DE3030719A1 - Gefrierschutzformulierung auf basis von aethylenglykol und ihre verwendung - Google Patents
Gefrierschutzformulierung auf basis von aethylenglykol und ihre verwendungInfo
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Description
3030713
Die Korrosion von Kühlsystemen von Maschinen mit innerer Verbrennung aus Gußeisen kann bei Verwendung von Gefrierschutzformulierungen
auf Basis von Äthylenglykol durch Zusatz von anorganischen Stoffen, z.B. Alkaliboraten und
-phosphaten,in ausgezeichneter Weise verhindert werden. Bei den Bemühungen zur Herabsetzung des Gewichtes von
Verbrennungsmaschinen und zu einer Reduzierung des Treibstoff Verbrauches besteht ein Trend zur Verwendung von
Motorteilen aus Aluminium, insbesondere für Zylinderköpfe aus Aluminium.
Es ist beobachtet worden, daß bei Benutzung von Gefrierschutzformulierungen
auf Basis von Äthylenglykol mit Zusätzen von Phosphat und Borat und beim Vorhandensein von
Aluminiumteilen, z.B. Zylinderköpfen, die Korrosionsprodukte ein Löslichkeitsmaximum in der Gefrierschutzformulierung
erreichen und in dem Kühler-ausfallen, wodurch es
zu einer überhitzung des Motors wegen des schlechten Wärmeübergangs in dem Kühler kommt.
Es wurde nun eine verbesserte Gefrierschutzformulierung auf Basis von Äthylenglykol, insbesondere für die Verwendung
als Kühlmittel bei inneren Verbrennungsmaschinen mit Aluminiumteilen,gefunden. Diese Gefrierschutzformulierung
ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine wirksame Menge, insbesondere 50 bis 500 Gewichtsteile auf 1 Million Gewichtsteile
der Gefrierschutzformulierung einer Alkylendiphosphonsäure der Formel
R C R*
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enthält, in der R Wasserstoff oder ein C1-bis C--Alkylrest
ist und R1 Wasserstoff, Hydroxyl, Amino oder ein C1- bis C^-Alkylrest ist.
Die für die Verwendung zum Schutz des Aluminiums gegen Korrosion durch das Gefrierschutzmittel in Betracht
kommenden Alkylendiphosphonsäuren sind bekannte Verbindungen und sind z. B. in den US-PSS 32 14 454 und 32 97
beschrieben. Einige spezifische Beispiele von solchen Alkylendiphosphonsäuren
sind Methylendiphosphonsäure, 1,1-Äthylidendiphosphonsäure,
Isopropylendiphosphonsäure, 1-Hydroxyäthyliden-1,1-dipho
sphonsäure, 1-Hydroxypropylidendipho sphonsäure,
Butylidendiphosphonsäure, 1-Aainoäthylen-1,1-dipho
sphonsäure, 1-Aminopropan-1,1-dipho sphonsäure oder
Mischungen davon. Es können auch die wasserlöslichen Salze dieser Säuren verwendet werden, z.B. ihre Alkali- oder
Erdalkalisalze. Unter diesen Säuren ist die 1-Hydroxyäthyliden-1,1-diphosphonsäure
besonders bevorzugt.
Die Konzentration der Alkylendiphosphonsäure in der Gefrierschutzformulierung
auf Basis von Athylenglykol, die in der Regel übliche Mengen an Phosphat- und Boratzusätzen
enthält, kann innerhalb eines weiten Bereiches schwanken. Der bevorzugte Bereich liegt bei 250 bis 500 Gewichtsteilen Diphosphonsäure auf 1 Million Gewichtsteile der
GefrierSchutzformulierung. Konzentrationen der Diphosphonsäure
von höher als 500 Teilen auf 1 Million des Gefrierschutzmittels werden nicht empfohlen, da beobachtet wurde,
daß eine zu hohe Konzentration der Dipho sphonsäure die Trübheit der Gefrierschutzformulierung erhöht und eine
Ausfällung der typischerweise verwendeten Inhibitoren für die Gefrierschutzforaulierung herbeiführt.
Die Gefrierschutzformulierungen gemäß der Erfindung enthalten Athylenglykol als Hauptbestandteil und in der Regel
zur Verhinderung der korrodierenden Wirkung des Äthylen-
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glykole anorganische Borat- und Phosphatverbindungen, z.B. hydratisiertes Natriumtetraborat (Borax) und
Trinatriumphosphat. Im Einzelfall schwanken die Zusammensetzungen solcher Formulierungen in Abhängigkeit
von ihren Herstellern und dem Verwendungsgebiet. Sie können außer Borat- und Phosphatverbindungen auch andere
Zusätze enthalten, wie z.B. Natriummetasilicat, Natriumnitrat und Natriumhydroxid. In der Technik werden derartige
Formulierungen aber unabhängig von ihrer genauen Zusammensetzung häufig auch als Phosphat-Borat-Äthylenglykol-Gefrierschutzformulierung
bezeichnet.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel noch näher erläutert:
(A) Es wird eine handelsübliche Äthylenglykol-Gefrierschutzformulierung,
die Zusätze von Phosphat und Borat enthält (Zerex®701 von PPG Industries, Inc.) mit ASTM-Standard
korrodierendem Wasser im Verhältnis von 50 Volumteilen der Gefrierschutzformulierung und
50 Volumteilen korrodierendem Wasser hergestellt.
Das ASTM-Standard korrodierende Wasser enthält vorgeschriebene Konzentrationen an Chlorid-, Sulfat- und
Carbonat-Ionen und wird üblicherweise zur Prüfung von Gefrierschutzformulierungen verwendet, da es den
Vorteil einer standardisierten Wasserquelle für Lösungen für Gefrierschutzkonzentraten besitzt.
