CZ109292A3 - Antifreezing solution - Google Patents

Description

Cblasť techniky

Vynález sa týká nízkomclekulárnej zmesi pre- nouzi tie v chladiacioh sústavách automobilových motorov a iných. teplovýmenných aparátov.

Doterajší stav techniky

Účinné chladenie spalovacích motorov je nutnou podmienkou ich efektívneho chodu. Na odvod tepla sa používajú chladiace systémy obsahujúce ako teplonosné médium vodné roztoky na báze monoetylénglykolu, vhodné aditivované přísadami za účelom zlepšenia požadovaných úžitkových vlastností.

Od náplně chladiacioh systémov spalovacích motorov sa požadujú ako základné vlastnosti dobrá tepelná vodivosť a dostatočná tepelná kapacita výrazné ovplyvňujúce v cirkulačnom systéme chladenia, množstvo odvedeného tepla zo stien válcov a hlavy bloku motora. Z dóvodov nutnosti práce v róznych klimatických podmienkách musí mať nízkotuhnúca zmes primerane nízku teplotu tuhnutia, pričom v případe ztuhnutia nesmie objemovou změnou poškodiť kovové časti chladiaceho systému, musí tvoriť kašovitá masu. Vysoká teplota varu zabezpečuje funkčnosť náplně aj v opačných klimatických podmienkách, pri prevádzkovej teplote sa nesmú tvoriť na horácích častiach motora bublinky pár zhoršujúcich přestup tepla do chladiacej kvapaliny, tiež sa nesmie tvoriť v systéme pěna.

Najsledovanejsou vlastnosťou náplně chladiacioh systémov je ich korozně pósobenie na konstrukčně materiály, kovy, zliatiny, pryžové spoje a tesnenia. Sálej sa požaduje, aby náplň nezapáchala, bola vyhovujúca z hladiska toxikologických parametrov a v neposlednej miere, aby bola cenove výhodná.

Pre zabezpečenie týchto náročných požiadaviek je potřebné, aby přísady přidávané do nízkotuhnúcej zmesi boli vyvážené a tvořili sústavu zabezpečujúcu všetky požadované užitkové vlastnosti vo výhovujúcej miere. Náplň chladiaceho systému pozostávajáca z monoetylénglykolu, vody a přísad, představuje v podstatě tlmivý roztok, v ktorom počas prevádzky prebieha vela zložitých reakcií, ktorých dosledkom je vznik splodín korózie a premeny zúčastněných látok. Počas používania náplně chladiaceho systému nemala by hodnota pH klesnút pod 7.

Pošiadavky na kvalitativně parametre nízkotuhnúcich zmesi sú dané ČSN 66 8910.

Z látok, ktoré sa používajú ako přísady do nízkotuhnúcich zmesi na báze monoetylénglykolu je možné uviest organické a anorganické kyseliny ako například dusičnú a fosforečná, ako aj ftálovú, benzoová, sebakovú, 3-nitroftálovú a iné vo formě solí.

Zo zásaditých látok sa používajú hydroxidy, sodný a draselný, uhličitany a kyslé uhličitany. Z organických zásad aa používajú etanolamíny, najma trietanolamín, močovina, anilín, metyléntetraamíny a iné dusíkaté bázy. Často používanou přísadou sú soli, ako například dusičnany a dusitany alkalických kovov, manganu a horčíka, rSzne alkalické soli kyseliny fosforečnej, molybdáty, wolframáty alkalických kovov, vo vodě rozpuštěné silikáty alkalických kovov, borax, ako aj soli organických kyselin, benzoovéj, terč. butylbenzoovej, ftálovej a iných najčastejšie v podobě sodných a draselných solí. Z heterocyklických zlúčenín sa najčastejšie používajú deriváty benztiazolu, oholínu a iné. Ako přísady sa tiež používajú rdzne organokremičité zlúčeniny a silikonové oleje, tenzidy a komplexóny. Nízkotuhnúce zmesi obsahujú okrem prirodzených příměsí monoetylénglykolu ako dietylénglykol a trietyléngylkol, aj niektoré jeho najjednoduchéie deriváty etylénglykolétery, 1,2-peopylénglykol a glycerín.

