CS261986B1

CS261986B1 - Termoexchange liquid with anticorrosive effect on the base of water dilutable alcohols

Info

Publication number: CS261986B1
Application number: CS87441A
Authority: CS
Inventors: Jitka Ing Csc Nemcova; Otakar Ing Sverepa; Vladimir Ing Csc Fiala; Vlasta Grusmanova; Vera Strnadova
Original assignee: Nemcova Jitka; Sverepa Otakar; Fiala Vladimir; Vlasta Grusmanova; Vera Strnadova
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1989-02-10
Also published as: CS44187A1

Description

Vynález se týká teplosměnné kapaliny s antikorozním účinkem, na bázi vodou ředitelných alkoholů, zejména pro topné, případně chladicí systémy.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat transfer fluid having an anticorrosive effect, based on water-dilutable alcohols, particularly for heating or cooling systems.

Solární kolektory, topné systémy a chladiče motorových vozidel jsou plněny kapalinami na bázi jedno- a vícesytmých alkoholů, například etanolu, dietylénglykolu, glycerinu. Fyzikálněchemické vlastnosti těchto alkoholů umožňují jejich funkci v širokém rozmezí teplot od —40 do 100 °C, v. závislosti na teplotě varu příslušného alkoholu a stupni jeho zředění vodou. Tuto výhodu teplosměnných kapalin na bázi alkoholů negativně ovlivňuje jejich korozní agresivitu vůči kovům, používaným pro výrobu teplosměnných systémů, která se zvětšuje se stoupající teplotou. Zejména vzájemné spojení různých kovových materiálů, výskyt štěrbin a spár, úsad nerovnoměrně rozložených ná povrchu teplosměnných ploch jsou příčinou nejen vyšší rychlosti rovnoměrné koroze jednotlivých kovových maiorlálů, ale i vzniku nerovnoměrné —bodové až důlkové — koroze.Solar collectors, heating systems and radiators for motor vehicles are filled with liquids based on mono- and polyhydric alcohols such as ethanol, diethylene glycol, glycerine. The physicochemical properties of these alcohols allow them to function over a wide temperature range of -40 to 100 ° C, depending on the boiling point of the alcohol concerned and the degree of its dilution with water. This advantage of alcohol-based heat transfer fluids is negatively affected by their corrosion aggressiveness towards the metals used to produce heat exchange systems, which increases with increasing temperature. In particular, the interconnection of various metallic materials, the occurrence of cracks and joints, deposits of unevenly distributed surfaces on the heat exchange surfaces are the cause of not only a higher rate of uniform corrosion of individual metal materials, but also of uneven — spot to pitting — corrosion.

Nedostatkem známých teplosměnných kapalin s obsahem antikorozních přísad je θ'mezená inhibičně korozní účinnost pro některé kombinace kovů a snížená účinnost během provozu. Například teplosměnné kapaliny na ibázi vodou ředitelných alkoholů, obsahující alkalické boritany, nemají předpokládanou antikorozní účinnost vzhledem k tomu, že reakcí boritanů s hydroxyskupinou alkoholů vzniklé komplexní anionty nemají ústojné a inhibičně korozní vlastnosti.The known heat exchange fluids containing anticorrosive additives have the disadvantage of limited inhibitory corrosion efficiency for some metal combinations and reduced efficiency during operation. For example, heat transfer fluids on ibasic water-borne alcohols containing alkali borates do not have anticorrosive activity, since the complex anions formed by the reaction of borates with the hydroxyl group of the alcohols do not possess buoyant and inhibitory corrosion properties.

Bylo rovněž zjištěno, že ke korozi kovů teplosměnných systémů, které jsou plněny teplosměnným médiem tvořeným vodou ředitelnými alkoholy s obsahem látek zabraňujících korozi kovů v neutrálním prostředí, dochází nejenom vlivem hydroxyskupiny alkoholů a vody, které jsou přítomny v těchto teplosměnných médiích, ale i agresivním působením oxidačních produktů těchto alkoholů, které se při skladování a provozu těchto médií tvoří a snižují ochrannou funkci Inhibitorů, určených pro neutrální prostředí.It has also been found that the corrosion of metals in heat transfer systems which are filled with a heat-transfer medium consisting of water-dilutable alcohols containing metal corrosion inhibiting agents in a neutral environment is due not only to the hydroxyl group of alcohols and water present in these heat transfer media. oxidation products of these alcohols, which are formed during storage and operation of these media and reduce the protective function of the neutral environment inhibitors.

