Антифриз

Авторы патента:

C23F11/14 - азотсодержащие соединения

C09K5/20 - антифризные добавки для них, например радиаторные жидкости (использование на поверхностях C09K 3/18; ингибирование коррозии с помощью жидкостей C23F 11/00)

C09K5/10 - жидкие материалы

Владельцы патента RU 2540545:

Давидовская Наталья Юрьевна (RU)

Изобретение относится к антифризам - низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Антифриз содержит, мас.%: продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7):0,4 с аминным числом не менее 42 мг HCI/г 0,5-2,5, триэтилфосфат 0,3-0,5, имидазол 0,5-0,7, продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана с 1,2-пропиленгликолем в мольном соотношении 1:8 0,02-0,04, 1,2-пропиленгликоль 60,0-70,0, вода до 100. Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение защитных свойств антифриза по отношению к резине, черным и цветным металлам, а также повышение его экологической безопасности. 4 табл., 5 пр.

Изобретение относится к антифризам - низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей, сельскохозяйственных машин, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Как известно, к антифризам, используемым в системе охлаждения ДВС автомобильной техники, предъявляются жесткие требования по коррозионному и химическому воздействию на металлические и резиновые детали двигателей.

Известен антифриз, содержащий, мас.%: этиленгликоль - 93,0-93,5, бензоат щелочного металла - 2,90-3,10, салицилат щелочного металла - 0,08-0,12, гидроксид щелочного металла - 0,20-0,30, тетраборат натрия (безводный) - 0, (55-0,75, циклогексанон - 0,28-0,32, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола - 0,01-0,02, бензотриазол - 0,27-0,28, N-бензилиденциклогексиламин - 0,28-0,32, нитрит щелочного металла - 0,15-0,20, кремнийорганический пеногаситель - 0,02-0,03, краситель - 0,0015-0,035 и воду - остальное (RU 2050396 C1, кл. C09K 5/10, C23F 11/12, 11/14, 20.12.1995).

Недостатком известного антифриза является многокомпонентность состава, включающего 9 антикоррозионных присадок при их суммарном содержании от 4,82 до 5,41 мас.%, что значительно усложняет технологию его приготовления.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является антифриз, включающий, мас.%: нитрит натрия - 0,1-0,2, нитрат натрия - 0,2-0,3, бензотриазол - 1,0-2,0, борат этаноламина - 2,0-3,0, этиленгликоль - 50,0-60,0, вода - до 100 (RU 2370512 С1, кл. С09К 5/10, C23F 11/14, 20.10.2009).

Недостатком данного антифриза является нежелательное присутствие в составе нитрата нитрита натрия, которые оказывают вредное воздействие на организм человека и окружающую среду. Кроме того, он вызывает относительно высокое набухание резиновых деталей ДВС.

Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств антифриза по отношению к резине, черным и цветным металлам, а также повышение его экологической безопасности.

Данный результат достигается тем, что антифриз, включающий боразотсодержащее соединение, азол, гликоль и воду, дополнительно содержит триэтилфосфат и продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана с 1,2-пропиленгликолем в мольном соотношении 1:8, в качестве боразотсодержащего соединения содержит продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении реагентов 1:3:(0,5-0,7):0,4 соответственно с аминным числом не менее 42 мг HCI/г, в качестве азола он содержит имидазол, а в качестве гликоля - 1,2-пропиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт конденсации борной кислоты,
диэтаноламина, этилкарбитола и
олеиновой кислоты	0,5-2,5
Триэтилфосфат	0,3-0,5
Имидазол	0,5-0,7
Продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана
с 1,2-пропиленгликолем	0,02-0,04
1,2-Пропиленгликоль	60,0-70,0
Вода	До 100

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что при введении в состав продукта конденсации борной кислоты, диэтаноламина (ДЭА), этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении реагентов 1:3:(0,5-0,7):0,4, триэтилфосфата (ТЭФ), продукта взаимодействия метилтриэтоксисилана с 1,2-пропиленгликолем в мольном соотношении 1:8 и имидазола при заявленном соотношении компонентов возникает синергический эффект повышения защитных свойств антифриза по отношению к резине, черным и цветным металлам.

Использование продукта конденсации и продукта взаимодействия при иных мольных соотношениях реагентов, кроме заявленных, а также введение их, ТЭФ и имидазола при иных массовых соотношениях не позволяет получить антифриз с высокими защитными свойствами.

Этилкарбитол (ТУ 2422-125-05766801-2003) - моноэтиловый эфир диэтиленгликоля - бесцветная подвижная гигроскопичная жидкость с температурой кипения 201,9°C и плотностью 0,9902 г/см³.

