DE953003C - Hydraulische Fluessigkeit und Kuehlfluessigkeit mit niedrigem Gefrierpunkt - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 22. NOVEMBER 1956

A 21985 IVc 123 c

Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsgemische mit niedrigem Gefrierpunkt, insbesondere auf solche niedrig gefrierenden Flüssigkeiten, die außerdem schwer entflammbar sind.

Ein Ziel der Erfindung sind neue Flüssigkeitsgemische mit niedrigem Gefrierpunkt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung sind solche Gemische, die auch bei tiefen Temperaturen sehr dünnflüssig bleiben.

Noch ein anderes Ziel sind bei tiefen Temperaturen gefrierende Flüssigkeiten mit geringer Entflammbarkeit.

Die vorstehenden und andere Ziele werden im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung und der Ansprüche noch deutlicher werden.

Die neuen Gemische nach vorliegender Erfindung enthalten drei. wesentliche Bestandteile, nämlich Äthylenglykol, Wasser und Formamid. Die Verwendung von Glykol-Wasser-Gemischen' als Flüssigkeiten mit tiefem Gefrierpunkt, z. B. als Kühlmittel für Fahrzeugmotoren, als Wärmeaustauschmedien in Kühlanlagen, als Grundbestandteile von hydraulischen Flüssigkeiten, ist bekannt. Der niedrigste Gefrierpunkt, der mit dem Glykol-Wasser-System erreicht werden kann, beträgt etwa 53,9° bei einer Mischung aus etwa 65°/,, Glykol und 35% Wasser.

Nach der vorliegenden Erfindung sind Flüssigkeiten mit Gefrierpunkten noch unter 53,9° erhältlich. Sie enthalten neben dem Äthylenglykol und dem Wasser noch Formamid. Die Mengenverhältnisse der drei

Bestandteile zueinander kann man nach dem üblichen gleichseitigen Dreiecksdiagramm (Osamsches Dreieck) zur Wiedergabe der prozentualen Zusammensetzung in Systemen mit drei Bestandteilen graphisch darstellen (s. Zeichnung). Die tiefgefrierenden Flüssigkeiten nach vorliegender Erfindung sind solche mit Zusammensetzungen, die in das unregelmäßige Fünfeck ABCDE in dem genannten Diagramm fallen. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß die prozentualen Bereiche der verschiedenen Bestandteile zwischen folgenden Grenzen einschließlich liegen:

Äthylenglykol 26,6 bis 74,4%

Formamid 4,0 bis 44,o⁰/₀

Wasser 6,0 bis 37,2%

Flüssigkeiten, die durch die vorstehenden prozentualen Begrenzungen definiert . werden, umfassen jedoch das ganze Sechseck AFBCGE des Diagramms. Zur genauen Definition der wirklich nach vorliegender Erfindung zu benutzenden Flüssigkeiten ist es notwendig, hiervon diejenigen Gemische auszuschließen, deren Zusammensetzungen innerhalb der Dreiecke ABF und EDG liegen. Durch Verlängerung der Linien AB und ED bis zu den Grundlinien des Schaubildes erhält man Bezugspunkte, die zum Ausschließen dieser Dreiecksflächen dienen können. Alle Zusammensetzungen innerhalb dieser verlängerten Linien, aber keine anderen Zusammensetzungen, erhält man durch Vermischen einer 62 bis 76% Glykol enthaltenden wäßrigen Glykollösung mit Formamid, mindestens 77% Formamid enthaltenden wäßrigen Formamidlösungen oder mindestens 40% Formamid enthaltenden Glykol-Formamid-Lösungen. Jedes der erfindungsgemäßen Gemische kann dann als eine ternäre Flüssigkeit mit niedrigem Gefrierpunkt definiert werden, deren Zusammensetzung mit derjenigen identisch ist, die man durch Vermischen einer 62 bis 76°/,, Glykol enthaltenden wäßrigen Äthylenglykollösung mit Formamid, mindestens 77% Formamid enthaltenden wäßrigen Formamidlösungen oder mindestens 40 °/₀ Formamid enthaltenden Formamidlösungen in Äthylenglykol in solchen Mengenverhältnissen erhält, daß die ternäre Flüssigkeit mindestens 6% Wasser und zwischen 4 und 44% Formamid enthält.

Natürlich ist bei dieser Definition der erfindungsgemäßen Gemische durch die binären Mischungen, aus denen sie hergestellt werden können, das Herstellungsverfahren selbst beliebig. Die erfindungsgemäßen Gemische, d. h. jede innerhalb des Fünfecks ABCDE liegende Zusammensetzung, kann also hergestellt werden, indem man die drei Bestandteile in den angegebenen Mengenverhältnissen in beliebiger Reihenfolge mischt.

Bevorzugte Gemische in der so definierten Gruppe sind diejenigen, die innerhalb der nachstehend aufgeführten Grenzen liegen:

Äthylenglykol 42 bis 62 °/₀

Formamid 12 bis 36 %

Wasser 12 bis 26°/₀

Flüssigkeiten in diesem bevorzugten Zusammensetzungsbereich haben Gefrierpunkte unterhalb 70,6°.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind selbst als Wärmeaustauschmedien bei Temperaturen weit unterhalb —17⁰ brauchbar. Sie können als Kühlmittel in Kühlern von Verbrennungsmotoren verwendet werden, die in Betriebspausen arktischen Bedingungen ausgesetzt werden. Man kann ihnen auch noch Korrosionsschutzmittel zusetzen, um etwaige Angriffe der Flüssigkeiten auf Metallteile auf ein Mindestmaß zu beschränken. Geeignete Rostschutzmittel sind unter anderem organische Amine, anorganische und organische Nitrite, Benzoate, Natriummercaptobenthiazol.

