BR112015031002B1 - Composição refrigerante de motor, método para reduzir corrosão localizada num motor e método para inibir corrosão num componente contendo ferro de um sistema refrigerante de motor - Google Patents
Composição refrigerante de motor, método para reduzir corrosão localizada num motor e método para inibir corrosão num componente contendo ferro de um sistema refrigerante de motor Download PDFInfo
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Abstract
composição refrigerante de motor, método para reduzir corrosão localizada num motor e método para inibir corrosão num componente contendo ferro de um sistema refrigerante de motor? a invenção refere-se a uma composição refrigerante de motor, e a um método para aumentar a vida operacional de uma composição refrigerante num motor, sendo que se incorpora um ácido isononanóico no fluido refrigerante geralmente a base de glicol em lugar de ácido nitroso ou seu sal para reduzir corrosão localizada em superfícies contendo ferro.
Description
[0001] De modo geral, a invenção refere-se a composições refrigerantes de motores com atividade operacional aumentada, e a um método para aumentar a vida operacional de uma composição refrigerante no motor.
[0002] Uma composição refrigerante introduzida num sistema de refrigeração de um motor a diesel pretende de modo reproduzível conduzir calor de componentes geradores de calor dentro do motor para uma porção de refrigeração dentro do sistema, e depois ser reciclado continuamente através do motor durante a operação. Idealmente, a composição refrigerante não é afetada pela temperatura elevada encontrada dentro do sistema refrigerante, nem é modificada quimicamente como resultado de circular através do sistema. Além disso, a composição refrigerante ajuda a proteger peças metálicas de efeitos corrosivos que se seriam encontrados no meio ambiente do sistema de refrigeração quando o motor não está operando.
[0003] Assim, a composição refrigerante tem de realizar um número de funções dentro do sistema de refrigeração para funcionar satisfatoriamente. Ela deve ter uma condutividade térmica suficientemente elevada para ser capaz de absorver calor, mas deve ser suficientemente estável de modo a não se decompor ou mudar diferentemente em composição química durante funcionamento do motor. Além disso, como o interior do sistema de refrigeração contém componentes metálicos de diferentes composições tais como ferro, latão, solda, alumínio e aço, o refrigerante não dever ser afetado pelos metais e ser capaz de proteger os metais de degradação neste ambiente. Além disso, a composição refrigerante deve ser capaz de prover sua função protetora e absorvedora de calor por um extenso período de tempo.
[0004] Há muito tempo usam-se glicóis em composições refrigerantes como o refrigerante principal e componente abaixador do ponto de congelamento. Dependendo da faixa de temperatura do ambiente interno no qual o motor operara, quantidades variáveis de água podem ser tipicamente adicionadas para diluir a composição refrigerante. Como resultado o usuário pode ser capaz de diluir, quando necessário, a composição refrigerante para obter a desejada proteção de baixa e alta temperatura nas condições de funcionamento esperadas. Mas, deve-se notar que se requer proteção contra corrosão das peças internas do sistema de refrigeração por toda a faixa de diluição da composição refrigerante.
[0005] No sistema refrigerante, determinados componentes também podem requerer ajuste de concentração, ajuste de composição, ou ambos, em resposta à natureza e quantidade dos metais componentes usados no sistema refrigerante. Assim, motores que incorporam níveis maiores de peças contendo alumínio devem utilizar composições refrigerantes provendo proteção contra corrosão para componentes de alumínio. Alternativamente, onde o sistema de refrigeração incorpora principalmente ou exclusivamente ferro e metais contendo ferro, os componentes de proteção contra corrosão podem diferir em concentração, composição, ou ambos, para otimizar a composição refrigerante durante todo seu ciclo de funcionamento para uso com estes metais.
