предпочтительно 0,01-5% масс.
[0077] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит триазол или тиазол, предпочтительно ароматический триазол или тиазол. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит один или несколько триазолов, выбираемых из группы, состоящей из толилтриазола, бензотриазол или их комбинаций.
[0078] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит триазол или тиазол, предпочтительно толилтриазол или бензотриазол, в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,01% масс., предпочтительно больше чем 0,1% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0079] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит антивспенивающий агент. Предпочтительно, антивспенивающий агент выбирают из группы, состоящей из полиолефина, полиалкиленоксида, силиконового полимера (такого как 3D силиконовый полимер) или силиконового масла.
[0080] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит антивспенивающий агент в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,005% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0081] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит ингибиторы коррозии, выбираемые из группы, состоящей из ароматических карбоксилатов, алифатических монокарбоксилатов, алифатических дикарбоксилатов, алифатических трикарбоксилатов, молибдатов и фосфатов.
[0082] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит алифатический монокарбоксилат, предпочтительно алифатический монокарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C4-C12-алифатических монокарбоксилатов, предпочтительно алифатический монокарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C7-C10-алифатических монокарбоксилатов, более предпочтительно алифатический монокарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C8-C9-алифатических монокарбоксилатов, в количестве больше чем 0,01% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,1% масс., предпочтительно больше чем 0,5% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0083] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит алифатический дикарбоксилат, предпочтительно алифатический дикарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C6-C16-алифатических дикарбоксилатов, в количестве больше чем 0,01% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,1% масс., предпочтительно больше чем 0,3% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0084] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит алифатический трикарбоксилат, предпочтительно алифатический трикарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C7-C18-алифатических трикарбоксилатов, в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,005% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0085] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит ароматический карбоксилат, предпочтительно ароматический карбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из бензоата, бензол-1,2-дикарбоксилата, бензол-1,2,3-трикарбоксилата, бензол-1,2,4-трикарбоксилата, бензол-1,4-дикарбоксилата и их комбинаций, в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,005% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0086] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит молибдат, предпочтительно неорганический молибдат, в количестве больше чем 1 ч/млн (масс.) молибдата, предпочтительно больше чем 10 ч/млн, предпочтительно больше чем 100 ч/млн и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 1000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 500 ч/млн.
[0087] Если молибдат используют в форме соли, количество молибдата, используемое в данном документе, относится к количеству молибдат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).
[0088] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит фосфат, предпочтительно неорганический фосфат в количестве больше чем 1 ч/млн (масс.) фосфата, предпочтительно больше чем 10 ч/млн, предпочтительно больше чем 100 ч/млн и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 1000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 500 ч/млн.
[0089] Если фосфат используют в форме соли, количество фосфата, используемое в данном документе, относится к количеству фосфат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).
[0090] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит антиоксидант. Предпочтительно антиоксидант выбирают из группы, состоящей из фенолов, таких как 2,6-ди-трет-бутилметил-фенол и 4,4’-метилен-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол); ароматических аминов, таких как п, п-диоктилфениламин, монооктилдифениламин, фенотиазин, 3,7-диоктилфенотиазин, фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, алкилфенил-1-нафтиламины и алкилфенил-2-нафтиламины, а также серосодержащих соединений, например, дитиофосфатов, фосфитов, сульфидов и дитиометаллических солей, такие как бензотиазол, диалкилдитиофосфаты олова и диарилдитиофосфаты цинка.
[0091] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит антиоксидант в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,005% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0092] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит противоизносный агент. Предпочтительно, противоизносный агент выбирают из группы, состоящей из эфиров фосфорной кислоты, фосфитов, тиофосфитов, например, диалкилдитиофосфатов цинка, диарилдитиофосфатов цинка, трикрезилфосфатов, хлорированных восков, сульфированных жиров и олефинов, таких как эфиры тиодипропионовой кислоты, диалкилсульфиды, диалкилполисульфиды, алкилмеркаптаны, дибензотиофены и 2,2’-дитиобис(бензотиазол); органических соединений свинца, жирных кислот, галоген-замещенных кремнийорганических соединений и галоген-замещенных соединений фосфора.
