ЖИДКИЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЬ НА ОСНОВЕ ГЛИКОЛЯ, СОДЕРЖАЩИЙ ОРГАНИЧЕСКУЮ КАРБОНОВУЮ КИСЛОТУ ИЛИ ЕЕ СОЛЬ, СПОСОБЫ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И ОБЛАСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ Российский патент 2025 года по МПК C09K5/10 C23F11/10 

Область изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к жидким теплоносителям на основе гликоля, содержащим органическую карбоновую кислоту или ее соль. Изобретение также относится к концентратам для приготовления указанных жидких теплоносителей, к способам получения указанных жидких теплоносителей, а также к способам и областям применения с использованием указанных жидких теплоносителей.

Уровень техники

[0002] Жидкие теплоносители широко используют в системах теплообмена, связанных с двигателями внутреннего сгорания, солнечными системами, топливными элементами, электродвигателями, генераторами, электронным оборудованием 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. Так как спирты или гликоли, применяемые в качестве понизителя точки замерзания, будут оказывать влияние на свойства жидких теплоносителей (например, на плотность, кинематическую вязкость, теплопроводность, теплоемкость) иначе, чем при применении солей в качестве понизителей температуры замерзания, появилось два разных класса жидких теплоносителей, то есть, не содержащие спирт/гликоль или содержащие спирт/гликоль жидкие теплоносители.

[0004] Смеси воды и гликоля представляют собой наиболее широко используемые базовые жидкости, так как такие смеси относительно стабильны, совместимы с эластомерами и пластиками, используемыми в современных системах теплообмена, дают экономичную защиту от замерзания и вскипания и могут быть приготовлены с целым рядом ингибиторов коррозии для обеспечения специальной защиты от коррозии, требуемой для отдельных систем теплообмена.

[0005] Жидкие теплоносители обычно содержат также добавки, которые могут быть использованы для получения разных функциональных свойств, таких как улучшение теплообменных свойств, ингибирование коррозии и др. Так как жидкие теплоносители находятся в постоянном контакте с деталями из металлов, таких как алюминиевые сплавы, чугун, сталь, медь, латунь, припой и др., они почти всегда содержат один или несколько ингибиторов коррозии.

[0006] О способности карбоновых кислот ингибировать коррозию в автомобильных системах охлаждения впервые сообщалось более 60 лет назад. Ароматические карбоновые кислоты, такие как бензойная кислота и ее производные, широко изучены и используются в Европе в качестве ингибиторов коррозии в промышленных охлаждающих жидкостях. Охлаждающие жидкости, содержащие только ингибиторы коррозии на основе органической кислоты, иногда называемые охлаждающими жидкостями карбоксилатной технологии (OAT), проявляют низкую скорость истощения, что приводит к продлению срока службы охлаждающей жидкости, и часто являются более экологичными, чем охлаждающие жидкости, в которых для замедления коррозии используют неорганические соли.

[0007] Усилия последних исследований направлены на длинноцепочечные алифатические органические карбоксилаты. Алифатические карбоновые кислоты, содержащие 6 или более атомов углерода, как установлено, действуют как ингибиторы коррозии, хотя существуют большие различия в свойствах в зависимости от кислоты и субстрата. Например, в документе US 2007/0152191 раскрыто применение C₁₀-C₁₂-дикарбоновых кислот в качестве ингибиторов коррозии.

[0008] Известные жидкие теплоносители, в которых используют органические карбоксилатные ингибиторы коррозии, такие как жидкие теплоносители OAT, имеют несколько недостатков. Например, они основаны на ингибировании коррозии C₆- и более высоких карбоксилатов, таких как C₈- или C₁₀-карбоксилаты, которые обычно являются дорогими. Кроме того, применение многих высших карбоксилатов ограничено или не может быть полностью реализовано из-за их низкой растворимости в воде/гликоле.

[0009] Цель настоящего изобретения состоит в разработке улучшенных жидких теплоносителей на основе гликоля.

[0010] Еще одна цель настоящего изобретения состоит в разработке жидких теплоносителей на основе гликоля, содержащих пониженные количества длинноцепочечного органического карбоксилата, такого как C₆- или более высокий органический карбоксилат, при этом обладающих сравнимым или улучшенным ингибированием коррозии алюминиевого сплава.

[0011] Еще одна цель настоящего изобретения состоит в разработке жидких теплоносителей на основе гликоля, обладающих увеличенным сроком службы по сравнению с жидкими теплоносителями на основе гликоля, такими как известные жидкие теплоносители на основе гликоля, содержащие C₆- или более высокие органические карбоксилаты.

Сущность изобретения

[0012] Неожиданно установлено, что одна или несколько из этих целей могут быть достигнуты за счет использования композиции, содержащей:

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 1% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 15% масс. (от общей массы композиции).

[0013] Как будет видно в приложенных примерах, неожиданно установлено, что композиции на основе гликоля, содержащие большие количества короткоцепочечной органической карбоновой кислоты, например, больше чем 1% масс., предпочтительно больше чем 2% масс. короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, проявляют неожиданное замедление коррозии на металлических субстратах, таких как алюминий. Более того, в соответствии с предпочтительными вариантами изобретения установлено, что композиция на основе гликоля, содержащая короткоцепочечную органическую карбоновую кислоту или ее соль, проявляет неожиданное нелинейное увеличение ингибирования коррозии при повышении концентрации короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли.

[0014] В данной области техники не известно, что короткоцепочечные органические карбоксилаты проявляют значительную защиту от коррозии. Короткоцепочечные органические карбоксилаты были исследованы в качестве понизителей температуры замерзания в свободных от гликоля жидких теплоносителях. Например, в документе US 2007/158612 описана несодержащая гликоль композиция теплоносителя, содержащая C₃-органический карбоксилатный понизитель температуры замерзания и соль C₆-C₁₆-органической кислоты в качестве ингибитора коррозии.

[0015] Специалисту в данной области техники в свете этого изобретения будет понятно, что композиции по настоящему изобретению позволяют эффективно получать жидкие теплоносители или охлаждающие жидкости, которые требуют меньше или даже не требуют дополнительных добавок и/или которые способны поддерживать ингибирование коррозии в течение более длительных периодов времени, чем сравнимые композиции, известные в данной области техники.

[0016] Таким образом, в первом аспекте изобретение предлагает композиции, содержащие:

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 1% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 15% масс. (от общей массы композиции).

[0017] В предпочтительных вариантах осуществления композиции по изобретению предложены в форме готовых к применению композиций.

[0018] В предпочтительных вариантах осуществления композиции по изобретению предложены в форме концентратов для приготовления готовых к применению композиций, описанных в изобретении.