[0006] No caso de sistemas de resfriamento de ferro fundido tipicamente usados juntamente com motores a diesel, um problema é a microfissuração (corrosão localizada) da superfície metálica em contato com a composição refrigerante. Em motores a diesel de camisas úmidas, a corrosão localizada dos revestimentos de cilindro é um problema principal. Estes revestimentos de motores são feitos de ferro fundido, e tradicionalmente contam com a presença de nitrito de sódio na composição refrigerante para impedir ou minimizar microfissuração da superfície do revestimento. Numa composição refrigerante para uso com motores a diesel, o nitrito de sódio é consumido quando ele protege as superfícies de ferro, sendo frequentemente oxidado a nitrato de sódio. Além disso, o nitrito de sódio na composição refrigerante tende a agir agressivamente em quaisquer superfícies de alumínio ou solda dentro do sistema de refrigeração. Como resultado, a concentração de nitrito da composição refrigerante deve ser cuidadosamente controlada para balancear o efeito protetor sobre superfícies de ferro com os efeitos corrosivos sobre os outros componentes do sistema. Para avaliar de a concentração de nitrito permanece dentro de limites definidos para uma aplicação de sistema refrigerante particular, o refrigerante pode ser aplicado em tiras de teste obteníveis comercialmente. Produtos de tira de teste representativos são obteníveis como ACUSTRIP® CTS-3 de Acustrip, P.O. Box 413, Mountain Lakes 07046 ou como tiras de teste de refrigerante FLEETGUARD® de Cummins Filtration, 1200 Fleetguard Road, Cookeville, TN 38506.
[0007] Mesmo onde o nitrito está apropriadamente balanceado, o esgotamento deste componente é uma função do tempo e da temperatura que tipicamente varia com a vida útil e o ciclo de funcionamento do motor. Embora se introduzam outros componentes da composição refrigerante para eliminar ou minimizar o efeito de corrosão sobre as várias superfícies metálicas no sistema de refrigeração, o nitrito de sódio componente é geralmente único em sua capacidade de controlar microfissuração nas superfícies de ferro no sistema de refrigeração. Como tal, o esgotamento de nitrito na composição refrigerante pode comprometer a capacidade da composição refrigerante de proteger contra a corrosão.
[0008] A presente invenção trata o problema do esgotamento de nitrito na composição refrigerante provendo uma composição refrigerante que inclui ácido isononanóico numa concentração eficaz para executar a função de inibição contra corrosão de nitrito em sistemas de refrigeração contendo ferro tal como usados em motores a diesel. Como resultado, o nitrito, quer como o ácido ou como sal de metal alcalino, metal alcalino- terroso ou de amônio, tipicamente como nitrito de sódio, não necessita ser incorporado na composição refrigerante. A composição refrigerante da invenção utiliza pelo menos 50% em peso de um líquido refrigerante a base de glicol, tais como, mas não limitados a etileno glicol, propileno glicol, dietileno glicol e combinações dos mesmos. Adicionalmente, glicóis éteres podem ser usados como o líquido refrigerante sozinhos ou combinados com os glicóis acima. Os glicóis éteres incluem metil, etil, propil e butil éteres de etileno glicol e misturas dos mesmos. Pode-se usar também glicerina como um líquido refrigerante. Noutra incorporação, a composição refrigerante comercial conterá geralmente de 55% em peso a 95% em peso de um ou mais dos glicóis ou glicóis éteres componentes acima. Em outra incorporação, a composição refrigerante comercial conterá de 70% em peso a 95% em peso de um ou mais dos glicóis ou glicóis éteres componentes. Numa incorporação preferida, a composição refrigerante comercial conterá de 85% em peso a 95% em peso de um ou mais dos glicóis ou glicóis éteres componentes.
[0009] Outros componentes para a composição refrigerante para uso em sistemas de refrigeração contendo ferro podem incluir uma solução aquosa de hidróxido de metal alcalino, metal alcalino-terroso ou de amônio, tipicamente hidróxido de sódio, hidróxido de potássio ou combinações dos mesmos como um inibidor de corrosão; ácidos dicarboxílicos de cadeia curta de C5-C13 ou seus sais de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos ou de amônio, como um inibidor de corrosão; e outros inibidores de corrosão tais como azóis, nitratos, silicatos, molibdatos e fosfatos, tipicamente presentes como o sal de metal alcalino, metal alcalino-terroso ou de amônio, usualmente o sal de sódio ou de potássio. Também podem ser incorporados aditivos de composição refrigerante tais como corantes, agentes de amargor e antiespumantes.