Uvedené nedostatky se do značné míry odstraňují teplosměnnou kapalinou s antikorozním účinkem na bázi vodou ředitelných alkoholů, například etanolu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že teplcsměnná kapalina obsahuje v 1 litru od 20 do 70 g alkanolaminu Č2—C6, například dietanolaminu, od 0,01 do 5 g kyseliny hydroxykarboxylové acyklické C2—Ce a/nebo aromatické C7—C11, například kyseliny citrónové a/nebo kyseliny salicylové, od 0,1 do 5 g alkalické soli aromatické karboxylové kyseliny C7—Ce, například, benzoanu sodného, od 0,1 do 1 g kaprolaktamu, od 0,5 do 10 g aromatického azolu Ce—C7, například 1,2,3-benzotriazolu, a/nebo 2-merkaptobenzothiazolu.These drawbacks are largely remedied by a heat transfer fluid having an anticorrosive effect based on water-dilutable alcohols, for example ethanol, according to the invention, characterized in that the heat transfer fluid contains from 20 to 70 g of C2-C6 alkanolamine, e.g. from 0.01 to 5 g of acyclic C2 -C6 hydroxycarboxylic acid and / or C7 -C11 aromatic acid, for example citric acid and / or salicylic acid, from 0.1 to 5 g C7 -C6 aromatic carboxylic acid alkali salt, for example sodium benzoate, from 0.1 to 1 g of caprolactam, from 0.5 to 10 g of the aromatic azole C 6 -C 7, for example 1,2,3-benzotriazole, and / or 2-mercaptobenzothiazole.

Teplosměnná vodou ředitelná kapalina s antikorozním účinkem se může ředit vodou podle účelu použití; pH výsledného roztoku má být v rozmezí 7,7 až 8,1. Opravu požadované hodnoty pH je třeba provést kyselinou fosforečnou nebo hydroxidem sodným. Vynález a jeho· účinek je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladech jeho možného konkrétního provedení.The heat transfer water-dilutable liquid with anticorrosive effect can be diluted with water according to the purpose of use; The pH of the resulting solution should be in the range of 7.7 to 8.1. Correction of the desired pH value should be carried out with phosphoric acid or sodium hydroxide. The invention and its effect are explained in more detail below by way of examples of a possible specific embodiment thereof.

Příklad 1Example 1

Ve 100 1 94% etanolu se postupně rozpustilo 2 kg (20 g/l) trietanolaminu, 1 g kyseliny salicylové (0,01 g/l), 20 g (0,2 g/l) benzoanu sodného, 10 g (0,1 g/l) kaprolaktamu a 50 g (0,5 g/l) 1,2,3-benzotriazolu.2 kg (20 g / l) of triethanolamine, 1 g of salicylic acid (0.01 g / l), 20 g (0.2 g / l) of sodium benzoate, 10 g (0, 1 g / l) of caprolactam and 50 g (0.5 g / l) of 1,2,3-benzotriazole.

Základní roztok byl naředěn vodou na 70% roztok a pH výsledného roztoku bylo upraveno 85% kyselinou fosforečnou na 7,9. Se 70% vodným roztokem takto upravené teplosměnné kapaliny byly provedeny korozní zkoušky podle ČSN 66 8910 s litinou, ocelí, siluminem, mosazí, pájkou, mědí a zinkem. Z výsledků vyplynulo, že pH roztoku během jednoměsíční zkoušky kleslo jen o jednu desetinu a účinnost inhibitoru se pohybovala v průměru kolem 90 %. Příklad 2The stock solution was diluted with water to 70% solution and the pH of the resulting solution was adjusted to 7.9 with 85% phosphoric acid. Corrosion tests according to ČSN 66 8910 with cast iron, steel, silicon, brass, solder, copper and zinc were carried out with 70% aqueous solution of the heat transfer fluid treated in this way. The results showed that the pH of the solution dropped by only one tenth during the one-month test and the potency of the inhibitor was about 90% on average. Example 2

Ve 100 1 96% dietylénglykolu se postupně za míchání při normální teplotě rozpustilo 7 kg (70 g/l) monoetanolaminu, 100 g (1 g na litr) kyseliny citrónové, 250 g (2,5 g/l) ftalanu sodného, 100 g (1 g/l) kaprolaktamu a 150 g (1,5 g/l) merkaptobenzothiazolu.7 kg (70 g / l) of monoethanolamine, 100 g (1 g per liter) of citric acid, 250 g (2.5 g / l) of sodium phthalate, 100 g were gradually dissolved in 100 l of 96% diethylene glycol with stirring at normal temperature. (1 g / l) caprolactam and 150 g (1.5 g / l) mercaptobenzothiazole.