[0093] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит противоизносный агент в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,005% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0094] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция также содержит поверхностно-активное вещество. Предпочтительно поверхностно-активное вещество выбирают из группы, состоящей из анионных поверхностно-активных веществ, таких как анионные поверхностно-активные вещества, которые являются солью соединения, представленного как R-X; где X означает сульфатную группу, фосфатную группу, сульфонатную группу или карбоксилатную группу, предпочтительно сульфатную группу; и где R выбирают из:
- разветвленных или линейных C5-C24-алкильных групп;
- разветвленных или линейных мононенасыщенных C5-C24-алкенильных групп;
- разветвленных или линейных полиненасыщенных C5-C24-алкенильных групп;
- алкилбензольных групп, содержащих C8-C15-алкил;
- алкенилбензольных групп, содержащих C8-C15-алкенил;
- алкилнафталиновых групп, содержащих C3-C15-алкил;
- алкенилнафталиновых групп, содержащих C3-C15-алкенил;
- алкилфенольных групп, содержащих C8-C15-алкил; и
- алкенилфенольных групп, содержащих C8-C15-алкенил.
[0095] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в описании, где композиция дополнительно содержит поверхностно-активное вещество в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,005% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс. и/или меньше чем 10% масс., предпочтительно меньше чем 5% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс.
[0096] В более предпочтительных вариантах осуществления композиция, описанная в изобретении, представляет собой жидкий теплоноситель, предпочтительно жидкий теплоноситель, подходящий для использования в двигателе внутреннего сгорания, солнечной системе, топливном элементе, электродвигателе, генераторе, аккумуляторе, электромобиле на аккумуляторах или электронном оборудовании, наиболее предпочтительно жидкий теплоноситель приемлем для использования в двигателе внутреннего сгорания (также называется хладагентом для двигателя).
[0097] Как будет понятно специалисту, в зависимости, например, от предполагаемой области применения композиции по изобретению могут быть составлены и использованы при разных концентрациях. Следовательно, изобретение особенно не ограничено по концентрации силиката, ароматической поликислоты формулы (I) или других добавок, описанных в изобретении. Таким образом, в зависимости от предполагаемого применения композиции, описанные в изобретении, могут быть приемлемы для использования как они есть или могут требовать разбавления базовой жидкостью перед применением. Однако авторы изобретения установили, что особенно выгодно предоставлять композиции по изобретению в форме готовой к использованию композиции, которая может быть приемлема для применения в качестве охлаждающей жидкости двигателя, или в форме концентрата, который приемлем для приготовления указанной готовой к использованию композиции.
Готовая к использованию композиция
[0098] В более предпочтительном варианте осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, в форме готовой к использованию композиция, где:
- концентрация силиката находится в пределах интервала 30-150 ч/млн Si (масс.), предпочтительно в пределах интервала 50-140 ч/млн Si, предпочтительно в пределах интервала 70-130 ч/млн Si, наиболее предпочтительно в пределах интервала 75-125 ч/млн Si; и
- композиция содержит больше чем 90% масс., предпочтительно больше чем 95% масс., предпочтительно больше чем 98% масс., предпочтительно больше чем 99% масс. базовой жидкости.
[0099] В вариантах изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит силикат в концентрации больше чем 35 ч/млн Si (масс.), больше чем 40 ч/млн Si, больше чем 45 ч/млн Si, больше чем 55 ч/млн Si, больше чем 60 ч/млн Si, больше чем 65 ч/млн Si или больше чем 70 ч/млн Si.
[0100] В вариантах изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит силикат в концентрации меньше чем 150 ч/млн Si (масс.), меньше чем 145 ч/млн Si, меньше чем 140 ч/млн Si, меньше чем 135 ч/млн Si или меньше чем 130 ч/млн Si. В вариантах изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит меньше чем 150 ч/млн Si (масс.), меньше чем 145 ч/млн Si, меньше чем 140 ч/млн Si, меньше чем 135 ч/млн Si или меньше чем 125 ч/млн Si.
[0101] В вариантах осуществления изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит больше чем 0,002% масс. от общей массы композиции ароматической поликислоты формулы (I), предпочтительно больше чем 0,004% масс., предпочтительно больше чем 0,008% масс., предпочтительно больше чем 0,01% масс., предпочтительно больше чем 0,012% масс., предпочтительно больше чем 0,015% масс., предпочтительно больше чем 0,020% масс., предпочтительно больше чем 0,025% масс., предпочтительно больше чем 0,03% масс., предпочтительно больше чем 0,04% масс., предпочтительно больше чем 0,05% масс., предпочтительно больше чем 0,07% масс. ароматической поликислоты формулы (I).
[0102] В вариантах осуществления изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит меньше чем 1% масс. от общей массы композиции ароматической поликислоты формулы (I), предпочтительно меньше чем 0,5% масс., более предпочтительно меньше чем 0,25% масс. ароматической поликислоты формулы (I).