(B) Es wird eine Einrichtung für die Prüfung der Verschmutzung durch Aluminiumkorrosionsprodukte mit
einer geschlossenen Schleife verwendet und die gemäß (A) hergestellte Gefrierschutzlösung, zu der 500
Gewichtsteile auf 1 Million Gewichtsteile der Lösung 1-Hydroxy-1,1-Äthylidendiphosphonsäure zugegeben
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worden sind, wird in dieser Einrichtung geprüft. Die Testeinrichtung
besitzt ein Kühlreservoir, dessen Seiten und Kopf aus weichem Stahl und dessen Boden aus der Aluminiumlegierung
319 bestehen. Die Kühlschutzlösung wird in das
Kühlreservoir eingeführt und mit Hilfe einer Pumpe durch ein vertikal angeordnetes Pyrex^i-Rohr mit einem äußeren Durchmesser
1,9 cm befördert, wobei konzentrisch in diesem Glasrohr
ein dünnwandiges Messingrohr mit einem äußeren Durchmesser von. 0,64 cm angeordnet ist. Durch das Innere des
Messingrohres fließt Leitungswasser kontinuierlich und die Gefrierschutzlösung fließt durch einen Ringraum zwischen
der inneren Oberfläche des Glasrohres und der äußeren Oberfläche des Messingrohres und dann zurück zu dem Reservoir.
Die Gefrierschutzlösung wird in dem Reservoir durch einen
Ofenerhitzer erwärmt, der die Wärme von der Lösung über den Aluminiumboden des Reservoirs zuführt, wobei die Temperatur
der Testlösung in dem Reservoir bei 91 - 930C gehalten wird.
Die Gefrierschutzlösung wird durch den Prüfapparat mit einer konstanten Geschwindigkeit mit etwa 1 Liter pro Minute
während des Testes zirkuliert. Der Fluß des Leitungswassers durch das innere Messingrohr wird so eingestellt, daß
ein Temperaturabfall von etwa 80C zwischen dem Eingang und
dem Ausgang der Gefrierschutzlösung, die über der äußeren Oberfläche des Messingrohres fließt, eintritt.
Der Umfang der Korrosion des Aluminiums wurde bestimmt,
indem man die Abnahme des Wärmeübergangskoeffizienten der Oberfläche des Messingrohres im Vergleich mit der
Gefrierschutzlösung wie folgt berechnete:
Mw (Tw2 -
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303071a
In dieser Formel sind:
U = Wärmeübergangskoeffizient, BTU
hr-ft2-°F
Mw = Massenflußgeschwindigkeit des Wassers durch das Messingrohr, 0.454 kg/h
Wassertemperatur beim Eingang in das Messingrohr, 0F
Wassertemperatur beim Ausgang aus dem Messingrohr, F
Oberfläche des Messingrohres im Kontakt mit der Gefrierschutzlösung und
ΔΤ = (Tg1-Tw2) - (Tg2 - Tw1)
(Tg1 - Tw2) In
in der
Tg1 = die Temperatur der Gefrierschutzlösung
beim Eingang zu dem Messingrohr, F, und
Tg2 = die Temperatur der Gefrierschutzlösung
beim Ausgang aus dem Messingrohr, 0F.
Es wurden in Abhängigkeit von der Zeit Messungen bei zwei Versuchen unter identischen Bedingungen durchgeführt,
wobei in einem Fall die Lösung (A) und im anderen Fall die Lösung (A) zusätzlich 500 Gewichtsteile 1-Hydroxyäthyliden-
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1,1-diphosphonsäure auf 1 Million Gewichtsteile der Lösung
(A) verwendet wurden. Die Ergebnisse waren wie folgt:
50 200 305
100 170 302
150 108 300
200 298
250 295
300 292
350 290
1 30 01 3/.1 1 19
Claims (4)
1. Gefrierschutzformulierung auf Basis von Äthylenglykol ,
dadurch gekennzeichnet, daß sie 50 bis 500 Gewichtsteile auf 1 Million
Gewichtsteile der Gefrierschutzformulierung einer Alkylendlphosphorsäure der Formel
■ί-
)Η.
enthält, in der R Wasserstoff oder ein Cx bis C^-
Alkylrest ist und R1 Wasserstoff, Hydroxyl, Amino oder
ein Cr bis C^-Alkylrest ist.
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2. Gefrierschutzformulierung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sie 250 bis 500 Gewichtsteile der Alkylendiphosphonsäure
auf 1 Million Gewichtsteile der Gefrierschutzformulierung enthält.
3. Gefrierschutzformulierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Alkylendiphosphonsäure i-Hydroxyäthyliden-1,1-diphosphonsäure
ist.
4. Verwendung der Gefrierschutzformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in Kühlsystemen
von inneren Verbrennungsmaschinen mit Aluminiumteilen.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US6900679A | 1979-08-23 | 1979-08-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE3030719C2 DE3030719C2 (de) | 1983-03-24 |
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ID=22086089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803030719 Expired DE3030719C2 (de) | 1979-08-23 | 1980-08-14 | Gefrierschutzmittel auf der Basis von Äthylenglykol und Borat- und Phosphat-Korrosionsinhibitoren und seine Verwendung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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Families Citing this family (3)
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|---|---|---|---|---|
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1980
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- 1980-08-22 GB GB8027336A patent/GB2058120B/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NICHTS-ERMITTELT * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3030719C2 (de) | 1983-03-24 |
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