[00010] A composição refrigerante da invenção utiliza ácido isononanóico como um substituto para nitrito de sódio como um inibidor de ferro na composição refrigerante. O ácido isononanóico provê excelente proteção contra microfissuração num sistema de refrigeração contendo ferro, tal como se encontra em motores a diesel, mas além disso não degrada nem é consumido com o decorrer do tempo no ambiente do sistema refrigerante. Como resultado, comparada com uma composição contendo nitrito de sódio, as porcentagens relativas dos componentes inibidores de corrosão da composição refrigerante não mudam nem os inibidores requerem, em absoluto, balanceamento na mesma extensão. Além disso, a composição não requer análise química periódica, tal como por checagem com tiras de teste para avaliar níveis de nitrito com possível suplementação de ácido nitroso ou dos sais de metais alcalinos, alcalino-terrosos ou de amônio do mesmo. Em comparação, minimiza-se a necessidade de suplementar o ácido isononanóico aditivo durante o ciclo de funcionamento da composição refrigerante. Além disso, a composição contendo ácido isononanóico em lugar de nitrito de sódio provê também proteção contra corrosão nas outras superfícies metálicas no sistema de refrigeração, tais como alumínio, latão e solda. Além disso, de modo geral, considera-se que o ácido isononanóico tem menor toxicidade em relação ao nitrito de sódio.
[00011] Em seus aspectos mais amplos, a invenção refere-se a uma composição refrigerante de motor que compreende 50% em peso ou mais de um líquido refrigerante a base de glicol, menos que 10% em peso de um primeiro componente carboxílico selecionado do grupo consistindo de ácidos dibásicos alifáticos ou seus sais tendo de 5 a 13 átomos de carbono e misturas dos mesmos, menos que 10% em peso de ácido isononanóico, e pelo menos um ácido inorgânico ou sal como um inibidor de corrosão que é selecionado do grupo consistindo de molibdatos, fosfatos, e combinações dos mesmos, sendo que a composição refrigerante de motor exclui ácido nitroso ou os sais de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos ou de amônio do mesmo. Mais particularmente, o líquido refrigerante a base de glicol está presente na composição refrigerante de motor numa concentração em peso de cerca de 55% a cerca de 95% e preferivelmente de cerca de 70% a cerca de 95% e mais preferivelmente de cerca de 85% a cerca de 95%. Além disso, o primeiro componente carboxílico está presente numa concentração em peso entre cerca de 0,1% e cerca de 10%. Numa incorporação alternativa o primeiro componente carboxílico está presente numa concentração em peso entre cerca de 0,1% e cerca de 6%. Numa incorporação preferida, o primeiro componente carboxílico está presente numa concentração em peso entre cerca de 4% e cerca de 6%. Além disso, o ácido isononanóico está presente na composição refrigerante de motor numa concentração em peso entre cerca de 0,01% e cerca de 10%. Numa incorporação preferida, o ácido isononanóico está presente numa concentração em peso entre cerca de 0,25% e cerca de 11%.
[00012] O líquido refrigerante principal na composição refrigerante é um glicol, tipicamente etileno glicol, propileno glicol e dietileno glicol ou misturas dos mesmos. Adicionalmente, glicóis éteres e glicerina podem ser usados sozinhos como o líquido refrigerante ou em combinação com os glicóis acima. Os glicóis éteres incluem metil, etil, propil e butil éteres de etileno glicol ou misturas dos mesmos. Além disso, água também está presente na composição refrigerante. Um volume mínimo de água está presente como resultado da introdução, por exemplo, de hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio na composição refrigerante na forma de uma solução do hidróxido de metal alcalino, alcalino-terroso ou de amônio para controlar corrosão e pH. Se a faixa de temperatura da composição refrigerante permitir, quando necessário, a incorporação de água adicional para diluir o glicol e obter o limite de abaixamento de ponto de congelamento desejado, o líquido refrigerante poderá compreender não apenas os glicóis e éteres de glicóis acima, mas incluirá também água como um componente.