[0019] Другой аспект изобретения относится к способу приготовления композиций, описанных в изобретении.

[0020] Еще один аспект изобретения относится к способу приготовления готовых к применению композиций, описанных в изобретении, из концентрата.

[0021] Другой аспект изобретения относится к соответствующим областям применения композиций, предпочтительно готовых к применению композиций, описанных в изобретении.

[0022] Еще один аспект изобретения относится к применению карбоновой кислоты, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций, предпочтительно выбираемой из группы, состоящей из пропионовой кислоты и ее солей, уксусной кислоты и ее солей и их комбинаций, для повышения ингибирования коррозии композиции, содержащей больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; предпочтительно для повышения потенциала питтинговой коррозии, наиболее предпочтительно для повышения потенциала питтинговой коррозии алюминия.

[0023] В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления изобретения потенциал питтинговой коррозии, упоминаемый в изобретении, измеряют с помощью быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP).

[0024] В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения потенциал питтинговой коррозии, упоминаемый в изобретении, измеряют с помощью быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP) в соответствии с методом, описанным в публикациях CEBELCOR (Centre Belge d’Etude de la Corrosion) publications Rapports Techniques, vol. 147, R.T. 272 (August 1984). Этот метод включает изменение потенциала стержнеобразного, заделанного в эпоксидную смолу, неподвижного алюминиевого рабочего электрода (сплав AlMgSi0.5), имеющего полированную (с использованием абразивной бумаги на основе карбида кремния с зернистостью 600) рабочую поверхность 0,5 см², при скорости сканирования 0,5 мВ/сек с шагом 0,5 мВ относительно сплошного платинового вспомогательного электрода (номер 6.0330.0040, поставщик Metroohm), при этом погруженных в 100 г испытуемой жидкости, и с использованием сплошного серебряного справочного электрода (номер 6.0331.010, поставщик Methrohom); путем регистрации плотности тока, протекающего между рабочим и вспомогательным электродом, в виде функции разности потенциалов с использованием потенциостата (VeraSTAT; Ametek® Scientifc Instruments) и определения потенциала питтинговой коррозии Ep по резкому экспоненциальному увеличению плотности тока.

Описание вариантов осуществления

[0025] Первый аспект изобретения относится к композициям, содержащим:

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 1% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 15% масс. (от общей массы композиции).

Гликоль

[0026] Как используется в данном случае, термин «моноэтиленгликоль» означает «этан-1,2-диол» и также может быть обозначен как «МЭГ» («MEG»).

[0027] Как используется в данном случае, термин «монопропиленгликоль» означает «пропан-1,2-диол» и также может быть обозначен как «МПГ» («MPG»).

[0028] Как используется в данном случае, термин «глицерин» означает «пропан-1,2,3-триол» и является синонимом глицерина.

[0029] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, например, больше чем 6% масс., больше чем 7% масс., больше чем 8% масс., больше чем 9% масс., больше чем 10% масс., больше чем 11% масс., больше чем 12% масс., больше чем 13% масс., больше чем 14% масс., больше чем 15% масс., больше чем 16% масс., больше чем 17% масс., больше чем 18% масс., больше чем 19% масс., больше чем 20% масс., больше чем 25% масс., больше чем 30% масс., больше чем 35% масс., больше чем 40% масс., больше чем 45% масс., больше чем 50% масс., больше чем 55% масс., больше чем 60% масс., больше чем 65% масс. или больше чем 70% масс. гликоля.

[0030] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит больше чем 10% масс. (от общей массы композиции) гликоля, предпочтительно больше чем 20% масс., предпочтительно больше чем 50% масс.

[0031] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 99% масс. (от общей массы композиции) гликоля, например, меньше чем 98% масс., меньше чем 97% масс., меньше чем 96% масс., меньше чем 95% масс., меньше чем 94% масс., меньше чем 93% масс., меньше чем 92% масс., меньше чем 91% масс., меньше чем 90% масс., меньше чем 89% масс., меньше чем 88% масс., меньше чем 87% масс., меньше чем 86% масс., меньше чем 85% масс., меньше чем 84% масс., меньше чем 83% масс., меньше чем 82% масс., меньше чем 81% масс., меньше чем 80% масс., меньше чем 75% масс., меньше чем 70% масс., меньше чем 65% масс., меньше чем 60% масс. или меньше чем 55% масс. гликоля.

[0032] В предпочтительных вариантах изобретения гликоль выбирают из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля и их комбинаций. В таких вариантах осуществления предпочтительно, чтобы общее количество гликолей, отличных от моноэтиленгликоля и монопропиленгликоля, в частности, общее количество глицерина, присутствующего в композиции, составляло меньше чем 5% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно меньше чем 1% масс., более предпочтительно меньше чем 0,1% масс., наиболее предпочтительно приблизительно 0% масс. В вариантах осуществления изобретения композиция по существу не содержит глицерин. В конкретных вариантах осуществления изобретения предложены варианты, описанные в изобретении, с низким количеством глицерина, в которых короткоцепочечную органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из группы, состоящей из C₃-органических карбоновых кислот или их солей, описанных в изобретении, предпочтительно из пропионовой кислоты или ее соли.

Короткоцепочечная органическая карбоновая кислота или ее соль

[0033] В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложены композиции, описанные в изобретении, в которых короткоцепочечные органические карбоновые кислоты или их соли, описанные в изобретении, представлены в форме соли, состоящей карбоксилат-аниона и катионного противоиона. Катионный противоион предпочтительно выбирают из группы, состоящей из катиона щелочноземельного металла, катиона щелочного металла, катиона аммония или их комбинаций, более предпочтительно катиона щелочного металла, наиболее предпочтительно натрия или калия или их комбинаций. В вариантах осуществления изобретения катион аммония представляет собой четвертичный катион аммония, 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 изобретения катион аммония представляет собой катион третичного амина, представленный 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. В вариантах изобретения катион аммония представляет собой катион вторичного амина, представленный формулой (H₂NRR’)⁺, где R и R’ независимо выбирают из группы линейных или разветвленных C₁-C₆-алкилов и разветвленных или линейных C₁-C₆-гидроксиалкилов, предпочтительно из метила, этила, н-пропила и изопропила.

[0034] Если короткоцепочечную органическую карбоновую кислоту или ее соль используют в форме соли, количество органической карбоновой кислоты или ее соли, используемое в данном документе, относится к количеству органического карбоксилат-аниона и катионного противоиона (то есть, с учетом массы катионного противоиона).

