CN104185669A - 冷却液组合物 - Google Patents

Abstract

本发明在于提供一种冷却液组合物，其为以二元醇类作为基材的冷却液组合物，其特征在于，含有(a)0.1～8重量％的碳原子数8～18的脂肪族二元羧酸或其碱金属盐、(b)0.1～10重量％的碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐、(c)0.1～5重量％的碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐。

Description

冷却液组合物

技术领域

本发明涉及以二元醇类作为基材的冷却液组合物。

背景技术

以往以来，在发动机内燃机的冷却系统等中使用铝、铝合金、铸铁、钢、黄铜、钎、铜等金属。特别是近年来以汽车车体的轻量化为目的，在内燃机、电动汽车、混合动力电动汽车等的冷却系统部件中大量使用铝或铝合金。

上述金属因与水或者空气接触而发生腐蚀。因此，为了防止上述金属的腐蚀，在冷却系统中应用包含磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐、有机酸等防腐蚀剂的冷却液组合物。

作为这样的组合物的例子，如专利文献1所记载的那样，公知有下述冷却液，其特征在于，其为以二元醇类作为主成分且成分中不包含硼酸盐、硅酸盐、胺类及亚硝酸盐的防冻液，包含芳香族一元酸、钼酸盐及/或钨酸盐、脂肪族二元酸、脂肪族一元酸、磷酸类、三唑类、噻唑类及膦酸类而形成。

另外，如专利文献2所记载的那样，公知有下述冷却液组合物，其特征在于，在以二元醇类作为主成分的冷却液组合物中，含有(a)0.1～10重量％的选自脂肪族1元酸或其盐中的至少1种、(b)0.1～10重量％的选自脂肪族2元酸或其盐中的至少1种、(c)0.1～10重量％的选自芳香族1元酸或其盐中的至少1种、(d)0.1～1重量％的亚硝酸盐中的至少1种、(e)0.01～1.0重量％的选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸或其盐中的至少1种和(f)0.0001～0.1重量％的选自锶化合物、镁化合物及钙化合物中的至少1种。

然而，由于磷酸盐与硬水成分反应而生成沉淀，所以用硬水稀释时产生沉淀。沉淀物的生成有可能不仅使冷却液的防腐蚀功能降低，而且生成的沉淀物堆积于冷却系统的循环管路而引起冷却系统堵塞这样的事态。

另一方面，硼酸盐对铝或铝合金具有腐蚀性且硅酸盐的液中稳定性不良，当温度、pH改变时或者与其它盐类共存时，存在容易凝胶化而易于分离，由此防腐蚀功能降低这样的问题。

这样，作为对金属，特别是对铝或铝合金的防锈有效的金属防腐蚀剂而已知的任一种金属防腐蚀剂在使用时均具有各种问题，期望开发出对铝或铝合金显示出优异的防腐蚀性的防腐蚀剂。

另外，将冷却液组合物用水稀释填充到冷却系统内，在稀释冷却水中溶解有少量的空气。因此，当该稀释冷却水在冷却系统内循环的过程中产生压力差时，以此为原因而产生气泡，且因该气泡金属面被侵蚀即发生所谓的气蚀损伤。另外，引起气蚀损伤的气泡也因振动而产生。

鉴于这样的情况，如专利文献3所记载的那样，作为实现抑制气蚀损伤的冷却液组合物，提出了下述冷却液组合物：包含己二酸并包含苯甲酸及C9～C12的脂肪族2元酸中的至少1种的有机酸成分或其盐；包含钼酸盐并包含巯基苯并噻唑、苯并三唑、甲基苯并三氮唑(tolyltriazole)、亚硝酸盐、硝酸盐及硅酸盐中的至少1种的耐腐蚀性添加剂；包含硼酸盐或磷酸盐中的至少1中的钠盐的缓冲液成分；包含凝固点降低剂的物质。

另外，如专利文献4所示，已知有下述冷却液，以二元醇类作为主成分，且成分中含有选自碳原子数6～12的脂肪族二元酸或其碱金属盐中的至少1种、对甲基苯甲酸或其碱金属盐而形成，但水泵的机械密封环(Mechanical seals)的润滑性不良，有发生鸣叫的可能性。

进而在专利文献5中记载有，在含有水的冷却液中，作为该水通过采用分离除去了腐蚀性离子及水垢(scale)形成离子的去离子水来用于使用该冷却液的内燃机等的冷却系统时，在使金属的防腐蚀性提高的同时抑制水垢的形成从而使水泵的机械密封环的润滑性提高。

然而，对于该冷却液组合物而言，虽然达到了因抑制堆积物的生成所引起的润滑性提高，但并不能使冷却液本身的润滑性能提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1 日本特开2002-371270号公报