[00013] O primeiro componente carboxílico na composição refrigerante de motor consiste de ácidos dibásicos alifáticos ou seus sais tendo de 5 a 13 átomos de carbono. Ácidos dibásicos alifáticos exemplares incluem ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azeláico, ácido sebácico, ácido undecanodióico e ácido dodecanodióico. Numa incorporação preferida, o primeiro componente carboxílico é pelo menos um de ácido adípico, ácido sebácico e ácido dodecanodióico.
[00014] O ácido isononanóico componente provê proteção contra microfissuração (corrosão localizada) em superfícies de ferro num ambiente de sistema de refrigeração. Além desta capacidade, o ácido isononanóico, tendo um ponto de ebulição em torno de 200°C, provavelmente não volatilizará para forma do ambiente do sistema de refrigeração durante operação do motor a diesel. A estabilidade relativa do ácido isononanóico para modificação torna também o material improvável de degradar no ambiente do sistema de refrigeração. Assim, embora nas condições de pH da composição refrigerante o ácido possa estar presente como um sal, tipicamente o sal de sódio ou potássio, o material permanecerá no sistema de microfissuração num motor durante a durabilidade da composição refrigerante.
[00015] Quando aqui usado, ácido isononanóico refere-se a um ou mais ácidos carboxílicos alifáticos de cadeia ramificada com 9 átomos de carbono. Incorporações de ácido isononanóico usado na composição refrigerante de motor podem incluir ácido 7-metil-octanóico (por exemplo, CAS n°s 693-19-6 e 26896-184), ácido 6,6-dimetil-heptanóico (por exemplo, CAS n° 1589892-7), ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico (por exemplo, CAS n° 3302-10-1), ácido 3,4,5-trimetil-hexanóico, ácido 2,5,5- trimetil-hexanóico, ácido 2,2,4,4-tetrametil-pentanóico (por exemplo, CAS n° 3302-12-3) e combinações dos mesmos. Numa incorporação, o ácido isononanóico tem como seu componente principal mais que 90% de um de ácido 7-metil-octanóico, ácido 6,6-dimetil-heptanóico, ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico, ácido 3,4,5-trimetil-hexanóico, ácido 2,5,5-trimetil- hexanóico, e ácido 2,2,4,4-tetrametil-pentanóico. O balanço do ácido isononanóico pode incluir outros isômeros de ácido carboxílico de nove átomos de carbono e quantidades menores de um ou mais contaminantes. Numa incorporação preferida, o ácido isononanóico tem como seu componente principal mais que 90% de ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico e ainda mais preferivelmente, o componente principal é mais que 95% de ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico.
[00016] Além do ácido isononanóico componente, a composição pode incluir inibidores de corrosão metálica adicionais. Neste ambiente tais materiais seriam principalmente inibidores de corrosão de ferro. Os inibidores de corrosão incluem hidróxidos de metais alcalinos, metais alcalino- terrosos e de amônio tai como hidróxido de sódio e hidróxido de potássio. Tipicamente, estes hidróxidos são introduzidos na composição como uma solução aquosa a 50% (peso/peso) e são providos na composição refrigerante de motor final numa concentração numa faixa de cerca de 3% em peso a cerca de 5% em peso da solução aquosa a 50% (peso/peso). De modo geral, usa-se solução de hidróxido em quantidade suficiente para gerar um pH alcalino na composição refrigerante.