[0035] В вариантах осуществления изобретения C₂-органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из группы, состоящей из уксусной кислоты, щавелевой кислоты, гликолевой кислоты, глиоксиловой кислоты или их соли, или их комбинаций, более предпочтительно из ацетата калия или ацетата натрия, наиболее предпочтительно ацетата калия.

[0036] В вариантах осуществления изобретения C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из группы, состоящей из пропионовой кислоты, акриловой кислоты, пропиоловой кислоты, малоновой кислоты, тартроновой кислоты, мезоксалевой кислоты, дигидроксималоновой кислоты, пировиноградной кислоты, молочной кислоты, гидракриловой кислоты, глицериновой кислоты, глицидной кислоты, 2-аминопропионовой кислоты или их соли, или их комбинаций; предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из группы, состоящей из пропионовой кислоты или молочной кислоты и их комбинаций; более предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из группы, состоящей из пропионовой кислоты или ее соли; более предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из пропионата калия или пропионата натрия; наиболее предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль выбирают из пропионата калия.

[0037] В предпочтительных вариантах короткоцепочечная органическая карбоновая кислота или ее соль представляют собой C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль, описанные в изобретении.

[0038] В предпочтительных вариантах осуществления короткоцепочечная органическая карбоновая кислота или ее соль представляют собой C₂-органическую карбоновую кислоту или ее соль, описанные в изобретении. В вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит больше чем 2% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, больше чем 4% масс., больше чем 5% масс., больше чем 6% масс., больше чем 7% масс., больше чем 8% масс., больше чем 9% масс., больше чем 10% масс., больше чем 11% масс., больше чем 12% масс., больше чем 13% масс., больше чем 14% масс., больше чем 15% масс., больше чем 16% масс., больше чем 17% масс., больше чем 18% масс., больше чем 19% масс. или больше чем 20% масс.

[0039] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, содержащая больше чем 10% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно больше чем 15% масс.

[0040] В вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 50% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно меньше чем 40% масс., предпочтительно меньше чем 30% масс.

[0041] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 10% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно меньше чем 5% масс.

Комбинация гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли

[0042] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 16% масс. (от общей массы композиции), больше чем 17% масс., больше чем 18% масс., больше чем 19% масс., больше чем 20% масс., больше чем 25% масс., больше чем 30% масс., больше чем 35% масс., больше чем 40% масс. или больше чем 45% масс.

[0043] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 30% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 35% масс., предпочтительно больше чем 40% масс.

[0044] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет меньше чем 90% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно меньше чем 80% масс., предпочтительно меньше чем 70% масс.

[0045] В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли находится в интервале 30-70% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 35-65% масс., более предпочтительно в интервале 40-60% масс.

[0046] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит больше чем 5% масс. (от суммарной массы гликоля и коротко-цепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечного органического карбоксилата, больше чем 6% масс., больше чем 7% масс., больше чем 8% масс., больше чем 9% масс., больше чем 10% масс., больше чем 11% масс., больше чем 12% масс., больше чем 13% масс., больше чем 14% масс., больше чем 15% масс., больше чем 16% масс., больше чем 17% масс., больше чем 18% масс., больше чем 19% масс., больше чем 20% масс., больше чем 25% масс., больше чем 30% масс. или больше чем 35% масс. короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли.

[0047] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит больше чем 6% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно больше чем 30% масс.

[0048] Как показано в приложенных примерах и объяснено в выше, неожиданно установлено, что композиция на основе гликоля, содержащая короткоцепочечную органическую карбоновую кислоту или ее соль, проявляет резкое, нелинейное увеличение ингибирования коррозии при повышении концентрации короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли. Однако также установлено, что крайне высокие соотношения короткоцепочечной органической карбоновой кислоты и гликоля, которые, например, могут быть использованы в конкретных противоледных жидкостях, не являются необходимыми для получения улучшенного коррозионного эффекта. Таким образом, в вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 50% масс. (от суммарной массы гликоля и коротко-цепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечного органического карбоксилата, меньше чем 48% масс., меньше чем 46% масс., меньше чем 44% масс., меньше чем 42% масс., меньше чем 40% масс., меньше чем 38% масс., меньше чем 36% масс., меньше чем 34% масс., меньше чем 32% масс., меньше чем 30% масс., меньше чем 28% масс., меньше чем 26% масс., меньше чем 24% масс., меньше чем 22% масс., меньше чем 20% масс., меньше чем 18% масс., меньше чем 16% масс. или меньше чем 14% масс. короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли.

[0049] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 50% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно меньше чем 40% масс.

[0050] В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит 6-48% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно 7-45% масс., более предпочтительно 7-40% масс.

Длинноцепочечные органические карбоновые кислоты

[0051] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция дополнительно содержит в качестве ингибитора коррозии длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту, выбираемую из группы, состоящей из C₆-C₁₆-органических карбоновых кислот или их солей, предпочтительно C₆-C₁₁-органических карбоновых кислот или их солей. Предпочтительные C₆-C₁₆-органические карбоновые кислоты включают гексановую кислоту, гептановую кислоту, изогептановую кислоту, октановую кислоту, 2-этилгексановую кислоту, 3,5,5-триметилгексановую кислоту, нонановую кислоту, изононановую кислоту, декановую кислоту, ундекановую кислоту, додекановую кислоту, неодекановую кислоту, циклогексилбутиловую(??) кислоту (cyclohexylbutyl acid), тридекановую кислоту, тетрадекановую кислоту, пентадекановую кислота, гексадекановую кислоту, адипиновую кислота, пимелиновую кислоту, субериновую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту и их соли.

[0052] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция дополнительно содержит в качестве ингибитора коррозии высшую карбоновую кислоту, выбираемую из группы, состоящей из

- C₆-C₉-алифатических монокарбоновых кислот и их солей, предпочтительно из гексановой кислоты, гептановой кислоты, изогептановой кислоты, октановой кислоты, 2-этилгексановой кислоты, 3,5,5-триметилгексановой кислоты, нонановой кислоты и их солей;

- C₆-C₁₂-алифатических дикарбоновых кислот и их солей, предпочтительно из адипиновой кислоты, пимелиновой кислоты, субериновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, ундекандиоевой кислоты, додекандиоевой кислоты и их солей;

- C₆-C₁₁-ароматических монокарбоновых кислотa и их солей; предпочтительно из бензойной кислоты, салициловой кислоты, коричной кислоты, п-гидроксибензойной кислоты, галловой кислоты, ванилиновой кислоты, сиреневой кислоты, транс-коричной кислоты, п-кумаровой кислоты, кофейной кислоты, феруловой кислоты и их солей;

- C₆-C₁₄-ароматических дикарбоновых кислот и их солей, предпочтительно из фталевой кислоты, изофталевой кислоты, терефталевой кислоты, дифеновой кислоты, 2,6-нафталин-дикарбоновой кислоты и их солей.