[0103] В вариантах изобретения готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит меньше чем 5% масс. от общей массы композиции ароматической поликислоты формулы (I), предпочтительно меньше чем 2% масс., предпочтительно меньше чем 1% масс., предпочтительно меньше чем 0,80% масс., предпочтительно меньше чем 0,75% масс., предпочтительно меньше чем 0,70% масс., предпочтительно меньше чем 0,65% масс., предпочтительно меньше чем 0,60% масс., предпочтительно меньше чем 0,55% масс., предпочтительно меньше чем 0,50% масс., предпочтительно меньше чем 0,45% масс., предпочтительно меньше чем 0,40% масс., предпочтительно меньше чем 0,35% масс., предпочтительно меньше чем 0,30% масс., ароматической поликислоты формулы (I).
[0104] В предпочтительных вариантах готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит 0,001-5% масс. от общей массы композиции ароматической поликислоты формулы (I), предпочтительно 0,01-1% масс., более предпочтительно 0,05-0,25% масс. ароматической поликислоты формулы (I).
[0105] В предпочтительных вариантах готовая к использованию композиция, предложенная в изобретении, содержит 30-70% масс. от общей массы композиции полиспирта, предпочтительно полиспирта, выбираемого из группы, состоящей из моноэтилен-гликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и глицерина, наиболее предпочтительно моноэтиленгликоля.
Концентрат
[0106] В предпочтительном варианте осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, в форме концентрата, приемлемого для приготовления готовой к использованию композиции, описанной в изобретении.
[0107] В предпочтительных вариантах осуществления концентрат приемлем для приготовления готовой к использованию композиции, описанной в изобретении, путем добавления воды и/или спирта; предпочтительно путем добавления воды, моноэтилен-гликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и/или глицерина; наиболее предпочтительно путем добавления воды. В более предпочтительных вариантах осуществления концентрат приемлем для приготовления готовой к использованию композиции путем добавления только воды и/или спирта; предпочтительно путем добавления только воды, моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и/или глицерина; наиболее предпочтительно путем добавления только воды (то есть, никаких других ингредиентов не нужно добавлять, чтобы приготовить из концентрата готовую к использованию композицию, описанную в изобретении).
[0108] В вариантах осуществления предложен концентрат, где концентрация силиката составляет больше чем 150 ч/млн Si (масс.), предпочтительно больше чем 170 ч/млн Si, предпочтительно больше чем 185 ч/млн Si, наиболее предпочтительно больше чем 200 ч/млн Si.
[0109] В предпочтительных вариантах осуществления предложен концентрат, где концентрация силиката находится в пределах интервала 151-300 ч/млн Si (масс.), предпочтительно в пределах интервала 151-275 ч/млн Si, более предпочтительно в пределах интервала 180-260 ч/млн Si, наиболее предпочтительно в пределах интервала 190-250 ч/млн Si.
[0110] В предпочтительных вариантах осуществления предложен концентрат, где концентрация силиката находится в пределах интервала 301-10000 ч/млн Si (масс.), предпочтительно в пределах интервала 500-9000 ч/млн Si, более предпочтительно в пределах интервала 800-8000 ч/млн Si, наиболее предпочтительно в пределах интервала 1000-7000 ч/млн Si.
[0111] В предпочтительных вариантах осуществления концентрат содержит базовую жидкость, определенную в изобретении; силикат, определенный в изобретении; и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль, определенные в изобретении, причем концентрация силиката составляет больше чем 150 ч/млн Si (масс.), предпочтительно больше чем 170 ч/млн Si, предпочтительно больше чем 185 ч/млн Si, наиболее предпочтительно больше чем 200 ч/млн Si, и где больше чем 80% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 90% масс. концентрата составляет полиспирт, предпочтительно полиспирт, выбираемый из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и глицерина, наиболее предпочтительно моноэтиленгликоля.
[0112] В предпочтительных вариантах концентрат содержит базовую жидкость, определенную в изобретении; силикат, определенный в изобретении; и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль, которые определены в изобретении, причем концентрация силиката составляет больше чем 150 ч/млн Si (масс.), предпочтительно больше чем 170 ч/млн Si, предпочтительно больше чем 185 ч/млн Si, наиболее предпочтительно больше чем 200 ч/млн Si, и где больше чем 80% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 90% масс. концентрата составляет вода.
[0113] В предпочтительных вариантах концентрат содержит базовую жидкость, определенную в изобретении; силикат, определенный в изобретении; и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль, которые определены в изобретении; и концентрат содержит ароматическую поликислоту в количестве больше чем 0,01% масс. от общей массы концентрата, предпочтительно больше чем 0,09% масс.