[00017] Usam-se também compostos de metais de transição em formulações da presente invenção. Os compostos de metais de transição solúveis em água tais como molibdato solúvel em água, que é preferido para uso nos sistemas aquosos da presente invenção, pode ser qualquer sal de ácido molíbdico (H2MoO4) que é rapidamente solúvel em água. Estes incluem molibdatos de metais alcalinos e de metais alcalino-terrosos bem como molibdato de amônio, todos os quais são aqui referidos como “molibdatos alcalinos”. Exemplos de molibdatos alcalinos e de outros molibdatos são molibdato de sódio, molibdato de potássio, molibdato de lítio, trióxido de molibdênio, molibdatos de amônio tais como dimolibdato de amônio e heptamolibdato de amônio, heteropolimolibdatos tais como silício-heteropolimolibdatos e fósforo- heteropolimolibdatos, e misturas dos mesmos. Outros compostos de metais de transição compatíveis podem ser usados sozinhos ou combinados, incluindo, por exemplo, compostos contendo cobalto, cério, misturas dos mesmos e similares, bem como tungstatos e vanadatos. Além disso, pode-se usar qualquer sal destes compostos de metais de transição incluindo aqueles contendo sódio, potássio, lítio, cálcio, magnésio e similares. O composto de metal de transição mais preferido é molibdato de sódio. Emprega-se o composto de metal de transição na composição refrigerante em quantidades a fim de prover cerca de 5 ppm a cerca de 500 ppm do composto de metal de transição na formulação refrigerante de motor final
[00018] Azóis estão presentes na formulação, na forma de um sal, para inibir corrosão de metais amarelos como cobre e latão. Tampas de radiador e termostatos de latão são comuns em motores de automóveis, bem como radiadores de cobre e latão. Numa incorporação, o azol compreende pelo menos três átomos de nitrogênio. O hidrocarbil triazol da presente invenção é preferivelmente um triazol aromático ou um triazol aromático substituído com alquila, preferivelmente benzotriazol ou tolil-triazol (tipicamente uma mistura de 4- metil-benzotriazol e 5-metil-benzotriazol. O hidrocarbil triazol preferido é tolil-triazol. O azol que provê proteção contra corrosão de cobre e latão pode ser selecionado dentre os triazóis, pirazóis, iso-oxazóis, isotiazóis, tiazóis, tiadiazóis solúveis em água e similares. Geralmente, usam-se os sais de metais alcalinos dos azóis. Azóis preferidos específicos incluem sais de 1,2,3-benzotriazol e 1,2,3-tolil- triazol, que reagirão com materiais básicos na composição para formar os sais de azóis.
[00019] Considera-se que determinados azóis tais como 2- mercapto-benzimidazol de sódio e imidazol de sódio definem azóis substituídos e não substituídos contendo dois átomos de nitrogênio que provêm uma molécula de azol ativo para combinar-se com hidrogênio para prover uma capacidade neutralizadora ou de tamponamento quando usada com um ácido carboxílico. Os hidrocarbil triazóis utilizados em incorporações da invenção contêm três átomos de nitrogênio e podem ser mais substituídos e assim menos ativos que o imidazol de dois nitrogênios, e seriam, portanto, menos corrosivos para componentes e vedações de motores. Sais dos azóis mais estáveis e menos ativos selecionados na presente formulação são, assim, importantes como inibidores de corrosão pata proteger metais amarelos. Na composição refrigerante quando usada no motor a diesel, o azol componente está presente numa concentração de cerca de 0,01% a cerca de 10%, ou alternativamente de cerca de 0,05% a cerca de 1%, muito estreitamente de cerca de 0,1% a cerca de 0,5%, com todas as porcentagens em peso.
[00020] O aditivo refrigerante de motor pode, opcionalmente, incluir um agente antiespumante. Qualquer antiespumante disponível conhecido na técnica, é apropriado para as presentes formulações. Antiespumantes apropriados incluem, por exemplo, poli(glicol alquilênico) contendo polidimetilsiloxano organomodificado, copolímero de poli(óxido alquilênico)/siloxano, e poli(óxido alquilênico). Tais antiespumantes são obteníveis comercialmente como SILBREAK® 320 (de Momentive Performance Materials, Inc., Friendly, West Virginia, e identificado como polidimetilsiloxano organomodificado), PLURAFAC® LF 224 (obtenível comercialmente de BASF Corporation, Florham Park, New Jersey, e identificado como tensoativo não iônico de baixo esponjamento, incluindo álcoois graxos alcoxilados predominantemente não ramificados, contendo óxidos de alcenos superiores ao lado de óxido de etileno), tensoativo não iônico PLURONIC® L-61 (obtenível comercialmente de BASF Corporation, e identificado como copolímero em bloco de óxido de etileno/óxido de propileno) ou antiespumante líquido PATCOTE® 415 (obtenível comercialmente de Patco Specialty Chemicals Division, American Ingredients Company, Kansas City, Missouri, e identificado como um antiespumante líquido sem silicone). O antiespumante pode estar presente no aditivo refrigerante numa quantidade de até cerca de 1% em peso e preferivelmente está presente numa quantidade de cerca de 0,001% em peso a cerca de 0,75% em peso e mais preferivelmente numa quantidade de cerca de 0,003% em peso a cerca de 0,5% em peso, e muito preferivelmente numa quantidade de cerca de 0,005% em peso a cerca de 0,1% em peso da composição refrigerante.