Не желая быть связанными какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения полагают, что эти ингибиторы коррозии, как правило, не имеют каких-либо проблем с растворимостью при концентрациях, обычно используемых в жидких теплоносителях на основе гликоля.

[0053] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция также содержит в качестве ингибитора коррозии длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту, выбираемую из группы, состоящей из C₆-C₁₆-алифатических карбоновых кислот и их солей, предпочтительно C₆-C₁₆-алифатических дикарбоновых кислот и их солей, предпочтительно C₈-C₁₂-алифатических дикарбоновых кислот и их солей, наиболее предпочтительно C₈-C₁₀-алифатических дикарбоновых кислот и их солей.

[0054] В вариантах осуществления изобретения ингибиторы коррозии с длинноцепочечными органическими карбоновыми кислотами, описанными в изобретении, представлены в форме соли, состоящей из карбоксилат-аниона и катионного противоиона. Катионный противоион предпочтительно выбирают из группы, состоящей из катиона щелочноземельного металла, катиона щелочного металла, катиона аммония или их комбинаций, более предпочтительно из катиона щелочного металла, наиболее предпочтительно натрия или калия или их комбинаций. В вариантах изобретения катион аммония представляет собой четвертичный катион аммония, представленный формулой (NRR’R”’R”’)⁺, где R, R’, R” и R”’ независимо выбирают из группы линейных или разветвленных C₁-C₆-алкилов и разветвленных или линейных C₁-C₆-гидроксиалкилов, предпочтительно из метила, этила, н-пропила и изопропила. В вариантах осуществления изобретения катион аммония представляет собой катион третичного амина, представленный 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. В вариантах осуществления изобретения катион аммония представляет собой катион вторичного амина, представленный формулой (H₂NRR’)⁺, где 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. Если длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту или ее соль используют в форме соли, количество длинноцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, используемое в данном документе, означает количество органического карбоксилат-аниона и катионного противоиона (то есть, с учетом массы катионного противоиона).

[0055] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция дополнительно содержит больше чем 0,001% масс. (от общей массы композиции) ингибитора коррозии длинноцепочечной органической карбоновой кислоты, описанной в изобретении, предпочтительно больше чем 0,01% масс., предпочтительно больше чем 0,1% масс. длинноцепочечной органической карбоновой кислоты в качестве ингибитора коррозии.

[0056] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 5% масс. (от общей массы композиции) ингибитора коррозии длинноцепочечной органической карбоновой кислоты, описанной в изобретении, предпочтительно меньше чем 4% масс., предпочтительно меньше чем 3% масс., предпочтительно меньше чем 2% масс., предпочтительно меньше чем 1% масс. длинноцепочечной органической карбоновой кислоты в качестве ингибитора коррозии.

[0057] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, содержащая в качестве ингибитора коррозии длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту в количестве в пределах интервала 0,01-5% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 0,01-2% масс., предпочтительно в интервале 0,01-1% масс.

[0058] В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, где композиция содержит меньше чем 1% масс. (от общей массы композиции) C₆-C₁₆-алифатических карбоновых кислот и их солей, предпочтительно меньше чем 0,1% масс., предпочтительно меньше чем 0,01% масс., более предпочтительно меньше чем 0,001% масс.

Ингибирование коррозии

[0059] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, имеющая потенциал питтинговой коррозии больше чем 0 мВ, предпочтительно больше чем 2500 мВ, при определении методом быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP), предпочтительно с применением рабочего электрода из сплава AlMgSi0.5.

[0060] В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, имеющая потенциал питтинговой коррозии больше чем 0 мВ, предпочтительно больше чем 2500 мВ, при определении в соответствии с методом, описанным в публикациях CEBELCOR (Centre Belge d’Etude de la Corrosion) publications Rapports Techniques, vol. 147, R.T. 272 (August 1984).

[0061] В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, описанная в изобретении, имеющая потенциал питтинговой коррозии больше чем 0 мВ, предпочтительно больше чем 2500 мВ, при определении путем изменения потенциала стержнеобразного, заделанного в эпоксидную смолу, неподвижного алюминиевого рабочего электрода (сплав AlMgSi0.5), имеющего полированную (с использованием абразивной бумаги на основе карбида кремния с зернистостью 600) рабочую поверхность 0,5 см², при скорости сканирования 0,5 мВ/сек с шагом 0,5 мВ относительно сплошного платинового вспомогательного электрода (номер 6.0330.0040, поставщик Metroohm), при этом погруженных в 100 г испытуемой жидкости, и с использованием сплошного серебряного справочного электрода (номер 6.0331.010, поставщик Methrohom); путем регистрации плотности тока, протекающего между рабочим и вспомогательным электродом, в виде функции разности потенциалов с использованием потенциостата (VeraSTAT; Ametek® Scientifc Instruments) и определения потенциала питтинговой коррозии Ep по резкому экспоненциальному увеличению плотности тока.

[0062] Как будет понятно специалисту и как показано в приложенных примерах, в зависимости от присутствия и количества других ингибиторов коррозии, минимальное количество низшей карбоновой кислоты или ее соли, требуемое для достижения потенциала питтинговой коррозии алюминия больше чем 0 мВ и предпочтительно больше чем 2500 мВ при определении методом быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP), будет меняться. В свете этого описания специалист в данной области техники может составить композиции, демонстрирующие потенциал питтинговой коррозии алюминия более 2500 мВ при определении методом быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP).

Добавки

[0063] В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция, определенная в изобретении, также содержит одну или несколько добавок, выбираемых из группы, состоящей из других ингибиторов коррозии, антиоксидантов, противоизносных агентов, поверхностно-активных веществ и/или противопенных агентов. В данном контексте другие ингибиторы коррозии, как следует понимать, означают ингибиторы коррозии, отличные от низших и длинноцепочечных органических карбоновых кислот и их солей, описанных в изобретении. Предпочтительные другие ингибиторы коррозии выбирают из группы, состоящей из неорганических ингибиторов коррозии, фосфонатных ингибиторов коррозии, азольных ингибиторов коррозии и тиазольных ингибиторов коррозии.

[0064] В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция дополнительно содержит больше чем 0,001% масс. (от общей массы композиции) указанных добавок, предпочтительно больше чем 0,01% масс., предпочтительно больше чем 0,1% масс.