Základní roztok byl naředěn vodou na 50% roztok a pH výsledného roztoku bylo upraveno kyselinou fosforečnou na 8,1. S 50% vodným roztokem kapaliny na bázi dietylénglykolu byly provedeny čtrnáctidenní zkoušky při 90 ^QC za provzdušnění. Hmotnostní úbytky kombinace kovových materiálů (ocel, měď a silumin) se pohybovaly v rozmezí 0,001 až 0,050 g/m². d, což je pod úrovní hodnot korozních rychlostí kovových materiálů, povolených podle ČSN 66 8910, platné pro nemrznoucí kapaliny. Inhibičně korozní účinnost roztoku dosahovala v průměru hodnot 96 %.The stock solution was diluted with water to 50% solution and the pH of the resulting solution was adjusted to pH 8.1 with phosphoric acid. With a 50% aqueous solution of diethylene glycol based fluids biweekly tests were performed at ^90? C with aeration. The weight loss of the combination of metallic materials (steel, copper and silumin) ranged from 0.001 to 0.050 g / m ² . d, which is below the level of corrosion rates of metallic materials permitted under ČSN 66 8910, valid for antifreeze fluids. The inhibitory corrosion efficiency of the solution was 96% on average.

Příklad 3Example 3

Ve 100 1 glycerinu bylo postupně za míchání rozpuštěno 3 kg (30 g/l) dietanolaminu, 500 g (5 g/l) kyseliny 3-hydroxy-l-naftoové, 500 g (5 g/l) benzoanu sodného, 80 g (0,8 g/l) kaprolaktamu a 900 g (9 g/l) 1,2,3-benzotriazolu.3 kg (30 g / l) of diethanolamine, 500 g (5 g / l) of 3-hydroxy-1-naphthoic acid, 500 g (5 g / l) of sodium benzoate, 80 g ( 0.8 g / l) of caprolactam and 900 g (9 g / l) of 1,2,3-benzotriazole.

Základní roztok byl naředěn vodou na 60% roztok a pH výsledného roztoku bylo upraveno.hydroxidem sodným na 8,0. S 60·% vodným roztokem upraveného glycerinu byly provedeny dvanáctidenní laboratorní korozní zkoušky podle CSN 66 8910. Inhibičně korozní účinnost přísad se projevila poklesem koroze kombinace železných a neželez5 ných kovů pod přípustnou mez, přičemž pokles ipH roztoku během zkoušky byl 0,05.The stock solution was diluted with water to a 60% solution and the pH of the resulting solution was adjusted to 8.0 with sodium hydroxide. Twelve-day laboratory corrosion tests according to CSN 66 8910 were carried out with a 60% aqueous solution of treated glycerin. Inhibitory corrosion efficiency of the additives resulted in a decrease in the corrosion of the combination of ferrous and non-ferrous metals below the permissible limit.

Vynález je možno používat jako teplosměnného média pro chladicí i topné systémy.The invention can be used as a heat transfer medium for both cooling and heating systems.

Claims

Subject

Anti-corrosion heat transfer fluid based on water-dilutable alcohols, for example ethanol, characterized in that it contains from 20 to 70 g of C2 -C6 alkanolamine, for example diethanolamine, from 0.01 to 5 g of acyclic C2-hydroxycarboxylic acid per liter of aqueous solution. C6 and / or aromatic C7-C11, for example citric acid and / or salicylic acid, from 0.1 to 5 g of an alkali salt of the aromatic carboxylic acid C7-Ce, for example sodium benzoate, from 0.1 to 1 g of caprolactam, from 0 5 to 10 g of C6-C7 aromatic azole, for example 1,2,3-benzotriazole and / or 2-mercaptobenzothiazole.