Typickým príkladom kompozície pre přípravu nízkotuhnúcej zmesi pre použitie v automobilovéj technike je zmes podl*a japonského patentu 63,191.882, citovaného v Chemical Abstracts 109-24-213.

457 k (1988). Kompozícia pre přípravu nízkotuhnúcej zmesi pozostáva z 95 hmot. diělov monoetylénglykolu; 5 hmot. dielov vody;

1,5 hmot. dielu kyseliny fosforečnej o koncentrácii 85 £ hmot.;

0,3 hmot. dielu kyseliny ftálovej; 0,02 hmot. dielu dusičnanu horečnatého; 0,3 hmot. dielu 2-merkaptobenztiazolu; 0,2 hmot. dielov metylbenztriazolu; 0,1 hmot. dielu benztriazolu; 0,4 hmot. dielu dusičnanu sodného; 3 hmot. diely benzoanu sodného; 0,5 hmot. dielu raolybdátu sodného a 1,8 hmot. dielov hydroxidu draselného. Uvedená kompozícia sa riedi vodou tak, aby sa dosiahol požadovaný bod tuhnutia nízkotuhnúcej kvapaliny; vykazuje zlepšené protikorózne vlastnosti.

Používané nízkotuhnúce zmesi by nemalí z ekologických a zdravotných dovodov obsahcvať dusičnany a dusitany, zlúčeniny ťažkých kovov a tiež sa upúšťa od používania dextrínu.

Podstata vynálezu

Příklad.

V kádinke o obsahu 600 ml je umiestnený teploměr a dvojice elektrod - skleněná a kalomelová, napojené na pH-meter firmy Radelkis, Budapešť, MaSarsko, typ OP-2O8/1. Obsah kádinky sa premiešava magneticky. Jednotlivé zložky nízkotuhnúcej zmesi sa dávkujú do kádinky a po 10 minutovej homogenizácii sa zaznamenávajú hodnoty teploty a pH. Zložky sa dávkovali v nasledujúcom poradí.

500 g monoetylénglykolu (20,8°C, pH 5,512); 0,03 g metylsilikónového oleja a mernej hmotnosti 950 kg.m~^ a viskozite 200 mPa.s (21,0°C, pH 5,553); 2 g trietanolamínu (21,2°C, pH 9,961); 2,805 g kyseliny fosforečnej o koncentrácii 8% hmot.(22,3°C, pH 3,383); 2,4092 g 30$í-ného vodného roztoku 2-merkaptobenztiazolu sodného obsahujúceho 5$ hmot. hydroxidu sodného (23,O°C, pH 4,246); 1,0024 g 1,2,3-benztriazolu (23,1°C, pH 4,243);

1,5607 g benzoanu sodného (23,4°C, pH 5,874); 0,2 g N,R-disalicylidén- 1,2-diaminopropánu vo formě 8C/-ného roztoku v toluéne (23,7°C, pH 5,907) a 4,004 g 4O/-ného vodného roztoku hydroxidu sodného (25,3°C, pH 8,510).

Fyzikálne-chemické vlastnosti připravovanéj nízkotuhnúcej zmesi boli porovnané s normovanými podlá 51 SSV 2130-30 a *SN 66 89IO a sú uvedené v tabulke.

ITízkotuhnúca zmes před korozívnym testora mala hodnotu pH 8,0099 a po koróznom teste hodnotu pH 7,9653· Alkalická rezerva po koróznom teste bola 2,33 ml 0,1 mol/1 kyseliny chlorovodíkovéj„ ného

Připravená nemrznúca zmes bola· testovaná z hladiska zdravotrizika v rozsahu požadovanom úpravou číslo 20/1984 Vestníka ministerstva zdravotnictva SR zo dna 1. 1. 1986. Sistilo sa, že v oblasti všeobecnej toxicity, konkrétné akútnej orálnej toxicity a akútnej dermálněj toxicity podlá testov prípravok nie je