[0065] В предпочтительных вариантах композиция по изобретению дополнительно содержит одну или несколько добавок, выбираемых из группы, состоящей из тиазолов, триазолов, полиолефинов, полиалкиленоксидов, силиконовых масел, минеральных масел, силикатов, молибдатов, нитратов, нитритов, фосфонатов и фосфатов. В предпочтительных вариантах осуществления композиция по изобретению дополнительно 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.

[0066] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит триазол, тиазол или их комбинацию, предпочтительно ароматический триазол, ароматический тиазол или их комбинацию. В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит ингибитор коррозии в форме одного или нескольких триазолов, выбираемых из группы, состоящей из толилтриазола, бензотриазола или их комбинаций.

[0067] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция содержит триазол или тиазол 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 3% масс., предпочтительно меньше чем 1% масс., предпочтительно меньше чем 0,35% масс.

[0068] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит противопенный агент. Предпочтительно противопенный агент выбирается из группы, состоящей из полиолефина, полиалкиленоксида, силиконового полимера (такого как 3D силиконовый полимер) или силиконового масла.

[0069] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит противопенный 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 1% масс., предпочтительно меньше чем 0,25% масс., предпочтительно меньше чем 0,1% масс.

[0070] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит ингибитор коррозии в форме молибдата, предпочтительно неорганического молибдата в количестве больше чем 1 ч/млн (от общей массы композиции) молибдата, предпочтительно больше чем 10 ч/млн, предпочтительно больше чем 100 ч/млн молибдата и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 1000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 500 ч/млн.

[0071] Если молибдат используют в форме соли, количество молибдата, используемое в данном документе, относится к количеству молибдат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).

[0072] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит нитрат, предпочтительно неорганический нитрат в количестве больше чем 1 ч/млн (от общей массы композиции) нитрата, предпочтительно больше чем 10 ч/млн, предпочтительно больше чем 100 ч/млн нитрата и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 1000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 500 ч/млн.

[0073] Если нитрат используют в форме соли, количество нитрата, используемое в данном документе, относится к количеству нитрат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).

[0074] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит нитрит, предпочтительно неорганический нитрит в количестве больше чем 1 ч/млн (от общей массы композиции) нитрита, предпочтительно больше чем 10 ч/млн, предпочтительно больше чем 100 ч/млн нитрита и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 1000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 500 ч/млн.

[0075] Если нитрит используют в форме соли, количество нитрита, используемое в данном документе, относится к количеству нитрит-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).

[0076] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит фосфонат, предпочтительно неорганический фосфонат в количестве больше чем 10 ч/млн (от общей массы композиции) фосфоната, предпочтительно больше чем 250 ч/млн, предпочтительно больше чем 1000 ч/млн фосфоната и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 5000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 2500 ч/млн.

[0077] Если фосфонат используют в форме соли, количество фосфоната, используемое в данном документе, относится к количеству фосфонат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).

[0078] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит ингибитор коррозии в форме фосфата, предпочтительно неорганического фосфата в количестве больше чем 10 ч/млн (от общей массы композиции) фосфата, предпочтительно больше чем 250 ч/млн, предпочтительно больше чем 1000 ч/млн фосфата и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 5000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 2500 ч/млн.

[0079] Если фосфат используют в форме соли, количество фосфата, используемое в данном документе, относится к количеству фосфат-аниона (то есть, без учета массы катионного противоиона).

[0080] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция дополнительно содержит ингибитор коррозии в форме силиката, предпочтительно неорганического силиката, предпочтительно метасиликата натрия в количестве больше чем 1 ч/млн Si (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 10 ч/млн Si, наиболее предпочтительно больше чем 100 ч/млн Si и/или меньше чем 10000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 1000 ч/млн, предпочтительно меньше чем 500 ч/млн.

[0081] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, 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 серосодержащие соединения, например, дитиофосфаты, фосфиты, сульфиды и соли дитиопроизводных металлов, такие как бензотиазол, диалкилдитиофосфаты олова и диарилдитиофосфаты цинка.

[0082] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также 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.

[0083] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также содержит противоизносный агент. Предпочтительно противоизносный агент выбирают из группы, состоящей из фосфатных эфиров, 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’-дитио-бис(бензотиазол); органические соединения свинца, жирные кислоты, галоген-замещенные кремнийорганические соединения и галоген-замещенные соединения фосфора.

[0084] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также 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.

[0085] В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, 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 солями соединений, представленных формулой 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.

[0086] В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также 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.

В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также содержит ингибитор образования накипи. Предпочтительно ингибитор образования накипи выбирают из группы, состоящей из хелатообразователей, ингибиторов порогового осаждения накипи или их комбинаций. В вариантах осуществления изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также содержит ингибитор образования накипи, который представляет собой хелатообразователь, выбираемый из группы, состоящей из этилендиаминтетрауксусной кислоты (EDTA), диэтилентриамин-пентауксусной кислоты (DTPA), лимонной кислоты и глюконовой кислоты. В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также содержит ингибитор образования накипи, который представляет собой ингибитор порогового осаждения накипи, выбираемый из группы, состоящей из полифосфатов (например, трифосфата натрия или гексаметафосфата натрия); фосфонатов (например, аминотриметилен-фосфоновой кислоты (ATMP), этилендиаминтетраметиленфосфоновой кислоты (EDTMP), диэтилентриаминпентаметиленфосфоновой кислоты (DETPMP), пентаэтиленгексаминоктакисметиленфосфоновой кислоты (PEHOMP), 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты (HEDP), 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты (2-PBTCA), поливинил-фосфоновой кислоты (PPA), фосфино-карбоновых кислот (PCA), таких как поли(фосфино-акриловая кислота) (PPCA) или сульфированная фосфино-карбоновая кислота (SPOCA)); из поликарбоновых кислот и их производных (например, полимеров малеинового ангидрида, малеиновой кислоты, акриловой кислоты или метакриловой кислоты; сополимеров указанных полимеров, в которых используются дополнительные мономеры, такие как акриламид, винилсульфоновая кислота, сульфированный стирол и итаконовая кислота; полимеров эпоксикарбоновых кислот, таких как полиэпоксиянтарная кислота, или полимеров аминокислот, таких как полиаспарагиновая кислота. В вариантах изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, где композиция также содержит ингибитор образования накипи 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.

[0087] Как будет понятно специалисту, в зависимости, например, от предполагаемого варианта применения композиции по изобретению могут быть составлены и использованы при разных концентрациях. Следовательно, изобретение особенно не ограничено максимальной концентрацией гликоля или короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или концентрацией 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 перед применением могут требовать разбавления базовой жидкостью. Однако установлено, что особенно выгодно предоставлять композиции по изобретению в форме готовой к применению композиции, которая может быть приемлема для использования в качестве охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания, или в форме концентрата, который приемлем для приготовления указанной готовой к применению композиции.

Готовая к применению композиция

[0088] В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения композицию, описанную в изобретении, предлагают в форме готовой к применению композиции, где композиция также содержит воду и где:

- суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли находится в интервале 30-70% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 35-65% масс., более предпочтительно в интервале 40-60% масс.; и

- суммарное количество воды, гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 90% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 95% масс., предпочтительно больше чем 98% масс., наиболее предпочтительно больше чем 99% масс.

[0089] В предпочтительных вариантах изобретения предложена готовая к применению композиция, где готовая к применению композиция содержит больше чем 30% масс. (от общей массы композиции) воды, например, больше чем 35% масс., больше чем 40% масс., больше чем 45% масс., больше чем 50% масс., больше чем 55% масс., больше чем 60% масс. или больше чем 65% масс.

Предпочтительные комбинированные варианты осуществления, готовые к применению

[0090] Таким образом, в особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, содержащая:

- воду;

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 1% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 2% масс., короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли находится в интервале 30-70% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 35-65% масс., более предпочтительно в интервале 40-60% масс.;

где суммарное количество воды, гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 95% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 98% масс., наиболее предпочтительно больше чем 99% масс.; и

где гликоль предпочтительно выбирают из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля и их комбинаций. В особенно предпочтительных вариантах предложена композиция, содержащая больше чем 6% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно больше чем 30% масс.

[0091] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, содержащая:

- воду;

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 1% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 2% масс., более предпочтительно больше чем 10% масс. C₃-органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно пропионовой кислоты или ее соли, более предпочтительно пропионата калия;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли находится в интервале 30-70% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 35-65% масс., более предпочтительно в интервале 40-60% масс.;

где суммарное количество воды, гликоля и C₃-органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 95% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 98% масс., наиболее предпочтительно больше чем 99% масс.; и

где гликоль предпочтительно выбирают из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля и их комбинаций. В особенно предпочтительных вариантах осуществления предложена композиция, содержащая больше чем 6% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) C₃-органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно больше чем 30% масс.

[0092] В предпочтительных вариантах изобретения предложена композиция, содержащая:

- воду;

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 1% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 2% масс., более предпочтительно больше чем 10% масс., более предпочтительно больше чем 15% масс. C₂-органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно уксусной кислоты или ее соли, более предпочтительно ацетата калия;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли находится в интервале 30-70% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 35-65% масс., более предпочтительно в интервале 40-60% масс.;

где суммарное количество воды, гликоля и C₂-органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 95% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 98% масс., наиболее предпочтительно больше чем 99% масс.; и

где гликоль предпочтительно выбирают из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля и их комбинаций. В особенно предпочтительных вариантах осуществления предложена композиция, содержащая больше чем 6% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) C₂-органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно больше чем 30% масс.

pH

[0093] В предпочтительных вариантах осуществления изобретения предложена композиция, предпочтительно готовая к применению композиция, описанная в изобретения, где композиция имеет значение pH между 7,5 и 10.

Концентрат

[0094] В другом аспекте изобретения предложена композиция, определенная в изобретении, в форме концентрата, приемлемого для приготовления готовой к применению композиции, описанной в изобретении ранее.

[0095] В предпочтительных вариантах осуществления концентрат приемлем для приготовления готовой к применению композиции, описанной в изобретении, путем добавления воды и/или спирта; предпочтительно путем добавления воды, моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и/или глицерина; наиболее предпочтительно путем добавления воды. В особенно предпочтительных вариантах концентрат приемлем для приготовления готовой к применению 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, нет необходимости добавлять другие ингредиенты, чтобы приготовить из концентрата готовую к применению композицию, описанную в изобретении).

[0096] В некоторых вариантах осуществления изобретения концентрат содержит больше чем 70% масс. (от общей массы концентрата) полиспирта, предпочтительно полиспирта, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и глицерина.

Способы получения

[0097] В другом аспекте изобретения предложен способ получения композиции, описанной в изобретении, включающий стадии:

(i) подготовки короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, описанных в изобретении;

(ii) подготовки гликоля, описанного в изобретении;

(iii) необязательно подготовки длинноцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, описанных в изобретении;

(iv) необязательно подготовки дополнительных добавок, описанных в изобретении; и

(v) объединения короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли стадии (i) с гликолем стадии (ii), необязательной высшей карбоновой кислотой или ее солью стадии (iii) и необязательными дополнительными добавками стадии (iv) с получением композиции.

[0098] В соответствии с изобретением порядок добавления соединений особенно не ограничен.

[0099] В другом аспекте изобретения предложен способ приготовления готовой к применению композиции, описанной в изобретении, включающий стадии:

(i) приготовления концентрата, определенного ранее в изобретении;

(ii) подготовки воды, спирта или их смеси;

(iii) необязательно подготовки дополнительных добавок, определенных ранее в изобретении; и

(iv) объединения концентрата стадии (i) с водой, спиртом или их смесью стадии (ii) и необязательными дополнительными добавками стадии (iii) с получением готовой к применению композиции.

[00100] В предпочтительных вариантах осуществления предложен способ приготовления готовой к применению композиции, определенной в изобретении, включающий следующие стадии:

(i) приготовления концентрата, описанного ранее в изобретении;

(ii) подготовки воды, спирта или их смеси;

(iii) объединения концентрата стадии (i) с водой, спиртом или их смесью стадии (ii) с получением готовой к применению композиции.

[00101] В особенно предпочтительных вариантах спирт стадии (ii) выбирают из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина и их комбинаций. В предпочтительных вариантах осуществления стадия (ii) состоит в подготовке воды.

[00102] В предпочтительных вариантах осуществления стадия (ii) включает подготовку больше чем 50% масс. (от массы концентрата) воды, спирта или их смеси, предпочтительно больше чем 100% масс., больше чем 150% масс. больше чем 200% масс. или больше чем 350% масс. воды, спирта или их смеси.

Области применения/Способы

[00103] В другом аспекте изобретения предложено применение композиции, описанной выше, предпочтительно готовой к применению композиции, предложенной в изобретении, в качестве жидкого теплоносителя, предпочтительно в качестве жидкого теплоносителя в двигателе внутреннего сгорания, турбохолодильнике, охладителе рекуперации выхлопных газов, системе рекуперации тепла торможения, солнечной системе, топливном элементе, электродвигателе, генераторе, аккумуляторе, электромобиле на аккумуляторах или электронном оборудовании, наиболее предпочтительно в качестве жидкого теплоносителя в двигателе внутреннего сгорания.

[00104] В другом аспекте изобретения предложен способ ингибирования коррозии, включающий контактирование композиции, предпочтительно готовой к применению композиции, предложенный в изобретении, с металлической поверхностью.

[00105] В другом аспекте изобретения предложен двигатель внутреннего сгорания, турбохолодильник, охладитель рекуперации выхлопных газов, система рекуперации тепла торможения, солнечная система, топливной элемент, электродвигатель, генератор или электронное оборудование, содержащие композицию, предпочтительно готовую к применению композицию, описанную в изобретении.

[00106] В другом аспекте изобретения предложен способ теплообмена, включающий:

a. генерирование тепла в системе, выбираемой из двигателя внутреннего сгорания, турбохолодильника, охладителя рекуперации выхлопных газов, системы рекуперации тепла торможения, солнечной системы, топливного элемента, электродвигателя, генератора, аккумулятора, электромобиля на аккумуляторах или электронного оборудования, предпочтительно в двигателе внутреннего сгорания;

b. контактирование композиции, описанной в изобретении, предпочтительно готовой к применению композиции, описанной в изобретении, с системой стадии a;

c. передачу тепла от системы к композиции;

d. пропускание композиции через теплообменник; и

e. отведение тепла от композиции.

[00107] В другом аспекте изобретения предложено применение короткоцепочечной органической карбоновой кислоты, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций, предпочтительно выбираемых из группы, состоящей из пропионовой кислоты и ее солей, уксусной кислоты и ее солей и их комбинаций, для повышения ингибирования коррозии композиции, содержащей больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; предпочтительно для повышения потенциала питтинговой коррозии, наиболее предпочтительно для повышения потенциала питтинговой коррозии алюминия. В предпочтительных вариантах изобретения предложено применение короткоцепочечной органической карбоновой кислоты, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций, предпочтительно выбираемых из группы, состоящей из пропионовой кислоты и ее солей, уксусной кислоты и ее солей и их комбинаций; для повышения ингибирования коррозии композиции, содержащей больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоль, монопропиленгликоль и их комбинаций; предпочтительно для повышения потенциала питтинговой коррозии, наиболее предпочтительно для повышения потенциала питтинговой коррозии алюминия.

Примеры

[00108] Все значения в % масс. в таблицах 1-4 даны в пересчете на общую массу композиции (если не указано иное). Раствор ингибитора коррозии состоит из 23% масс. смеси солей C₈- и C₁₀-карбоновых кислот (где % масс. рассчитывают в пересчете на органический карбоксилат-анион (то есть, без учета массы катионного противоиона)) в воде. Коррозионная вода содержит 148 мг сульфата натрия, 165 мг хлорида натрия, 138 мг гидрокарбоната натрия и 364 мг дигидрата хлорида кальция, растворенные в 1 л воды. Потенциал питтинговой коррозии измеряют с помощью быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP) в соответствии с методом, описанным в публикациях CEBELCOR (Centre Belge d’Etude de la Corrosion) publications Rapports Techniques, vol. 147, R.T. 272 (August 1984), который описан в изобретении ранее. Более высокое значение Ep указывает на более эффективное предупреждение локализованной коррозии.

[00109] Таблица 1: Образцы на основе моноэтиленгликоля с пропионатом калия

Пример Моноэтилен-гликоль
(% масс.) Пропионат калия
(% масс.) Пропионат калия
(% масс.*) Раствор ингибитора коррозии
(% масс.) ДИ вода
(% масс.) Коррозионная вода
(% масс.) Потенциал питтинговой коррозии Ep (мВ) A1 30 0 0,0 0 22,5 47,5 -571 A2 22,5 7,5 25,0 0 22,5 47,5 396 A3 15 15,0 50,0 0 22,5 47,5 >2500 A4 7,5 22,5 75,0 0 22,5 47,5 >2500 A5 30 0 0,0 3 19,5 47,5 -270 A6 30 0,8 2,4 3 18,7 47,5 -187 A7 29,3 1,5 4,9 3 18,7 47,5 -82 A9 26,3 3,7 12,5 3 19,5 47,5 >2500 A10 22,5 7,5 25,0 3 19,5 47,5 >2500 A11 15 15,0 50,0 3 19,5 47,5 >2500 A12 7,5 22,5 75,0 3 19,5 47,5 >2500

* от суммарной массы моноэтиленгликоля и пропионата калия

ДИ - деионизированная

[00110] Таблица 2: Образцы на основе монопропиленгликоля с пропионатом калия (B)

Пример Монопропилен-гликоль
(% масс.) Пропионат калия
(% масс.) Пропионат калия
(% масс.*) Раствор ингибитора коррозии
(% масс.) ДИ вода (% масс.) Коррозионная вода
(% масс.) Потенциал питтинговой коррозии (мВ) B1 30,0 0,0 0,0 0 22,5 47,5 -578 B2 28,5 1,5 5,0 0 22,5 47,5 -194 B3 15,0 15,0 50,0 0 22,5 47,5 >2500 B4 29,3 1,5 4,9 3 18,7 47,5 -157 B5 28,1 2,6 8,5 3 18,7 47,5 >2500 B6 22,5 7,5 25,0 3 19,5 47,5 >2500

* от суммарной массы монопропиленгликоля и пропионата калия

ДИ - деионизированная

[00111] Таблица 3: Образцы на основе глицерина пропионатом калия (C)

Образец Глицерин (% масс.) Пропионат калия
(% масс.) Пропионат калия
(% масс.*) Раствор ингибитора коррозии
(% масс.) Деионизированная вода
(% масс.) Коррозионная вода
(% масс.) Потенциал питтинговой коррозии
(мВ) C1 30,0 0,0 0,0 0 22,5 47,5 -658 C2 28,5 1,5 5,0 0 22,5 47,5 -250 C3 27,4 2,6 8,7 0 22,5 47,5 -191 C4 15,0 15,0 50,0 0 22,5 47,5 >2500 C5 29,3 1,5 4,9 3 18,7 47,5 752 C6 28,1 2,6 8,5 3 18,7 47,5 >2500 C7 22,5 7,5 25,0 3 19,5 47,5 >2500

* от суммарной массы глицерина и пропионата калия

[00112] Таблица 4: Образцы на основе этиленгликоля с ацетатом калия (D)