[00021] Opcionalmente, pode-se também adicionar outros componentes tais como agentes de amargor, corantes, traçadores ou biocidas diretamente no líquido refrigerante, e estão geralmente disponíveis.
[00022] Prefere-se etileno glicol ou propileno glicol como o abaixador do ponto de congelamento e especialmente as misturas obteníveis comercialmente contendo largamente etileno glicol e uma pequena quantidade de dietileno glicol. Preferivelmente, a mistura comercial contém pelo menos cerca de 85% a cerca de 95% em peso de etileno glicol com o restante sendo dietileno glicol e pequenas quantidades de substâncias que estão incidentalmente presentes tal como água.
[00023] Divulga-se também aqui um método para conferir inibição de corrosão a uma composição refrigerante para uso num sistema de resfriamento contendo componentes de ferro, sendo que o inibidor de corrosão não requer suplementação periódica. O componente de ferro pode incluir ligas de aço, ligas de ferro fundido e combinações de aço e ligas de ferro fundido. Uma liga de ferro fundido componente exemplar é uma manga de cilindro de revestimento úmido utilizada em motores de combustão interna. Durante uso, tais mangas são expostas a temperaturas elevadas de atrito e combustão que ocorrem no cilindro da manga enquanto que pelo menos uma porção do corpo externo da manga está em contato com a composição refrigerante de motor. O ambiente operacional de tais mangas úmidas requer inibição de corrosão eficaz constante na composição refrigerante de motor. Tal inibição de corrosão de mangas úmidas e de outros componentes contendo ferro de sistemas de resfriamento é obtida pela introdução de ácido isononanóico ou de seus sais de metais alcalinos, alcalino- terrosos ou de amônio na composição refrigerante de motor numa quantidade eficaz para reduzir microfissuração (corrosão localizada). Reduz-se a microfissuração a um nível suficiente para passar no teste de microfissuração de motor de ASTM D 7583-09 na ausência de ácido nitroso e sais do mesmo. Embora aqui se discutam particularmente mangas úmidas, a presente composição refrigerante de motor provê inibição de corrosão eficaz para outras formas de componentes contendo metais ferrosos, tais como blocos de motor de ferro fundido, cabeças de cilindros, e caixas de bombas.
[00024] Os exemplos detalhados seguintes ilustram a prática da invenção numa forma incorporada, permitindo dessa maneira que uma pessoa habilitada na técnica pratique a invenção. Os princípios desta invenção, seus parâmetros operacionais e outras modificações óbvias podem ser compreendidos em vista do seguinte procedimento detalhado. Tabela 1: Comparação de pacote de inibição de corrosão de ferro
[00025] A Tabela 1 acima mostra vários exemplos de composições refrigerantes. O Exemplo A contém ácido isononanóico para proteção de ferro, e é usado como um substituto para nitrito de sódio. O ácido isononanóico inclui uma mistura de ácidos carboxílicos de cadeia ramificada com 9 átomos de carbono sendo que de cerca de 88% a cerca de 99% da mistura é constituída de ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico. Inclui-se etileno glicol como o líquido refrigerante, com propriedades de abaixamento do ponto de congelamento. A solução aquosa de hidróxido de sódio a 50%, ácido adípico e ácido sebácico contribuem para prover inibição de corrosão. O ácido isononanóico, e alternativamente nitrito de sódio, contribui para inibir corrosão em superfícies de ferro. A frase “outros inibidores de metais e aditivos” abrange tolil- triazol de sódio, nitrato de sódio, silicato de sódio, molibdato de sódio, um corante e um antiespumante.
[00026] O Exemplo B não contém nem nitrito de sódio nem ácido isononanóico, embora ele inclua uma mistura de ácidos dicarboxílicos alcalinos. Em relação ao Exemplo A a única diferença em composição é a ausência de ácido isononanóico.
[00027] O Exemplo C inclui nitrito de sódio como um componente, mas não contém nenhum ácido isononanóico.