[0114] В вариантах осуществления концентрат содержит базовую жидкость, определенную в изобретении; силикат, определенный в изобретении; и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль, которые определены в изобретении, причем концентрация силиката находится в пределах интервала 151-300 ч/млн Si (масс.), предпочтительно в пределах интервала 151-275 ч/млн Si, более предпочтительно в пределах интервала 180-260 ч/млн Si, наиболее предпочтительно в пределах интервала 190-250 ч/млн Si, и где концентрат содержит ароматическую поликислоту в количестве больше чем 0,1% масс. от общей массы концентрата, предпочтительно больше чем 0,3% масс., более предпочтительно больше чем 0,7% масс.
[0115] В вариантах осуществления концентрат содержит базовую жидкость, определенную в изобретении; силикат, определенный в изобретении; и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль, которые определены в изобретении, причем концентрация силиката находится в пределах интервала 301-10000 ч/млн Si (масс.), предпочтительно в пределах интервала 500-9000 ч/млн Si, более предпочтительно в пределах интервала 800-8000 ч/млн Si, наиболее предпочтительно в пределах интервала 1000-7000 ч/млн Si, и где концентрат содержит ароматическую поликислоту в количестве больше чем 1% масс. от общей массы концентрата, предпочтительно больше чем 2% масс., более предпочтительно больше чем 5% масс.
Способы получения
[0116] В другом аспекте изобретения предложен способ получения композиции, определенной в изобретении, включающий стадии:
(i) подготовки базовой жидкости, определенной в описании;
(ii) подготовки силиката, определенного в описании;
(iii) подготовки ароматической поликислоты в соответствии с формулой (I), определенной в описании;
(iv) необязательно подготовки дополнительных добавок, определенных в описании; и
(v) объединение базовой жидкости стадии (i) с силикатом стадии (ii), ароматической поликислотой стадии (iii) и необязательными дополнительными добавками стадии (iv) с получением композиции.
[0117] В соответствии с изобретением порядок добавления соединений особенно не ограничен.
[0118] В другом аспекте изобретения предложен способ приготовления готовой к использованию композиции, определенной в описании, включающий стадии:
(i) подготовки концентрата, определенного в описании;
(ii) подготовки воды, спирта или их смеси;
(iii) необязательно подготовки дополнительных добавок, определенных в описании; и
(iv) объединения концентрата стадии (i) с водой, спиртом или их смесью стадии (ii) и необязательных дополнительных добавок стадии (iv) с получением готовой к использованию композиции.
[0119] В предпочтительных вариантах осуществления предложен способ приготовления готовой к использованию композиции, определенной в описании, включающий следующие стадии:
(i) подготовка концентрата, определенного в описании;
(ii) подготовка воды, спирта или их смеси;
(iii) объединение концентрата стадии (i) с водой, спиртом или их смесью стадии (ii) с получением готовой к использованию композиции.
[0120] В более предпочтительных вариантах спирт на второй стадии выбирают из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и их комбинаций.
[0121] В предпочтительных вариантах осуществления стадия (ii) включает подготовку больше чем 50% масс. (из расчета на массу концентрата) воды, спирта или их смеси, предпочтительно больше чем 100% масс., больше чем 150% масс. больше чем 200% масс. или больше чем 500% масс. воды, спирта или их смеси.
Набор из частей
[0122] В другом аспекте изобретения предложен набор для приготовления композиции, предпочтительно готовой к использованию композиции, определенной в описании, включающий:
(i) первый контейнер, содержащий первый раствор силиката, определенного в описании, в воде, спирте или их смесях, предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле, монопропиленгликоле, 1,3-пропандиоле, глицерине или их смесях, более предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле или их смесях, наиболее предпочтительно в воде; и
(ii) второй контейнер, содержащий второй раствор ароматической поликислоты, определенной в описании, в воде, спирте или их смесях, предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле, монопропиленгликоле, 1,3-пропандиоле, глицерине или их смесях, более предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле или их смесях, наиболее предпочтительно в воде; и
где концентрация силиката составляет больше чем 100 ч/млн Si (из расчета на массу раствора в первом контейнере), предпочтительно больше чем 400 ч/млн Si, предпочтительно больше чем 1000 ч/млн Si; и
где концентрация ароматической поликислоты составляет больше чем 0,1% масс. (из расчета на массу раствора во втором контейнере), предпочтительно больше чем 1% масс., более предпочтительно больше чем 5% масс.