Образец Моноэтилен-гликоль
(% масс.) Ацетат калия
(% масс.) Ацетат калия
(% масс.*) Раствор ингибитора коррозии
(% масс.) Деионизированная вода
(% масс.) Коррозионная вода
(% масс.) Потенциал питтинговой коррозии
(мВ) D1 38,0 2 5,0 0 30 30 27 D2 35,0 5 12,5 0 30 30 575 D3 30,0 10 25,0 0 30 30 1240 D4 20,0 20 50,0 0 30 30 >2500

* от суммарной массы моноэтиленгликоль и ацетата калия

Настоящее изобретение относится к системам теплообмена, а именно к жидким теплоносителям. Предложен жидкий теплоноситель на основе гликоля, ингибирующий коррозию и содержащий больше чем 5% масс. от общей массы композиции гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и больше чем 1% масс., но меньше чем 10% масс. от общей массы композиции короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций. Суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 15% масс. от общей массы композиции. Композиция имеет потенциал питтинговой коррозии алюминия больше чем 2500 мВ при определении методом быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP). В качестве ингибитора коррозии композиция содержит длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту, выбираемую из группы, состоящей из C6-C16-органических карбоновых кислот или их солей. Изобретение позволяет получать теплоносители на основе гликоля, содержащие пониженные количества длинноцепочечного органического карбоксилата, при этом обладающие сравнимым или улучшенным ингибированием коррозии алюминиевого сплава. Кроме того, изобретение позволяет продлить срок службы жидкого теплоносителя. 12 з.п. ф-лы, 4 табл., 29 пр.

1. Композиция жидкого теплоносителям на основе гликоля, содержащая:

- больше чем 5% масс. (от общей массы композиции) гликоля, выбираемого из группы, состоящей из моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола, глицерина или их комбинаций; и

- больше чем 2% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, выбираемой из группы, состоящей из C₂-органических карбоновых кислот или их солей, C₃-органических карбоновых кислот или их солей и их комбинаций;

где суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 15% масс. (от общей массы композиции); и

где композиция имеет потенциал питтинговой коррозии алюминия больше чем 2500 мВ при определении методом быстрого циклического потенциокинетического поляризационного сканирования (RCP), и

где композиция содержит в качестве ингибитора коррозии длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту, выбираемую из группы, состоящей из C₆-C₁₆-органических карбоновых кислот или их солей, и

где композиция содержит меньше чем 10% масс. (от общей массы композиции) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли.

2. Композиция по п.1, содержащая больше чем 6% масс. (от суммарной массы гликоля и короткоцепочечного органического карбоксилата) короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли, предпочтительно больше чем 30% масс.

3. Композиция по п.1, содержащая больше чем 10% масс. (от общей массы композиции) гликоля, предпочтительно больше чем 20% масс., предпочтительно больше чем 30% масс.

4. Композиция по п.1, дополнительно содержащая воду.

5. Композиция по п.1, в которой короткоцепочечная органическая карбоновая кислота или ее соль представляет собой C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль; предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль, выбираемую из группы, состоящей из пропионовой кислоты или ее соли, акриловой кислоты или ее соли, пропиоловой кислоты или ее соли, малоновой кислоты или ее соли, тартроновой кислоты или ее соли, мезоксалевой кислоты или ее соли, дигидроксималоновой кислоты или ее соли, пировиноградной кислоты или ее соли, молочной кислоты или ее соли, гидракриловой кислоты или ее соли, глицериновой кислоты или ее соли, глицидной кислоты или ее соли, или их комбинаций; более предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль, выбираемую из группы, состоящей из пропионовой кислоты или молочной кислоты и их комбинаций; более предпочтительно C₃-органическую карбоновую кислоту или ее соль, выбираемую из группы, состоящей из пропионовой кислоты или ее соли; наиболее предпочтительно пропионата калия.

6. Композиция по п.1, в которой короткоцепочечная органическая карбоновая кислота или ее соль представляет собой C₂-органическую кислоту или ее соль, предпочтительно уксусную кислоту или ее соль, щавелевую кислоту или ее соль, глиоксалевую кислоту или ее соль или их комбинации, наиболее предпочтительно ацетат калия.

7. Композиция по п.1, в которой длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту в качестве ингибитора коррозии выбирают из группы, состоящей из

- C₆-C₉-алифатических монокарбоновых кислот и их солей;

- C₆-C₁₂-алифатических дикарбоновых кислот и их солей;

- C₆-C₁₁-ароматических монокарбоновых кислот и их солей; и

- C₆-C₁₄-ароматических дикарбоновых кислот и их солей.

8. Композиция по п.1, в которой длинноцепочечную органическую карбоновую кислоту в качестве ингибитора коррозии выбирают из группы, состоящей из C₆-C₁₆-алифатических карбоновых кислот и их солей, предпочтительно C₆-C₁₆-алифатических дикарбоновых кислот и их солей, предпочтительно C₈-C₁₂-алифатических дикарбоновых кислот и их солей, наиболее предпочтительно C₈-C₁₀-алифатических дикарбоновых кислот и их солей.

9. Композиция по п.1, содержащая меньше чем 0,1% масс. (от общей массы композиции) C₆-C₁₆-органических карбоновых кислот или их солей, предпочтительно меньше чем 0,01% масс.

10. Композиция по п.1, также содержащая одну или несколько добавок, выбираемых из группы, состоящей из дополнительных ингибиторов коррозии, антиоксидантов, противоизносных агентов, поверхностно-активных веществ, ингибиторов образования накипи, противопенных агентов, в количестве в пределах интервала 0,001-10% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в пределах интервала 0,01-5% масс.

11. Композиция по п.1, которая представляет собой готовую к применению композицию, где композиция дополнительно содержит воду и где

- суммарное количество гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли находится в интервале 30-70% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно в интервале 35-65% масс., более предпочтительно в интервале 40-60% масс.; и

- суммарное количество воды, гликоля и короткоцепочечной органической карбоновой кислоты или ее соли составляет больше чем 95% масс. (от общей массы композиции), предпочтительно больше чем 98% масс., наиболее предпочтительно больше чем 99% масс.

12. Композиция по любому из пп.1-10, которая представляет собой концентрат, приемлемый для приготовления готовой к применению композиции по п.11.

13. Композиция по п.12, в которой концентрат приемлем для приготовления готовой к применению композиции по п.12 путем добавления воды и/или спирта, предпочтительно путем добавления только воды, моноэтиленгликоля, монопропиленгликоля, 1,3-пропандиола и/или глицерина, наиболее предпочтительно путем добавления только воды.