Durch den Zusatz von Verdickungs- und/oder Viskositätsmodifiziermitteln kann man die ternären Flüssigkeiten nach vorliegender Erfindung in ausgezeichnete Hydraulikflüssigkeiten umwandeln, die, außer 'bei außerordentlich tiefen Temperaturen, nicht gefrieren. Derartige Flüssigkeiten sind also etwa als Druckübertragungsflüssigkeiten in Flugzeugen geeignet, bei denen im Betrieb in großen Höhen sehr tiefe Temperaturen auftreten können. Die erfindungsgemäßen Gemische sind überdies nur sehr wenig entflamnibar, wodurch sie für hydraulische Systeme und Kühlanlagen besonders wertvoll werden, bei denen bekanntlich die Brandgefahr ziemlich groß ist. Die so bereiteten hydraulischen Flüssigkeiten können ebenfalls noch durch Zusätze bekannter Korrosionsschutz- und Schmiermittel modifiziert werden. ·

Einige besondere Gemische, die in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, sind nachstehend in einer Tabelle angegeben und in dem Diagramm graphisch dargestellt. Die drei Bestandteile können in beliebiger Reihenfolge miteinander vermischt werden, da sie bei Zimmertemperatur flüssig und gut ineinander löslich sind.

	Prozentuale Zusammensetzung	Form amid*	Wasser	Gefrierpunkt in 0C
Beispiel	Äthylen glykol	30	20	—76,1
I*	50	20	20	—7L7
2*	60	3D	IO	—65,0
3	60	5	30	—68,9
4	65	40	30	-55.6
5	30	40	20	—62,8
6	40	40	IO	—62,8
7	50	IO	30	—73.3
8	60	25	IO	—53.9
9	65	30	30	—63.3
IO	40	IO	35	—57,8
II	55	IO	20	—59.4
12	70	25	25	—82,2
13*	50	25	20	—78,3 ■
I4*	55

Bevorzugte Gemische.

Flüssigkeitsgemische, die auf der Grundlage eines der vorstehend beschriebenen und durch Beispiele erläuterten ternären Gemische zusammengesetzt sind, können noch durch Zusatz von bekannten Korrosionsschutzmitteln, Stabilisatoren, Viskositätsmodifizier-, ^la5 Verdickungs- und Schmiermitteln für besondere

Zwecke modifiziert werden. So sind übliche Viskositätsmodifiziermittel, wie Polyoxy-alkylenester des Tallöls oder dimerer ungesättigter Fettsäuren, höhere gemischte Polyoxyäthylenpolyoxypropylenglykole oder Äther dieser gemischten Glykole, mit den erfmdungsgemäßen Grundgemischen mischbar und ergeben, bei Einverleibung in diese Gemische hydraulische Flüssigkeiten von überragender Güte. Besondere Beispiele für hydraulische Flüssigkeiten auf der Grundlage der erfindungsgemäßen ternären flüssigen Gemische sind unter anderem:

Beispiel 15.

10 Gewichtsteile eines gemischten Polyoxyäthylenpolyoxypropylenglykols wurden in 90 Gewichtsteilen des Gemisches nach vorstehendem Beispiel 5 gelöst. Die erhaltene Lösung hatte einen Gefrierpunkt von —67,8° und eine kinematische Viskosität von 1,8 cSt bei 54,4^?. Ihre Viskosität bei —53,9 betrug 388 cSt. Wenn man für die Mischung an Stelle des gemischten Polyoxyäthylen-polyoxypropylenglykols 10 Teile des Polyoxyäthylenesters dimerisierter Linolensäure mit 24 Oxyäthylengruppen im Mol nimmt, beträgt die Viskosität bei 54,4 73 cSt und bei —53,9 453 cSt..

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Flüssigkeit und Kühlflüssigkeit mit niedrigem Gefrierpunkt, gekennzeichnet durch ein ternäres Gemisch, das mit demjenigen identisch ist, das man durch Vermischen einer 62 bis 76 Gewichtsprozent Glykol enthaltenden wäßrigen Äthylenglykollösung mit Formamid oder einer mindestens 77 Gewichtsprozent Formamid enthaltenden wäßrigen Formamidlösung oder einer mindestens 40 Gewichtsprozent Formamid enthaltenden Formamidlösung in Äthylenglykol in solchen Mengenverhältnissen erhält, daß die ternäre Mischung 4 bis 44 Gewichtsprozent Formamid und mindestens 6 Gewichtsprozent Wasser enthält.

2. Flüssigkeit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein ternäres Gemisch umfaßt, das aus 42 bis 62 Gewichtsprozent Äthylenglykol, 12 bis 36 Gewichtsprozent Formamid und 12 bis 26 Gewichtsprozent Wasser besteht.

3. Flüssigkeit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein ternäres Gemisch umfaßt, das aus 50 Gewichtsprozent Äthylenglykol, 25 Gewichtsprozent Formamid und 25 Gewichtsprozent Wasser besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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