[0123] В вариантах осуществления набор дополнительно содержит инструкции по объединению первого контейнера и второго контейнера и воды, спирта и их смеси для получения композиции, проявляющей улучшенное ингибирование коррозии, в соответствии с изобретением.
[0124] В другом аспекте изобретения предложен способ приготовления композиции, предпочтительно готовой к использованию композиции, определенной в описании, включающий следующие стадии:
(i) подготовка набора, определенного в описании, включающего первый контейнер, определенный в описании, и второй контейнер, определенный в описании;
(ii) подготовка воды, спирта или их смеси;
(iii) необязательно подготовка дополнительных добавок, определенных в описании; и
(iv) объединение первого контейнера набора, подготовленного на стадии (i), со вторым контейнером набора, подготовленным на стадии (i), водой, спиртом или их смесью стадии (ii) и необязательными дополнительными добавками стадии (iii) с получением готовой к использованию композиции.
[0125] В вариантах осуществления изобретения предложен способ приготовления композиции, предпочтительно готовой к использованию композиции, определенной в описании, включающий стадии:
(i) подготовка набора, определенного в описании, включающего первый контейнер, определенный в описании, и второй контейнер, определенный в описании;
(ii) подготовка воды, спирта или их смеси;
(iii) объединение первого контейнера набора, подготовленного на стадии (i) со вторым контейнером набора, подготовленным на стадии (i), и с водой, спиртом или их смесью стадии (ii) с получением готовой к использованию композиции.
[0126] В более предпочтительных вариантах спирт стадии (ii) выбирают из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и их комбинаций.
[0127] В соответствии с изобретением порядок добавления компонентов особенно не ограничен.
[0128] В предпочтительных вариантах стадия (ii) включает подготовку больше чем 50% масс. (из расчета на суммарную массу первого и второго раствора) воды, спирта или их смеси, предпочтительно больше чем 100% масс., больше чем 150% масс. больше чем 200% масс. или больше чем 500% масс. воды, спирта или их смеси.
Области применения/Способы
[0129] В другом аспекте изобретения предложено применение композиции, предпочтительно готовой к использованию композиции, предложенной в изобретении, в качестве жидкого теплоносителя, предпочтительно в качестве жидкого теплоносителя в двигателе внутреннего сгорания, солнечной системе, топливном элементе, электродвигателе, генераторе, аккумуляторе, электромобиле на аккумуляторах или электронном оборудовании, наиболее предпочтительно в качестве жидкого теплоносителя в двигателе внутреннего сгорания.
[0130] В другом аспекте изобретения предложен способ ингибирования коррозии, включающий введение в контакт композиции, предпочтительно готовой к использованию композиции, предложенной в изобретении, с металлической поверхностью.
[0131] В другом аспекте изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, солнечная система, топливные элементы, электродвигатель, генератор или электронное оборудование, содержащие композицию, предпочтительно готовую к использованию композицию, описанную в изобретении.
[0132] В другом аспекте изобретения предложено применение соединения в соответствии с формулой (I), описанного в изобретении, для улучшения ингибирования коррозии жидкого теплоносителя, предпочтительно, для улучшения ингибирования коррозии жидкого теплоносителя, содержащего силикат, который описан в изобретении,, более предпочтительно, для улучшения ингибирования коррозии жидкого теплоносителя, содержащего силикат, описанный в изобретении, где жидкий теплоноситель свободен от боратов и/или нитритов.
[0133] В другом аспекте изобретения предложен способ теплообмена, включающий:
a. выработку тепла в системе, выбираемой из двигателя внутреннего сгорания, солнечной системы, топливного элемента, электродвигателя, генератора, аккумулятора, электромобиля на аккумуляторах или электронного оборудования, предпочтительно в двигателе внутреннего сгорания;
b. введение в контакт композиции, описанной в изобретении, предпочтительно готовой к использованию композиции, описанной в изобретении, с системой стадии a;
c. передачу тепла от системе к композиции;
d. пропускание композиции через теплообменник; и
e. отведение тепла от композиции.
Примеры
Пример 1
[0134] Неожиданное влияние композиций по изобретению на защиту чугуна и стали показано путем погружения чугунного и стального образца для испытаний в указанную композицию при использовании следующих условий испытания.
