Ингибитор коррозии для антифризов

 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах. Ингибитор коррозии содержит, мас.%: 5,0-5,5 динатрийфосфата двенадцативодного; 6,5-7,5 тетрабората натрия десятиводного; 0,50-0,70 карбоната натрия; 0,25-0,35 трилона-Б; 0,10-0,15 соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола; 10,0-13,0 воды; 2,5-5,0 продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле, остальное - этиленгликоль. Технический результат: получение ингибитора коррозии с высокими защитными свойствами по отношению ко всем конструкционным материалам двигателя при сохранении устойчивости охлаждающих жидкостей, приготовленных на его основе, к воздействию солнечного света. 2 табл.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Известны композиции антифризов (CS - патент 226394, МПК 7 C 23 F 11/10, опубл. 1985; JP патент 59-157161, МПК 7 С 09 К 3/00, опубл. 1984), однако они не предотвращают коррозию чугуна и стали, а антифриз, изготавливаемый на основе ингибитора черных металлов (СS - патент 213153, МПК 7 C 23 F 11/10, опубл. 1984), агрессивен к латуни.

Наиболее близким по составу, свойствам и достигаемой цели является ингибитор коррозии для антифризов на основе этиленгликоля, содержащий динатрийфосфат, тетраборат натрия, трилон-Б, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, карбонат натрия и воду (RU - патент 2143499, МПК 7 С 09 К 5/00, опубл. 27.12.99 - прототип) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Динатрийфосфат двенадцативодный 5,5-6,5

Тетраборат натрия десятиводный 6,0-8,0

Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,25-0,40

Трилон-Б 0,20-0,25

Карбонат натрия 0,50-0,60

Вода 14,5-15,5

Этиленгликоль Остальное

Недостатком ингибитора является образование обильного желтого осадка продуктов окисления соли 2-меркаптобензтиазола в охлаждающих жидкостях, приготовленных на его основе, под воздействием солнечного света (появление осадков отмечается на пятые-седьмые сутки хранения). В то же время уменьшение концентрации соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, позволяющее устранить этот недостаток, приводит согласно прототипу к сильной коррозии меди, латуни и припоя.

Задачей изобретения является получение ингибитора коррозии с высокими защитными свойствами по отношению ко всем конструкционным материалам двигателя при сохранении устойчивости охлаждающих жидкостей, приготовленных на его основе, к воздействию солнечного света.

Поставленная задача достигается тем, что ингибитор коррозии на основе этиленгликоля, содержащий динатрийфосфат, тетраборат натрия, карбонат натрия, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, трилон-Б и воду дополнительно содержит продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Динатрийфосфат двенадцативодный 5,0-5,5

Тетраборат натрия десятиводный 6,50-7,50

Карбонат натрия 0,50-0,70

Соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,10-0,15

Трилон-Б 0,25-0,35

Продукт взаимодействия

о-фенилендиамина с нитритом

натрия и бензойной кислотой в

этиленгликоле 2,50-5,00

Вода 10,0-13,0

Этиленгликоль Остальное

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный состав ингибитора коррозии отличается от известного введением новых компонентов и, таким образом, данное техническое решение соответствует критерию новизна.

Применение в данном составе новых компонентов в сочетании с известными при указанном их соотношении обеспечивает свойства, которые проявляются только в данном техническом решении: высокая антикоррозионная защита конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий) при сохранении устойчивости охлаждающих жидкостей к воздействию солнечного света. При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию существенные отличия.

Продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле используют согласно ТУ 2422-009-57253465-2003.

Приготовление ингибитора коррозии данного состава осуществляется последовательным смешением компонентов при 75-85°С.

Пример 1. Сначала готовят продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле последовательным растворением компонентов в этиленгликоле при их массовом соотношении, соответственно, (1,2-1,6):(0,8-1,2):(1,4-1,8):(10,0-12,0) при 50°С в течение 1 ч. В емкость помещают 10,0 г воды, 5,50 г динатрийфосфата двенадцативодного, 7,00 г тетрабората натрия десятиводного, 0,60 г карбоната натрия, 0,15 г соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, 0,30 г трилона-Б, 2,50 г продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле и 73,95 г этиленгликоля. Смесь перемешивают в течение 1 ч до полного растворения компонентов.

Аналогично готовят и другие составы.

Из состава ингибитора коррозии, приведенного в таблице 1 (примеры 1-17), готовят образцы антифризов для испытания на коррозионную активность путем его разбавления этиленгликолем в соотношении от 1:5-1:7, соответственно.

Коррозионные испытания проводят в 50%-ных растворах по методике ASTM D-1384 в течение 336 ч при 88±1°С.

Приготовленные составы испытывают на устойчивость к воздействию солнечного света. Для этого испытуемый антифриз разбавляют дистиллированной водой в объемном соотношении 1:1 и полученный раствор подвергают воздействию солнечного света в течение 180 сут. Контрольный образец 50%-ного раствора антифриза в дистиллированной воде помещают в темное место. Критерием устойчивости антифриза к воздействию солнечного света является отсутствие осадка.

Сравнительные результаты коррозионных испытаний образцов согласно изобретению и нормам по ГОСТ 28084 приведены в таблице 2.

Как видно из таблиц 1 и 2, составы 1-5 обладают высокими антикоррозионными свойствами.

Уменьшение содержания динатрийфосфата ниже 5,0 мас.% вызывает повышенное коррозионное воздействие жидкости на сталь и чугун (пример 6), а увеличение его концентрации выше 5,5 мас.% не приводит к положительному эффекту (пример 7). При снижении содержания тетрабората натрия ниже 6,5 мас.% отмечается повышенная коррозия припоя (пример 8), а повышение его содержания выше 7,5 мас.% не приводит к положительному эффекту (пример 9).

Уменьшение концентрации соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола ниже 0,1 мас.% приводит к существенным коррозионным потерям меди и латуни (пример 10), а повышение ее концентрации выше 0,15 мас.% не усиливает положительный эффект (пример 11).

Снижение содержания карбоната натрия ниже нижнего предела приводит к образованию осадка (пример 12), а его увеличение выше 0,70 мас.% вызывает коррозию алюминия (пример 13).

Уменьшение концентрации трилона-Б ниже 0,25 мас.% приводит к потере устойчивости к жесткой воде (пример 14), а повышение ее концентрации выше 0,35 мас.% усиливает коррозию меди, латуни и припоя (пример 15).

Уменьшение содержания продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой ниже 2,50 мас.% отрицательно сказывается на устойчивости припоя, меди и латуни (пример 16), а при его концентрациях, превышающих верхний предел, положительный эффект не усиливается (пример 17).

При концентрации воды ниже 10,0 мас.% в образце наблюдается выпадение осадка.

Таким образом, антифриз, полученный на основе данного ингибитора коррозии, обладает высокими защитными свойствами по отношению к конструкционным материалам двигателей внутреннего сгорания и устойчив при хранении к воздействию солнечного света.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии на основе этиленгликоля, содержащий динатрийфосфат, тетраборат натрия, карбонат натрия, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, трилон-Б и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Динатрийфосфат, двенадцативодный 5,0-5,5

Тетраборат натрия, десятиводный 6,50-7,50

Карбонат натрия 0,50-0,70

Соль щелочного металла

2-меркаптобензтиазола 0,10-0,15

Трилон-Б 0,25-0,35

Продукт взаимодействия

о-фенилендиамина с нитритом

натрия и бензойной кислотой в

этиленгликоле 2,50-5,00

Вода 10,0-13,0

Этиленгликоль Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2