[00028] Os vários exemplos podem ser produzidos por simples adição dos vários componentes num recipiente aberto com agitação mecânica. Recomenda-se que o líquido refrigerante seja introduzido primeiro no recipiente, mas a ordem de adição dos materiais restantes pode variar como desejado.
[00029] Os três exemplos na Tabela 1 foram testados de acordo com ASTM D 7583-09, um teste de microfissuração (corrosão localizada) de motor de ferro também conhecido como teste de cavitação (microfissuração ou corrosão localizada) de refrigerante de motor de John Deere. Uma formulação que passa no teste proverá um resultado de teste menor ou igual a 200 picaduras. Entretanto, deseja-se um resultado menor ou igual a 100 picaduras. Como mostrado na Tabela 1, o número de picaduras de revestimento após executar o teste de ASTM acima, a formulação do Exemplo A contendo ácido isononanóico foi 87, e 78 usando a fórmula contendo nitrito de sódio do Exemplo C. Ambos estes resultados de teste mostram menos que 100 picaduras, e ofereceriam proteção superior na maioria das condições de serviço severas. Este resultado passa tecnicamente no teste, embora o resultado esteja bem acima do máximo desejado de 100 picaduras que são típicos de um sistema contendo nitrito. Como resultado, a proteção contra microfissuração provida pelo Exemplo B seria considerado suspeito em condições rigorosas de cavitação encontradas em muitos motores a diesel de alta potência maiores com revestimentos de manga úmida.Tabela 2: Formulação de trabalho de Refrigerante A
[00030] A Tabela 2 acima descreve uma fórmula de trabalho contendo ácido isononanóico, com aditivos adicionais tais como inibidores de incrustação, agentes de amargor, corante, antiespumante e inibidores de corrosão, e foi produzida de acordo com o procedimento descrito acima. A fórmula mostrada na Tabela 2 seria otimizada para alto desempenho de solda de chumbo. Não obstante, modificações das concentrações de componentes individuais seriam esperadas para prover resultados aceitáveis quando se ajusta a fórmula para desempenho otimizado em relação a outros metais no sistema de refrigeração.
[00031] Prepara-se a solução de hidróxido de sódio a 50% identificada na fórmula acima misturando pesos iguais de hidróxido de sódio (base ativa de 100%) e de água destilada ou deionizada, com agitação simples, e adição de água para corrigir perda de vapor d’água.
[00032] Embora a invenção tenha sido descrita com relação a incorporações específicas da mesma, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações serão óbvias para aqueles habilitados na técnica à luz da descrição anterior. Consequentemente, desvios podem ser feitos de tais detalhes sem se afastar do espírito ou abrangência do conceito inventivo geral.
Claims (28)
1. Composição refrigerante de motor, caracterizada pelo fato de compreender: 50% em peso ou mais de um líquido refrigerante a base de glicol; entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 10% em peso de um primeiro componente carboxílico selecionado do grupo consistindo de ácidos dibásicos alifáticos ou seus sais tendo de cinco a 13 átomos de carbono, e misturas dos mesmos; entre cerca de 0,01% em peso e cerca de 10% em peso de ácido isononanóico; e pelo menos um ácido inorgânico ou seu sal como um inibidor de corrosão selecionado do grupo consistindo de molibdatos, fosfatos, e combinações dos mesmos, sendo que a composição exclui ácido nitroso ou os sais de metais alcalinos, metais alcalino- terrosos ou de amônio do mesmo.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o ácido isononanóico estar presente numa concentração entre cerca de 0,01% em peso e cerca de 1% em peso.
3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o ácido isononanóico estar presente numa concentração entre cerca de 0,10% em peso e cerca de 1% em peso.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o ácido isononanóico estar presente numa concentração entre cerca de 0,25% em peso e cerca de 1% em peso.
5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o ácido isononanóico ser selecionado do grupo consistindo de ácido 7-metil-octanóico, ácido 6,6-dimetil- heptanóico, ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico, ácido 3,4,5- trimetil-hexanóico, ácido 2,5,5-trimetil-hexanóico, ácido 2,2,4,4-tetrametil-pentanóico, e combinações dos mesmos.