专利文献2 日本特开2005-187748号公报

专利文献3 日本特开2002-97461号公报

专利文献4 WO 01/70901号公报

专利文献5 WO 99/57218号公报

发明内容

本发明的课题在于得到对铝的防锈、耐气蚀性优异，对冷却液循环泵的机械密封环的润滑性也优异的冷却液。

1.一种冷却液组合物，其为以二元醇类作为基材的冷却液组合物，其特征在于，含有

(a)0.1～8重量％的碳原子数8～18的脂肪族二元羧酸或其碱金属盐、

(b)0.1～10重量％的碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐、

(c)0.1～5重量％的碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐。

2.根据1所述的冷却液组合物，其特征在于，所述脂肪族二元羧酸为癸二酸。

3.根据1或2所述的冷却液组合物，其特征在于，所述烷基苯甲酸为对甲基苯甲酸(p-Toluic acid)。

4.根据1～3中任一项所述的冷却液组合物，其特征在于，不包含胺、硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐。

根据本发明可得到对铝的防锈、耐气蚀性优异，对冷却液循环泵的机械密封环的润滑性也优异的冷却液组合物。

附图说明

图1为通过磁致伸缩振动法对防气蚀破损性能进行试验的试验装置的示意图。

具体实施方式

以下，关于本发明具体地进行叙述。

且，本发明中的冷却液组合物为包含下述任一种的组合物：使用时通过水等进行稀释来使用的所谓浓缩物、将该浓缩物用水等稀释而得到的作为冷却液来进行使用的状态的稀释物。

(二元醇类)

作为本发明中的二元醇类，可列举乙二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、己二醇、二乙二醇、甘油等中的1种以上，其中，特别优选乙二醇或者丙二醇。

(碳原子数8～18的脂肪族二元羧酸或其碱金属盐)

作为(a)碳原子数8～18的脂肪族二元羧酸或其碱金属盐，本发明的组合物中所包含的(a)成分即脂肪族二元羧酸或其碱金属盐、铵盐对铁、铝系金属具有优异的防腐蚀性。另外，通过将选自该(a)成分中的1种或者2种以上的混合物与下述(b)成分及(c)成分组合，可发挥对铸铁及钢的优异的气蚀损伤抑制效果。

作为脂肪族二元羧酸，可使用草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、胡椒酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷基2酸、十二烷基2酸、巴拉西酸(brasylic acid)及十六碳二酸(thapsic acid)或者它们的碱金属盐、铵盐等中的单独或2种以上。其中，在上述性能优异这点上，更优选辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷基2酸及十二烷基2酸。

上述(a)成分在冷却液组合物中以0.1～8重量％的范围被包含。(a)成分的含量少于0.1重量％时，不能期待对铁、铝系金属的防腐蚀性和对铸铁及钢的气蚀损伤的充分的抑制效果，多于8.0重量％时，由于不能得到超过8.0重量％部分的效果，故而变得不经济。

(碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐)

作为(b)碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐，优选使用对铁、铝系金属具有优异的防腐蚀性的碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐。另外，通过将选自该(b)成分中的1种或者2种以上的混合物与上述(a)成分及下述(c)成分组合，可发挥对铸铁及钢的优异的气蚀损伤抑制效果。

作为碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐，可使用苯甲酸、硝基苯甲酸、羟基苯甲酸等的苯甲酸类，对甲基苯甲酸、对乙基苯甲酸、对丙基苯甲酸、对异丙基苯甲酸、对叔丁基苯甲酸等的烷基苯甲酸，通式RO-C6H4-COOH(R为C1～C5的烷基)表示的烷氧基苯甲酸，通式R-C6H4-CH＝COOH(R为C1～C5的烷基或烷氧基)表示的肉桂酸、烷基肉桂酸、烷氧基肉桂酸或它们的碱金属盐、铵盐等中的单独或2种以上。其中，苯甲酸、对甲基苯甲酸及对叔丁基苯甲酸对铝或铝合金的防腐蚀性能优异，优选包含它们中的至少1种。

上述(b)成分在冷却液组合物中以0.1～10重量％的范围被包含。(b)成分的含量少于0.1重量％时，不能期待对铁、铝系金属的防腐蚀性和对铸铁及钢的气蚀损伤的充分的抑制效果，多于10重量％时，由于不能得到超过10重量％部分的效果，故而变得不经济。

(碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐)

作为(c)碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐，可使用戊酸、己酸、庚酸、辛酸、2-乙基己酸、丙戊酸(valproic acid)、2-甲基庚酸、壬酸、4-甲基辛酸、3，5，5-三甲基己酸、癸酸、异癸酸、新癸酸、4-乙基辛酸、4-甲基壬酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、异十三烷酸、肉豆蔻酸、异肉豆蔻酸、棕榈酸、异棕榈酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、硬脂酸、异硬脂酸及异花生酸及他们的碱金属盐、铵盐等中的单独或2种以上。

碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐在冷却液组合物中以0.1～5重量％的范围被包含。碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐的含量少于0.1重量％时，不能发挥对铝及铁系金属的充分的防腐蚀性能、对铁系金属的充分的气蚀损伤抑制效果，高于5重量％时，没有高出部分的效果，故而变得不经济。