В промышленности этилкарбитол (C₂H₅OCH₂CH₂OCH₂CH₂OH) получают реакцией этилового спирта с окисью этилена при температуре 180-200°C и давлении 3.0-3.5МПа в присутствии гидроксида натрия.

Олеиновую кислоту используют согласно ГОСТ 7580-91, борную кислоту - по ГОСТ 18704-78, ДЭА - по ТУ 6-09-2652-91.

Триэтилфосфат (триэтиловый эфир ортофосфорной кислоты) (C₂H₅O)₃PO является сложным эфиром этанола и фосфорной кислоты, представляет собой бесцветную, хорошо растворимую в воде жидкость с температурой кипения 216°C и относительной плотностью 1,073 г/см³.

Имидазол C₃H₄N₂ (ТУ 6-09-37-1127-91) получают конденсацией глиоксаля с аммиаком в присутствии формальдегида. Он представляет собой бесцветные или бледно-желтые кристаллические хлопья со слабым запахом амина с температурой плавления 88,3-89,9°C и относительной плотностью 1,111 г/см³. Он хорошо растворим в воде, спирте, бензоле, плохо - в углеводородах.

Метилтриэтоксисилан (CH₃Si(C₂H₅O)₃) - прозрачная бесцветная или слегка желтоватая жидкость с температурой кипения 143°C и плотностью 0,895 г/см³. Его получают в результате каталитического диспропорционирования диэтоксисилана (7115 Crosslinker ТР3312).

1,2-пропиленгликоль (CH₃CHOHCH₂OOH) - горючая жидкость с температурой кипения 189°C и плотностью 1,0361 г/см³ (ТУ 6-09-2434-81). В промышленности 1,2-пропиленгликоль (1,2-пропандиол) получают гидратацией пропиленоксида.

Технология получения продукта взаимодействия заключается в следующем.

Синтез проводят в лабораторном реакторе, снабженном трехрогой насадкой, механической мешалкой, обратным водяным холодильником и капельной воронкой. К 608,8 г (8 молям) 1,2-пропиленгликоля при перемешивании добавляют 178,3 г (1 моль) метилтриэтоксисилана. Реакционную массу перемешивают в течение 15 ч при температуре 130°C, после чего удаляют образующийся этиловый спирт сначала при атмосферном давлении, затем при вакуумировании на роторном испарителе до постоянного веса реакционной массы при остаточном давлении 2-5 мм рт.ст. и температуре 130°C. Выход продукта 99%. Продукт представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с динамической вязкостью 5,3 Па·сек (20±0,5°C), коэффициентом преломления (20°C) $n_{D}^{20} = 1, 4500$ , растворимую в воде, спирте, хлороформе, нерастворимую в эфире.

Технология получения продукта конденсации заключается в следующем.

В лабораторный реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, при температуре 90-100°C и постоянном перемешивании загружают 315 г (3 моля) диэтаноламина, 61 г (1 моль) борной кислоты и 67-94 г (0,5-0,7 моля) этилкарбитола. Реакционную массу нагревают до 180-200°C и проводят реакцию конденсации в течение 45-60 мин. Затем в реактор вводят 112 г (0,4 моля) олеиновой кислоты и продолжают реакцию конденсации в течение 30-40 мин при температуре 200-210°C.

Полученные продукты имеют цвет от желтого до медового, хорошо растворимы в воде, не пенятся, не образуют осадки в жесткой воде и имеют следующие характеристики:

Кинематическая вязкость при 100°C, сСт - не более 55,0.

Аминное число, мг HCI/г - не менее 42.

Зольность, % - отсутствует.

Температура вспышки в открытом тигле, °C - не ниже 200.

Технология приготовления охлаждающей жидкости заключается в следующем.

В емкость с мешалкой последовательно загружают расчетные количества воды (умягченной), продукта конденсации, полученного, как описано выше, ТЭФ, имидазола и продукта взаимодействия. После перемешивания в течение 15-20 мин к полученному водному раствору добавляют 1,2-пропиленгликоль, и процесс перемешивания продолжают еще 30-40 мин. При необходимости в состав антифриза могут быть добавлены любые нейтральные красители, в частности Na-флюоресцеин для получения светло-зеленой окраски.

Составы образцов предложенного антифриза представлены в табл.1. Примеры 4 и 5 являются контрольными.

Испытания антифризов на коррозионное воздействие на металлы при 88±2°C в течение 336 ч проводили по методикам, приведенным в ГОСТ 28084-89, которые находятся в полном соответствии с методиками ASTM.

Результаты коррозионных испытаний представлены в табл.2.

Испытания резины на набухание проводили по ГОСТ 9.030-74 при температуре 100°C в течение 70 ч. Результаты испытания приведены в табл.3.

Основные физико-химические свойства предлагаемого антифриза приведены в табл.4.

Использование предложенного антифриза в двигателях внутреннего сгорания автомобильной, сельскохозяйственной и специальной техники позволит надежно защитить узлы и детали ДВС, выполненные из черных и цветных металлов, от коррозионного поражения, а резиновые детали - от набухания и старения.

Таблица 1
Составы предложенного антифриза
Компоненты	Содержание компонентов по примерам, масс.%
1	2	3	4	5
Продукт конденсации борной кислоты, ДЭА, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1:3:0,5:0,4 соответственно	0,5			0,4
Продукт конденсации борной кислоты, ДЭА, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1:3:0,6:0,4 соответственно		1,5
Продукт конденсации борной кислоты, ДЭА, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1:3:0,7:0,4 соответственно			2,5		2,7
Триэтилфосфат	0,3	0,4	0,5	0,2	0,7
Имидазол	0,5	0,6	0,7	0,4	0,8
Продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана с 1,2-пропиленгликолем в мольном соотношении 1:8	0,02	0,03	0,04	0,01	0,05
1,2-пропиленгликоль	60,0	65,0	70,0	57,0	72,0
Вода	38,68	32,47	26,26	41,99	23,75

Таблица 2
Результаты коррозионных испытаний антифриза
Составы охлаждающих жидкостей	Материал
Составы охлаждающих жидкостей	медь	латунь	припой	чугун	сталь	алюминий
потеря массы, г/м²/сут
Пример 1	0,004	0,003	0,004	0,002	0,002	0,004
Пример 2	0,003	0,002	0,003	0,001	0,001	0,003
Пример 3	0,002	0,002	0,003	0,001	0,001	0,002
Пример 4	0,01	0,02	0,03	0,01	0,01	0,02
Пример 5	0,003	0,002	0,003	0,001	0,001	0,002
Прототип	0,02	0,03	0,04	0,02	0,01	0,04
Требования ГОСТ 28084-89	не более 0,1	не более 0,1	не более 0,2	не более 0,1	не более 0,1	не более 0,1

Таблица 3
Результаты испытаний резины на набухание в антифризе
Показатели	Значение показателя по примерам	Прототип	Норма по ГОСТ 9.030-74
1	2	3	4	5
Набухание резины, %: стандартные образцы резины марки 57-5006	0,7	0,6	0,5	1,2	0,5	1,2-1,4	не более 5
стандартные образцы резины марки 57-7011	0,4	0,3	0,2	0,7	0,2	0,7-0,9	не более 5

Таблица 4
Основные физико-химические свойства предложенного антифриза
Показатель	Антифриз по примеру 1	Антифриз по примеру 2	Антифриз по примеру 3
Плотность при 20°C, г/см³	1,075	1,094	1,105
Температура кипения при давлении 110,3 кПа (760 мм рт.ст.), °C	112,5	116,0	118,5
Водородный показатель (pH) при температуре 20°C	10,2	9,7	9,2
Резерв щелочности, см³	25,4	24,9	23,9
Температура начала кристаллизации, °С	-42	-44	-45

Антифриз, включающий боразотсодержащее соединение, азол, гликоль и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит триэтилфосфат и продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана с 1,2-пропиленгликолем в мольном соотношении 1:8, в качестве боразотсодержащего соединения содержит продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении реагентов 1:3:(0,5-0,7):0,4 соответственно с аминным числом не менее 42 мг HCI/г, в качестве азола он содержит имидазол, а в качестве гликоля - 1,2-пропиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт конденсации борной кислоты,
диэтаноламина, этилкарбитола и
олеиновой кислоты	0,5-2,5
триэтилфосфат	0,3-0,5
имидазол	0,5-0,7
продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана
с 1,2-пропиленгликолем	0,02-0,04
1,2-пропиленгликоль	60,0-70,0
вода	до 100

Похожие патенты:

Охлаждающая жидкость // 2540543

Изобретение относится к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания машин и специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Ингибитор сероводородной коррозии и наводороживания металлического оборудования // 2539132

Изобретение относится к области защиты черных металлов от сероводородной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для предотвращения коррозии газового и нефтепромыслового оборудования.

Концентрат охлаждающей жидкости // 2535948

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям, и может быть использовано в качестве теплоносителя в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в оборудовании бытового и промышленного назначения.

Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали // 2532264

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту, пеназолин К, дополнительно содержит синергическую смесь ингибиторов коррозии из 5,6,7,8-тетрахлорхинозолина, диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфата, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 55-60; эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,9-4,5; кубовой остаток ректификации бензола 10-11; соляная кислота 0,6-0,8; (диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфат 0,3-0,4; 5,6,7,8-тетрахлорхинозолин 0,4-0,5; пеназолин К 0,4-0,9; вода остальное.

Способ защиты стали от коррозии в минерализованных водно-нефтяных средах, содержащих диоксид углерода // 2524527

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования в нефтяной отрасли. Способ включает добавление в минерализованную водно-нефтяную среду, содержащую диоксид углерода, ингибитора коррозии, при этом в качестве ингибитора коррозии используют N-(2-циклопент-1-ен-1-илфенил)-2R-N-фталимидогексанамид, где R - обозначение конфигурации атома С2, с концентрацией 50-200 мг/л.

Композиция и способ контроля уноса меди и эрозии медных сплавов в промышленных системах // 2520931

Изобретение относится к способу уменьшения эрозии и/или коррозии в результате воздействия агрессивных вод в промышленных системах, а именно для уменьшения уноса ионов меди из водных систем, содержащих медьсодержащую поверхность, находящуюся в контакте с водой указанной водной системы.

Ингибитор коррозии пролонгированного действия для защиты нефтепромыслового и нефтеперерабатывающего оборудования (варианты) // 2518034

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов, в частности к составам, обеспечивающим надежную защиту в средах, содержащих растворенный сероводород или углекислый газ, и обладающим высокой сорбционной активностью по отношению к металлическим поверхностям, и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Ингибитор углекислотной коррозии для паровых котлов среднего и высокого давления аминат пк-2 // 2516176

Изобретение относится к ингибиторам коррозии углеродистых сталей в кислых и нейтральных кислородсодержащих водных растворах. Ингибитор включает, мас.ч.: морфолин 10-12, циклогексиламин 8-10, диметиламиноэтанол 15-20, вода - остальное.

Ингибитор углекислотной коррозии для парогенерирующих установок низкого и среднего давления аминат пк-1 // 2515871

Изобретение относится к ингибиторам коррозии углеродистых сталей в кислых и нейтральных кислородсодержащих водных растворах. Ингибитор включает, мас.ч.: морфолин 1-4, циклогексиламин 1-5, диметиламиноэтанол 25-31, вода остальное.

Ингибиторы коррозии на основе вольфрамата // 2509178

Изобретение относится к ингибированию коррозии, вызываемой растворами мочевины и нитрата аммония. Поверхность черного металла подвергают воздействию раствора азотных удобрений с добавлением к раствору азотных удобрений от 1 до 5 частей на млн вольфрамата щелочного металла, эффективного количества ортофосфата, фосфоната и/или фосфонита и при необходимости эффективного количества стабилизатора железа.

Концентрат охлаждающей жидкости // 2535948

Концентрат охлаждающей жидкости // 2518583

Охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания // 2470059

Изобретение относится к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям-антифризам и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) транспортных и стационарных энергетических систем, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Противообледенительные и теплообменные жидкие составы // 2465298

Изобретение относится к противообледенительным и теплообменным жидким составам, применяемым для борьбы с обледенением или получения теплообменных жидкостей. .

Концентрат для охлаждающей жидкости и его использование в качестве средства для снижения температуры начала кристаллизации охлаждающей жидкости // 2457235

Изобретение относится к химической технологии, в частности к концентрату для снижения температуры кристаллизации охлаждающих жидкостей. .

Композиции фенилендиамина, растворимые в воде, и способы стабилизации этиленненасыщенных соединений и мономеров // 2349622

Изобретение относится к ингибитору преждевременной полимеризации этиленненасыщенных мономеров, содержащему одно или более соединений определенной структурной формулы, относящихся к классу фенилендиаминов.

Ингибитор коррозии для низкозамерзающих охлаждающих жидкостей // 2302479

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии, являющимися кислород- и азотсодержащими соединениями. .

Способ получения концентрата охлаждающей жидкости // 2287006

Изобретение относится к области химической технологии и касается способа получения концентрата низкозамерзающей охлаждающей жидкости, используемой, в частности, в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Концентрат антифриза // 2263131

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к концентратам антифризов, для изготовления охлаждающих жидкостей, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей, а также в качестве теплоносителя, предназначенного для использования в системах отопления и кондиционирования зданий.

Ингибирующие коррозию композиции для жидких теплоносителей // 2249634

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности к водным растворам, пригодным для использования в качестве жидких теплоносителей для охлаждающих контуров, например, для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания.

Охлаждающая жидкость // 2540543