6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de mais que 90% de ácido isononanóico ser um de ácido 7-metil-octanóico, ácido 6,6-dimetil-heptanóico, ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico, ácido 3,4,5-trimetil-hexanóico, ácido 2,5,5-trimetil-hexanóico, e ácido 2,2,4,4-tetrametil- pentanóico.
7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de mais que 95% de ácido isononanóico ser ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico.
8. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de incluir ainda um azol.
9. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o primeiro componente carboxílico ser ácido adípico.
10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o primeiro componente carboxílico ser ácido sebácico.
11. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o primeiro componente carboxílico ser ácido dodecanodióico.
12. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o sal de ácido inorgânico incluir molibdato de sódio.
13. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o sal de ácido inorgânico incluir monoidrogeno fosfato de potássio.
14. Método para reduzir corrosão localizada num motor, caracterizado pelo fato de compreender incorporar numa composição refrigerante uma quantidade de ácido isononanóico eficaz para reduzir microfissuração, o sal do mesmo, e combinação do ácido e sal, na ausência de ácido nitroso ou sais de metal alcalino, metal alcalino terroso ou de amônio do mesmo.
15. Composição refrigerante de motor, caracterizada pelo fato de compreender: entre cerca de 85% em peso e cerca de 95% em peso de um líquido refrigerante a base de glicol; entre cerca de 0,1% em peso e cerca de 6% em peso de um primeiro componente carboxílico selecionado do grupo consistindo de ácidos dibásicos alifáticos ou seus sais tendo de 5 a 13 átomos de carbono, e misturas dos mesmos; entre cerca de 0,01% em peso e cerca de 10% em peso de ácido isononanóico; e pelo menos um ácido inorgânico ou seu sal como um inibidor de corrosão, selecionado do grupo consistindo de molibdatos, fosfatos, e combinações dos mesmos, sendo que a composição exclui ácido nitroso ou os sais de metais alcalinos, metais alcalino-terrosos ou de amônio do mesmo.
16. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o primeiro ácido carboxílico estar presente numa concentração entre cerca de 4% em peso e cerca de 6% em peso.
17. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o ácido isononanóico estar presente numa concentração entre cerca de 0,25% em peso e cerca de 1% em peso.
18. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o ácido isononanóico ser selecionado do grupo consistindo de ácido 7-metil-octanóico, ácido 6,6-dimetil-heptanóico, ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico, ácido 3,4,5-trimetil-hexanóico, ácido 2,5,5-trimetil- hexanóico, ácido 2,2,4,4-tetrametil-pentanóico, e combinações dos mesmos.
19. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de mais que 90% de ácido isononanóico ser um de ácido 7-metil-octanóico, ácido 6,6-dimetil- heptanóico, ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico, ácido 3,4,5- trimetil-hexanóico, ácido 2,5,5-trimetil-hexanóico, e ácido 2,2,4,4-tetrametil-pentanóico.
20. Composição, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de mais que 95% de ácido isononanóico ser ácido 3,5,5-trimetil-hexanóico.
21. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de incluir ainda um azol.
22. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o primeiro componente carboxílico ser ácido adípico.
23. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o primeiro componente carboxílico ser ácido sebácico.
24. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o primeiro componente carboxílico ser ácido dodecanodióico.
25. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o segundo componente carboxílico ser ácido isononanóico.
26. Composição, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o sal de ácido inorgânico incluir molibdato de sódio.
27. Composição, de acordo com a reivindicação 15,caracterizada pelo fato de o sal de ácido inorgânico incluir monoidrogeno fosfato de potássio.
28. Método para inibir corrosão num componente contendo ferro de um sistema refrigerante de motor, caracterizado pelo fato de compreender adicionar uma quantidade de ácido isononanóico eficaz para reduzir microfissuração numa composição refrigerante de motor; e adicionar a composição refrigerante de motor num sistema refrigerante de motor; sendo que o ácido isononanóico na composição refrigerante de motor é suficiente para passar no teste de microfissuração de motor de ASTM D 7583-09 na ausência de ácido nitroso ou dos sais de metais alcalinos, alcalino-terrosos ou de amônio do mesmo.
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