然而，在本发明中，优选不包含胺、硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐。

不添加胺、胺盐时，假如即使在添加亚硝酸盐的情况下，也可发挥可防止生成亚硝胺的效果。

不添加硅酸盐时，可防止因硅酸盐的添加所发生的冷却液中的稳定性降低、热、pH改变时或与其他盐类共存时容易凝胶化的障碍及防腐蚀功能降低这样的不便。

不包含硼酸盐时，可防止硼酸盐导致的铝及其合金的腐蚀，由此也不发生冷却液组合物的防腐蚀性早期降低这样的不便。

不包含磷酸盐时，可防止因与冷却液中所含有的硬水成分发生反应而引起的沉淀的发生，由此可防止冷却液的防腐蚀功能的降低，进而可防止引起沉淀物堆积所导致的冷却系统循环管路堵塞的事态。

亚硝酸盐在柴油发动机内的金属、特别是铁表面形成膜，且该膜发挥防止气泡导致的侵蚀的作用，为对气蚀发挥极有效作用的成分，然而，也已知其与胺盐反应产生作为致癌性物质的亚硝胺，通过不使用亚硝酸盐可防止亚硝胺的产生。

(其他添加剂)

作为其他的添加剂，除消泡剂、着色剂等以外，还可采用钼酸盐、钨酸盐、三唑类、噻唑类。进而，使用通常的碱性物质，优选钠、钾等碱金属盐的氢氧化物来调整其pH。作为pH调整范围，可调整为6.5～9.0、优选7.0～9.0的范围。且，在本冷却液中可添加消泡剂。

另外，作为可用于本发明的三唑类，可列举苯并三唑、甲基苯并三氮唑、4-苯基-1，2，3-三唑、2-萘基三唑或者4-硝基苯并三唑等及它们的盐类等，可将它们单独或混合2种以上来使用。作为添加三唑类时的添加量，为0.01～3重量％、优选0.05～1重量％的范围。

三唑类的添加量小于0.01重量％时，不能挥发特别是对铜系金属的防腐蚀性能，即使添加多于3重量％时，由于也看不到在其以上的防腐蚀效果的改变，故而变得浪费。

作为可用于本发明的噻唑类，可列举巯基苯并噻唑及其盐类。噻唑类微量即可，添加为0.01～2重量％、优选0.05～1重量％的范围。然而，其添加量小于0.01重量％时，得不到特别是对铜系金属的规定的防腐蚀性能，即使添加多于2重量％时，由于看不到在其以上的防腐蚀效果的改变，故而变得浪费。

实施例

以实施例及对比例为基础来表示本发明的效果。

实施例1及2与对比例1及2使用的组成成分及试验结果如下述表1所示。

表1

(试验方法)

摩擦系数

在SiC制的机械密封环上施加垂直负荷30N，测定100℃下试样液中的转数200rpm的密封环间的旋转转矩，并计算摩擦系数。

气蚀试验

使用图1所示的装置，在表2所示的条件下进行通过磁致伸缩振动法的防气蚀破损性能试验。

表2

试验项目	试验条件
		频率	19kHz
振幅	30μm
		试验片材料	FC200(铸铁)
试验片尺寸	圆形16mm直径
		试样浓度	20％JIS调和水溶液
液量	500ml
		液温	50℃
浸渍深度	4mm

可确认虽然实施例1及2与对比例1及2中的任一个均显示出同程度的pH值，然而根据实施例1及2的摩擦系数低，用其作为冷却液时，循环泵的机械密封环等的润滑性优异。

对比例1为不含有本发明中的(b)成分的例子，根据该例子可知尤其是气蚀试验的结果不良。另一方面，表明由于根据特别是不含有本发明(c)成分的对比例2的摩擦系数高达5.5×10-5，所以与实施例相比润滑性更差。

另外，根据本发明的实施例1及2，由于即使冷却水些许含有空气也可防止气蚀损伤的发生，所以气蚀试验所导致的质量减少极低。另一方面，可理解如上述那样由于即使根据对比例1及2中的任一个，气蚀试验所导致的质量减少也较多，所以气蚀更加频繁发生。

即使对于摩擦系数及气蚀试验中的任一个而言，根据这样的特别是除(a)成分以外还同时含有(b)成分及(c)成分的本发明的效果也并不是单单合并了局限于使用上述(b)成分及(c)成分中任意一方的对比例1及2所显示的效果，从根据对比例1及2中任一个的结果来看也显著优异。

Claims (4)

1.一种冷却液组合物，其为以二元醇类作为基材的冷却液组合物，其特征在于，含有

a 0.1～8重量％的碳原子数8～18的脂肪族二元羧酸或其碱金属盐、

b 0.1～10重量％的碳原子数7～18的烷基苯甲酸或其碱金属盐、

c 0.1～5重量％的碳原子数6～18的脂肪族一元羧酸或其盐。

2.根据权利要求1所述的冷却液组合物，其特征在于，所述脂肪族二元羧酸为癸二酸。

3.根据权利要求1或2所述的冷却液组合物，其特征在于，所述烷基苯甲酸为对甲基苯甲酸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的冷却液组合物，其特征在于，不包含胺、硅酸盐、硼酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐。