Охлаждающая жидкость Советский патент 1992 года по МПК C09K5/00 

Изобретение относится к охлаждающим жидкостям, используемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также теплообменных агрегатах.

Известна охлаждающая жидкость на основе водного раствора гликоля с добав- лением присадки, в качестве которой используют 1-10%-ный бутанольный раствор олигоорганосилоксанового эфира общей формулыГ R

KIO--SI-O--R

.ORi где R - алкил или арил;

Jn

Rf- Сз С20-алкил;

п 2-10,

причем количество введенной присадки составляет 0,001-0,1 мас.%.

Недостатком данной охлаждающей жидкости является ограниченный срок службы (1-2 года), в связи с низкими антикоррозионными свойствами, вызванными воздействием кислых агентов окружающей среды и снижением рН жидкости, что приводит к интенсивной коррозии металлов, а также использование такого дорогого и дефицитного сырья как этиленгликоль.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является

ч

ND Os

I-N 00

Ю

охлаждающая жидкость, содержащая водный раствор этиленгликоля, являющийся органической низкозамерзающей основой, с добавлением антикоррозионной присадки, в качестве которой в ее состав введен 2-алкил-2-имидазолин общей формулы

R-C-N-CH

где R - алкильный радикал нормального строения с 1-20 атомами углерода, причем количество введенной присадки составляет 0,01-1 мас.%,

Недостатком известной охлаждающей жидкости является ограниченный срок службы (на легковых автомобилях - 2 года, на грузовых - 1 год), в связи с низкими антикоррозионными свойствами жидкости, вызванными малым резервом щелочности в результате воздействия кислых агентов окружающей среды (диоксида углерода (С02), диоксида серы (S02), оксидов азота), содержащихся в атмосфере и в выхлопных газах двигателей. В результате снижается рН среды, происходит подкисление охлаждающей жидкости, что вызывает интенсивную коррозию металлов.

Кроме того, недостатком является также использование такого дорогого и дефицитного сырья как этиленгликоль.

Целью изобретения является увеличение срока службы охлаждающей жидкости и улучшения ее антикоррозионных свойств. Поставленная цель достигается тем, что в известной охлаждающей жидкости, содержащей водный раствор органической низкозамерзающей основы и антикоррозионную присадку, в качестве органической низкозамерзающей основы жидкость содержит водный раствор натриевой соли адипиновой кислоты, а в качестве антикоррозионной присадки - натрий тетраборнокислый, натрий азотистокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия и 2-меркап- тобонзтиазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Натриевая соль адипиновой

кислоты18-40

Натрий тетраборнокислый0,2-1 Натрий азотистокислый 0,03-0,25 Калий и/или натрий азотнокислый 0,01-0,1 Силикат натрия 0,01-0,15 2-Меркаптобензтиазол0.002-О.Г5

ВодаОстальное

Использование в качестве органиче- ской низкозамерзающей основы водного

раствора натриевой соли адипиновой кислоты в сочетании с заявляемыми соединениями, применяемыми в качестве антикоррозионной присадки, позволяет снизить скорость коррозии черных и цвет0 ных металлов, из которых выполнены двигатели внутреннего сгорания и теплооб- менные агрегаты, за счет создания щелочной среды с большим резервом щелочности (164см 0,1н. HCI), придающим охлаждаю5 щей жидкости экранирующий эффект, нейтрализующим воздействие кислых агентов среды и стабилизирующим защитные пленки на поверхности металла, образующиеся за счет введения антикоррозионной при0 садки, что позволяет увеличить срок экс- плуатации заявляемой охлаждающей жидкости.

Кроме того, благодаря наличию солевых добавок, снижающих температуру замерза5 ния, заявляемая охлаждающая жидкости предотвращает размораживание системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплообменных агрегатов в зимнее время года.

0 При большем, чем 40 мас.% содержании натриевой соли адипиновой кислоты и большем, чем заявлено содержании компонентов антикоррозионной присадки, происходит частичная кристаллизация солей, и

5 охлаждающая жидкость становится неработоспособной.

При меньшем, чем 18 мас.% содержании натриевой соли адипиновой кислота и меньшем, чем заявлено, содержании ком0 понентов антикоррозионной присадки, защитная пленка становится пористой, ин- гибирующее действие охлаждающей жидкости снижается, что приводит к увеличению скорости коррозии.

5

В лабораторных условиях осуществлялось приготовление заявляемой охлаждающей жидкости и ее испытание.

Для приготовления охлаждающей жид0 кости используют щелочной сток производства капролактама, представляющий собой водный раствор натриевой соли адипиновой кислоты (ТУ 113-03-488-84).

Указанный раствор нагревают -до

5 40°С и при постоянном перемешивании последовательно добавляют компоненты антикоррозионной присадки: натрий тетраборнокислый, натрий азотистокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия, 2-меркаптобензтиазол. Каждую последующую присадку вносят после растворения предыдущей.