[0135] Металлический комплект для испытания готовят в соответствии с модифицированным вариантом стандарта ASTM D1384-05 (повторно одобрен в 2012 г.). Образец из чугуна (EN-GJL-250, DIN EN 1561) и образец из стали (FePO4, DIN EN 10130) разделяют стальным разделителем, а изолирующие разделители, изготовленные из тетрафторэтилена, используют между комплектом для испытания и латунными ножками (CuZn37, DIN 17660). Образцы полностью погружают в 400 мл 40%-ного (об.) разведения деионизированной водой композиций, показанных ниже в таблице. Колбу, содержащую раствор и металлический образец для испытания, закрывают и помещают в печь на 168 часов при 90°C. В таблице 1 показана рецептура различных композиций по изобретению (которые представляют собой жидкие теплоносители). В таблице 2 показана рецептура сравнительных примеров. Все композиции составлены с использованием одного и того же количества ингредиентов, для которых определен интервал, и тех же ингредиентов, когда ингредиент в целом определен.
Таблица 1. Композиции жидкого теплоносителя
Таблица 2. Композиции жидкого теплоносителя (сравнительные примеры)
[0135] В конце испытания металлические образцы для испытания сразу же разбирают и очищают с помощью мягкой щетки и воды, после чего отдельные образцы подвергают дополнительной очищающей обработке. Образцы один раз погружают на 10 минут при комнатной температуре в 10%-ный (об.) раствор соляной кислоты в деионизированной воде, содержащий 0,1% об. пропаргилового спирта (в качестве ингибитора коррозии). Затем образцы очищают водой и сушат. Определяют потерю массы металлических образцов для испытаний, что дает представление о свойствах защиты от коррозии композиций в соответствии с изобретением. В таблице 3 показана сводка результатов для примеров по изобретению (Примеры 1-4) и сравнительных примеров (Сравнительные примеры 5-10). Можно заметить, что в случае примеров в соответствии с изобретением (Примеры 1-4) получены значительно меньшие потери массы на чугунном образце и стальном образце при сравнении со сравнительными примерами. Защита стали, полученная в сравнительном примере 6 обусловлена использованием боратов.
Таблица 3. Результаты испытания примера 1
Пример 2
[0137] Неожиданное влияние композиций по изобретению на чугун и алюминий дополнительно показано в условиях динамического теплообмена в соответствии с методом испытания MTV 5061 (2000). В этом испытании 40%-ное разбавление деионизированной водой композиций, описанных в таблицах 1 и 2, примера 1 циркулируют на испытательном стенде, включающем испытательную камеру с нагретым и ненагретым образцом из чугуна (EN-GJL-250, DIN EN 1561) и вторую испытательную камеры с нагретым и ненагретым образцом из алюминия (EN AC-AlSi10Mg(a)T6, DIN EN 1706). Кроме того, контейнер с металлическим комплектом для испытания устанавливают на испытательном стенде. Металлический комплект для испытания также содержит тот же самый тип чугунного и стального образца, который использовался при испытании в печи вместе с другим металлическим образцом для испытания. В конце испытания металлические образцы для испытания сразу же разбирают и очищают с помощью мягкой щетки и воды, после чего отдельные образцы подвергают дополнительной очищающей обработке, как описано в методе MTV 5061 (2000). Чугунные и стальные образцы для испытания один раз погружают на 10 минут при комнатной температуре в 10%-ный (об.) раствор соляной кислоты в деионизированной воде, содержащий 0,1% об. пропаргилового спирта (в качестве ингибитора коррозии). Затем образцы очищают водой и сушат. В таблице 4 показана сводка результатов, полученных для примеров в соответствии с изобретением (Примеры 1-2) и для сравнительных примеров (Сравнительный пример 5). Из данных таблицы можно увидеть, например, что значительно улучшенная защита чугуна, стали и алюминия получена с примерами по настоящему изобретению (Примеры 1-2) при сравнении со сравнительным примером.