ΖΗΑΚΪ ΛΚ031Ι PODLÁ ST 527 2130-30,5	5ií 666910	A ΡΑΙΡΡ.λΥ	. vzoai;	Ϊ.
	aij át w 7	*
2UAK ΑΗ05ΪΙ	c130-60	w w -Z J·	7Z0HKÁ
1 · Vonka j ší vzhLad	číra kvapalina,pri	čirá
koncentrovaná	ktorej sa dopúšta	nažl	tlá
riedená v oomere (1+1)	opalescer	icia
2.Hustota ori 20*5 ((? ) v 3. cn”'5
koncentrovaná	1,10-1,15	1,12-1,14	,,1,1215
riedená v pomere (1 + 1)	1,06-1,08	1,06-1,06	1,07	29
3.Frakčné hodnoty:
teplota začiatku dest0 v TG, min.
koncentrovaná	100	100	150
riedená v pomere (1+1)	100	100	100
do 150*G oddestil. v % hmot.maz. koncentrovaná	5	5		0
riedená v pomere (1+1)	52,5	52,5	47	,72
4.Počiatočná teplota krystal.v *C,
max.
koncentrovaná	- 35
¥ 88i5??g (1+l)d+2)	- 35	=íi	=16
r 5. Hodnot a pd	6,0-8,0	ϊ,Ο-ο,ρ
. 6.Mechanické nečist. v %hmot.,max.	0,005	0,005	0 :
7.Ubytok hmot. koroznym účinkom v
g.$ .d , najviac		0,06
a. Med	0,1	0,0337
b.Mákká pájka	0,4	o; 15	0,0269
c.Ocel’	0,2	0,2	0,0782
d.Mosadz	0,25	0,05	0,0404
e.Liatina	0,25	0,25	-0,0077
f.Silumín	0,1	o 1 - , i	0,033	2
3.lJčinok na reíer.vzor.pryže v %	změna objemu a hmot	•
objem	vzorkynnesmie prek-	-1,527	σ i
hmotnost	ročit - 10 %	0,5024
S.Penivost: ,
objem pěny v cnr, max.	• 50	50	0
trvanlivost pěny v s, max.	10	10	0
10.Volna alkalita v cm, min.			7,3
11.Kinetická viskosita snesl s vodou
v oomere (1+1)
pri teplete +20*5 v mm,s’,najv.		5,0	3,329
ori teolote +60*5 v		1,5	0,97	93
pri teplote -30*0 v -“- -”- v oomere (1*2)		50, C
ori teolote *20*0 v -”- -”-		3,5	2,39	5
ori teplote *60*0 v '		* n 9	0,71	*6
pri teplote -15*0 v , -”-		15,0
<

toxický, testy na primárnu kožnú dráždivost dokázali, že přípravek nie je dráždivý. V oblasti špeciálnych testov toxicity, test na gé nové mutácie (Amesov test), test na chromozómové mutácie (mikronukleový test) a test na detekciu poškodenia a opravy DITA (reparačný test) vykázali, že prípravok nie je mutagén.

Nemrznúcu zmes je možné na základe týchto výsledkov používať v technickej praxi na určený účel.

Priemyselná využitelnost

K vlastnému použitiu v reálných teplonosných sústavách sa zmes podl’a vynálezu riedi vodou tak, aby tvořila spravidla 20 až 60$ hmot. koncentrovaný roztok s dobrými teplonosmými vlastnosťami, vykazujúci minimálně korozně účinky na konstrukčně materiály teplonosnej sústavy, čo umožní dlhodobé používanie s významným ekonomickým prínosom pre užívatela.

Claims (2)

1. PATSNTOVá NÁROKY

   Nemrznúca zmes vyznačujúca sa tým, že obsahuje 94 až 99 fy hmot· monoetylénglykolu, 0,0001 až 0,01 fy hmot. silikonového oleja, 0,1 až 3 fy hmot. trietanolamínu, 0,1 až 2 $ hmot. kyseliny fosforečnej, 0,05 až 0,8 fy hmot.
2. 2-merkaptobenztiazolu sodného, 0,05 až 0,5 hmot. 1,2,3-benztriazolu, 0,1 až 2 fy hmot. benzoanu sodného, 0,0001 až 0,1 fy hmot. N, Ň-disalicylidén-1,2-diaminopropánu, 0,1 až 1 fy hmot. hydroxidu sodného alebo draselného, pričom zbytok představuje voda.