Для получения сравнительных данных готовилось 5 составов охлаждающей жидкости, причем в примерах 1-3 соотношение компонентов лежит в защищаемых пределах, а в примерах 4-5 выходит за защищаемые пределы. Данные приведены в табл. 1.

Кроме того, готовился состав по прототипу (пример 6), содержащий 50%-ный раствор этиленгликоля с присадкой 2- амил-2-имидазолина в количестве 0,05 мас.%.

Каждый из составов подвергался испытанию, для чего бралось 200 см3 лриго- товленной охлаждающей жидкости и помещалось в термостатированную ячейку с температурой 70°С, после чего осуществлялось барботирование воздухом со скоростью 6 л/ч в течение 336 ч. В ячейку помещались исследуемые образцы металла: латунь марки Л-63; медь марки М-3; алюминиевый сплав марки AI-9; свинцово- оловянный припой марки ПОССУ40-2, серый чугун марки СЧ-20, между которыми имелся контакт.

После окончания испытания определялся коэффициент коррозии металлов (г/м2 ч). рН охлаждающей жидкости до и после испытаний, резерв щелочности охлаждающей жидкости до и после испытаний и температура кристаллизации охлаждающей жидкости.

Результаты испытаний приведены в табл.2..

Как видно из приведенных примеров антикоррозионные свойства охлаждающей жидкости, выраженные коэффициентом коррозии металлов, количественное соотношение компонентов которой лежит в за щи- щаемых пределах, по сравнению с антикоррозионными свойствами охлаждающей жидкости, взятой за прототип, повышаются. Благодаря стабильности величины рН в начале и конце испытаний и значительно- му резерву щелочности заявляемой охлаждающей жидкости срок ее службы

продлевается и возрастает предпопожи тельно в 2-2,5 раза.

Использование заявляемой охлаждаю щей жидкости обеспечивает по сравнению с известной охлаждающей жидкостью, взятой за прототип, следующие преимуществ увеличение срока службы за счет увели чения резерва щелочности и улучшения антикоррозионных свойств охлаждающей жидкости;

снижение токсичности охлаждающей жидкости благодаря отсутствию летучих компонентов антикоррозионной присадки, утилизация отхода производства капро- лактама, содержащего натриевую соль ади- пинрвой кислоты;

исключение использования дорогого и дефицитного сырья - этиленгликоля. Формула изобретения Охлаждающая жидкость, содержащая водный раствор органической низкозамерзающей основы и антикоррозионную при садку, отличающаяся тем, что. с целью увеличения срока службы охлаждающей жидкости и улучшения ее антикоррозионных свойств, в качестве органической низ козамерзающей основы жидкость содержит водный раствор натриевой соли адипино- вой кислоты, а в качестве антикоррозионной присадки - натрий тетраборнокислый, натрий азотистокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия и 2-меркап тобензтиазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Натриевая соль адипиновой кислоты 18-40Натрий тетрабор1

нокислый0,2-1.0

Натрий азотистокислый0,03-0.25 Калий и/или натрий азотнокислый 0,01-0,10 Силикат натрия 0,01-0,15 2-Меркаптобензтиазол.0,002-6.05

ВодаОстальное

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к охлаждающим жидкостям, используемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплообменных агрегатах. Цель изобретения - увеличение срока службы охлаждающей жидкости и улучшение ее антикоррозионных свойств. Указанная цель достигается путем использования охлаждающей жидкости, содержащей в качестве ор ганической низкозамерзающей основы вод ный раствор натриевой соли адипиновой кислоты, а в качестве антикоррозионно / присадки - натрий тетраборнокислый, на трий азотнокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия и 2-меркап- тобензтиазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевая соль адипи- новой кислоты 18-40; натрий тетраборнокислый 0,2-1,0; натрий азотистокислый 0,03-0,25; калий и/или натрий азотнокислый 0,01-0,10; силикат натрия 0,01-0,15; 2- меркаптобензтиазрл 0,002-0,05; водз остальное. Срок службы предложенной охлаждающей жидкости возрастает в 2,0-2.5 раза по сравнению с прототипом, ее антикоррозионные свойства повышаются. Кроме того, она менее токсична по сравнению с прототипом и дает возможность использования отходов производства капролактама (натриевая соль адипиновой кислоты). 2 табл. (Л С

9,16 9,14 9,15 9,15

1

2

3

ц

5Выпадение кристаллов на поверхности металлов и в объеме охлЗедагацей жидкости

6(прототип)7,8

9,02 9,12 9,1.2 8,4.

6,9

0,01 0,005 0, 0,02

0,008

0,01 0,002 0,006 0,04

0,005 9,007 0,007 0,006

0,009 i 0,02

0,010,006

0,00950,004

0,0090,003

0,050,02

0,40 . 0,06

-31+1 -30+1 -18+1

-3511

Примечание. Охлаждающая жидкость в примерах 1-4 представляет собой темно-окрашенный гомогенный раствор

Таблиц а2

цей жидкости

-31+1 -30+1 -18+1

-3511

180 164 143 140

190

20

. 174 160

130 126

178 16