Таблица 4. Результаты испытания композиций жидкого теплоносителя при динамических условиях
1 отрицательный знак указывает на увеличение массы
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СТАБИЛИЗАЦИЯ ГЕКСАГОНАЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ НИТРИДА БОРА | 2015 |
|
RU2701831C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ КОНЦЕНТРАТА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА | 2002 |
|
RU2315797C2 |
| КОНЦЕНТРАТ СИЛИКАТСОДЕРЖАЩЕЙ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ | 2016 |
|
RU2751005C2 |
| ОХЛАЖДАЮЩИЕ КОМПОЗИЦИИ | 2012 |
|
RU2604232C2 |
| РАСТВОР КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СМОЛ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ЕГО СКЛЕИВАЕМАЯ ОРГАНОПОЛИСИЛОКСАНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ | 1995 |
|
RU2129571C1 |
| МЕТАЛЛОЦЕНОВЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛИЭТИЛЕНА | 2021 |
|
RU2824146C1 |
| ДВОЙНОЙ МЕТАЛЛОЦЕНОВЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ СМОЛ С ХОРОШИМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ РАЗДИРУ ПО ПРОДОЛЬНОМУ НАПРАВЛЕНИЮ (MD) ПО ЭЛМЕНДОРФУ | 2005 |
|
RU2382793C2 |
| СЛОЖНЫЕ ПОЛИЭФИРЫ И СОДЕРЖАЩИЕ ИХ ПОКРЫТИЯ | 2014 |
|
RU2642063C2 |
| НОВОЕ МЕТАЛЛОЦЕНОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ, СОДЕРЖАЩАЯ ЕГО КАТАЛИТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ОЛЕФИНОВ С ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕМ | 2012 |
|
RU2529020C2 |
| СРЕДСТВО ДЛЯ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ - ПРОСТОЙ ЭФИР ПОЛИОРГАНОСИЛИКОНА | 2012 |
|
RU2609260C2 |
Изобретение относится к композиции, содержащей базовую жидкость, силикат и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль, где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2; где Y означает атом водорода или катион; где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода; где X1, X2 и X3 каждый независимо выбран из атома водорода, гидроксильной группы, алкила, арила, спирта, альдегида, кетона, сложного эфира, амида или амина; и где базовая жидкость состоит из воды, спирта или их смесей. Также изобретение относится к набору для приготовления композиции, применению соединения, способу теплообмена. Предлагаемое изобретение не использует традиционные нитриты и/или бораты, при этом обладает сопоставимыми и/или улучшенными свойствами по ингибированию коррозии. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр. 
(I)
1. Композиция, содержащая базовую жидкость, силикат и ароматическую поликислоту в соответствии с формулой (I) или ее соль:
(I),
где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2;
где Y означает атом водорода или катион;
где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода;
где X1, X2 и X3 каждый независимо выбран из атома водорода, гидроксильной группы, алкила, арила, спирта, альдегида, кетона, сложного эфира, амида или амина; и
где базовая жидкость состоит из воды, спирта или их смесей.
2. Композиция по п. 1, в которой силикат представляет собой неорганический силикат, предпочтительно метасиликат щелочного металла, предпочтительно натрий метасиликат.
3. Композиция по п. 1 или 2, в которой X1, X2 и X3 независимо выбраны из атома водорода, гидроксильной группы, алкила или спирта, предпочтительно X1, X2 и X3 независимо выбраны из атома водорода, гидроксильной группы, C1-C4-алкила или C1-C4-спирта.
4. Композиция по любому из пп. 1-3, в которой ароматическая поликислота в соответствии с формулой (I) представляет собой соединение формулы (I)a, (I)b, (I)c или (I)d.
5. Композиция по любому из пп. 1-4, в которой базовая жидкость состоит из воды, моноэтиленгликоля, монопропилен-гликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их смесей.
6. Композиция по любому из пп. 1-5, в которой массовое отношение ароматической поликислоты в соответствии с формулой (I) к силикату находится в интервале 100:1-1:100, предпочтительно в пределах интервала 50:1-1:50, более предпочтительно в пределах интервала 20:1-1:20, более предпочтительно в пределах интервала 10:1-1:10, более предпочтительно в пределах интервала 5:1-1:5, наиболее предпочтительно в пределах интервала 3:1-1:3.
7. Композиция по любому из пп. 1-6, в которой композиция содержит больше чем 80% масс. от общей массы композиции базовой жидкости, в частности, больше чем 85% масс., больше чем 90% масс., больше чем 95% масс., больше чем 98% масс., больше чем 99% масс. или больше чем 99,5% масс.
8. Композиция по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащая один, два или три компонента из числа следующих:
- молибдат, предпочтительно неорганический молибдат, в количестве больше чем 1 ч/млн (масс.) молибдата, предпочтительно больше чем 10 ч/млн (масс.), предпочтительно больше чем 100 ч/млн (масс.) молибдата;
- триазол, предпочтительно толилтриазол или бензотриазол, в количестве больше чем 0,001% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,01% масс., предпочтительно больше чем 0,1% масс.; и
- алифатический монокарбоксилат, предпочтительно алифатический монокарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C7-C10-алифатических монокарбоксилатов, более предпочтительно алифатический монокарбоксилат, выбираемый из группы, состоящей из C8-C9-алифатических монокарбоксилатов, в количестве больше чем 0,01% масс. от общей массы композиции, предпочтительно больше чем 0,1% масс., предпочтительно больше чем 0,5% масс.
9. Композиция по любому из пп. 1-8, которая представляет собой готовую к использованию композицию, где:
- концентрация силиката находится в пределах интервала 30-150 ч/млн Si (масс.), предпочтительно в пределах интервала 50-140 ч/млн Si, предпочтительно в пределах интервала 70-130 ч/млн Si, наиболее предпочтительно в пределах интервала 75-125 ч/млн Si; и
- композиция содержит больше чем 90% масс., предпочтительно больше чем 95% масс., предпочтительно больше чем 98% масс., предпочтительно больше чем 99% масс. базовой жидкости.
10. Композиция по любому из пп. 1-8, которая представляет собой концентрат, пригодный для приготовления готовой к использованию композиции по п. 9, где концентрация силиката составляет больше чем 150 ч/млн Si (масс.), предпочтительно больше чем 170 ч/млн Si, предпочтительно больше чем 185 ч/млн Si, наиболее предпочтительно больше чем 200 ч/млн Si.
11. Композиция по п. 10, в которой больше чем 80% масс., предпочтительно больше чем 85% масс., предпочтительно больше чем 90% масс. концентрата составляет полиспирт, предпочтительно полиспирт, выбираемый из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и глицерина, наиболее предпочтительно моноэтиленгликоль.
12. Композиция по п. 10 или 11, в которой концентрат пригоден для приготовления готовой к использованию композиции по п. 9 путем добавления только воды и/или спирта; предпочтительно путем добавления только воды, моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и/или глицерина; наиболее предпочтительно путем добавления только воды.
13. Набор для приготовления композиции по любому из пп. 1-12, включающий:
(i) первый контейнер, содержащий первый раствор силиката в воде, спирте или их смесях, предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле, монопропиленгликоле, 1,3-пропандиоле, глицерине или их смесях, более предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле или их смесях, наиболее предпочтительно в воде; и
(ii) второй контейнер, содержащий второй раствор ароматической поликислоты в соответствии с формулой (I) или ее соли в воде, спирте или их смесях, предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле, монопропиленгликоле, 1,3-пропандиоле, глицерине или их смесях, более предпочтительно в воде, моноэтиленгликоле или их смесях, наиболее предпочтительно в воде;
(I),
где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2;
где Y означает атом водорода или катион;
где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода;
где X1, X2 и X3 каждый независимо выбран из атома водорода, гидроксильной группы, алкила, арила, спирта, альдегида, кетона, сложного эфира, амида или амина;
где концентрация силиката составляет больше чем 100 ч/млн Si из расчета на массу раствора в первом контейнере, предпочтительно больше чем 400 ч/млн Si, предпочтительно больше чем 1000 ч/млн Si; и
где концентрация ароматической поликислоты составляет больше чем 0,1% масс. из расчета на массу раствора во втором контейнере, предпочтительно больше чем 1% масс., более предпочтительно больше чем 5% масс.
14. Применение соединения в соответствии с формулой (I):
(I),
где R1, R2 и R3 каждый независимо выбран из атома водорода, COOY, SO2(OY) или PO(OY)2;
где Y означает атом водорода или катион;
где, по меньшей мере, 2 из R1, R2 и R3 не являются атомом водорода;
где X1, X2 и X3 каждый независимо выбран из атома водорода, гидроксильной группы, алкила, арила, спирта, альдегида, кетона, сложного эфира, амида или амина;
для улучшения ингибирования коррозии жидкого теплоносителя, предпочтительно, для улучшения ингибирования коррозии жидкого теплоносителя, содержащего силикат, более предпочтительно, для улучшения ингибирования коррозии жидкого теплоносителя, содержащего силикат, где жидкий теплоноситель свободен от боратов и/или нитритов.
15. Способ теплообмена, включающий:
a. выработку тепла в системе, выбираемой из двигателя внутреннего сгорания, солнечной системы, топливного элемента, электродвигателя, генератора, аккумулятора, электромобиля на аккумуляторах или электронного оборудования, предпочтительно в двигателе внутреннего сгорания;
b. введение в контакт композиции по любому из пп. 1-13 с системой стадии a;
c. передачу тепла от системы к композиции;
d. пропускание композиции через теплообменник; и
e. отведение тепла от композиции.
| CN 109423260 A, 05.03.2019 | |||
| CN 106590554 A, 26.04.2017 | |||
| US 5385688 A, 31.01.1995 | |||
| КОМПОЗИЦИЯ КОНЦЕНТРАТА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА | 2002 |
|
RU2315797C2 |
| ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ | 1999 |
|
RU2159789C1 |
