ES2358575T3 - Composición anticongelante a base de ácido monocarboxilico para motores diesel. - Google Patents
Composición anticongelante a base de ácido monocarboxilico para motores diesel. Download PDFInfo
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Abstract
Composición anticongelante a base de ácido monocarboxílico que comprende: a. una cantidad grande de un depresor del punto de congelación del alcohol líquido soluble en agua; b. de 0,1 a 10,0 por ciento en peso de un compuesto de ácido carboxílico monobásico o la sal de metal alcalino del mismo; c. una sal de nitrato, que es por lo menos una seleccionada del grupo consistente en nitrato de sodio, nitrato de potasio, nitrato de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de litio y combinaciones de los mismos en una cantidad de 0,01 a 10,0 por ciento en peso; d. una sal de nitrito que es por lo menos una seleccionada del grupo consistente en nitrito de sodio, nitrito de potasio, nitrito de magnesio, nitrito de calcio, nitrito de litio y combinaciones de los mismos en una cantidad de 0,001 a 10,0 por ciento en peso; e. de 0,01 a 5,0 por ciento en peso de un compuesto de azol seleccionado del grupo consistente en tolitriazol, hidrocarbil-triazol, benzotriazol, mercaptobenzotizol, pirazoles, isooxazoles, isotiazoles, tiazoles, sales de tiadiazol, 1,2,3-benzotriazol, 1,2,3-toliltriazol, 2-mercaptobenzotiazol de sodio y combinaciones de los mismos; y f. de 0,001 a cerca de 5,0 por ciento en peso de un compuesto de molibdato; g. un copolímero de silicona-silicato en una cantidad de 0,01 a 10,0 por ciento en peso, y h. de 0,001 a 5,0 por ciento en peso de una polivinilpirrolidona.
Description
Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico para motores diesel.
Esta invención se refiere a una formulación
refrigerante anticongelante a base de ácido para aplicaciones de
alto rendimiento, tales como los motores diesel, que puede ser
utilizada para la inhibición y prevención de la erosión y la
corrosión del aluminio y la corrosión de otros metales expuestos a
un líquido acuoso en los sistemas refrigerantes de los automóviles.
La formulación también inhibe la incrustación mineral. Puede ser
envasada como un aditivo a base de etilenoglicol o en un envase para
la inhibición de la corrosión concentrado para su uso en motores
nuevos o como aditivo para la reinhibición del refrigerante
usado.
Los sistemas de refrigeración de los motores de
automóviles están compuestos por muchos metales incluyendo el
aluminio, acero, hierro fundido, bronce, cobre y estaño. Los
refrigerantes de motor no sólo deben proporcionar protección contra
la congelación sino también inhibir la corrosión. A menudo, los
componentes son de paredes delgadas para mejorar la transferencia de
calor haciéndolos más vulnerables a los ataques corrosivos y
posterior avería. Los productos corrosivos y los depósitos pueden
interferir en la transferencia de calor. Al final se pueden producir
el sobrecalentamiento y avería del motor debido a las tensiones
térmicas relacionadas.
La tecnología anticongelante/refrigerante
utiliza tradicionalmente silicato como inhibidor de la corrosión.
Los silicatos son particularmente útiles en la protección de los
componentes de aluminio del sistema de refrigeración del
automóvil.
Tradicionalmente se vende el
anticongelante/refrigerante con un contenido de casi el cien por
ciento de glicol. Este envase concentrado ofrece la flexibilidad de
que el usuario pueda diluir el anticongelante/refrigerante, según
sea necesario, con agua disponible para obtener la protección
necesaria contra la congelación/ebullición. Sin embargo, se necesita
la protección contra la corrosión en toda la dilución. Por otra
parte, la presente invención se puede formular como un envase
concentrado de aditivos para su aplicación directa a mezclas
existentes de anticongelante/refrigerante diluidas usadas en los
motores para estabilizar y reemplazar los componentes del
refrigerante.
En la ingeniería de automoción moderna, muchos
componentes del motor se fabrican de aluminio. Los refrigerantes
para el motor, principalmente soluciones a base de etilenoglicol o
de propilenoglicol, deben transferir el calor de los motores de
aluminio en funcionamiento e inhibir la corrosión al mismo tiempo.
Los motores de automóviles más antiguos no tienen componentes de
aluminio y, por tanto, las composiciones de
anticongelante/refrigerante tradicionales puede producir corrosión
en los componentes de aluminio o de aleación de aluminio repelente
de calor. La erosión y corrosión por cavitación de las bombas de
agua de aluminio por la exposición a los sistemas acuosos como los
refrigerantes de motores de combustión internos refrigerados por
agua es un fenómeno relativamente
nuevo.
nuevo.
La patente US 4,717,495 de Hercamp et al,
incorporada en la presente memoria como referencia, enseña una
solución tampón exenta de sodio. La patente US 4,548,787 describe el
uso de un fosfato soluble en agua combinada con tungstato, selenato
y molibdato para la protección del aluminio contra la erosión y
corrosión por cavitación. La patente US 4,404,113 describe el uso de
polialcoholes como inhibidores de la corrosión y aditivos reductores
de la cavitación para refrigerantes.
La patente US 4,440,721, describe la combinación
de un fosfato soluble en agua con un molibdato, tungstato o selenato
soluble en agua para proporcionar un efecto protector contra la
corrosión por cavitación del aluminio en líquidos acuosos.
Los refrigerantes de motores a base de
componentes inorgánicos como silicatos, fosfatos, nitratos, boratos
y nitritos tienen problemas debido al agotamiento del inhibidor. El
agotamiento de estos componentes, en particular de los silicatos, es
motivo de preocupación en lo que respecta a la vida útil. Además, la
elevada carga de sólidos de sales inorgánicas presenta posibles
problemas de depósito. Los sólidos en precipitación pueden
incrustarse y tapar pasos dentro del sistema refrigerante del
motor.
Recientemente, la industria del automóvil ha
desarrollado refrigerantes de motores basados principalmente en la
tecnología de los ácidos carboxílicos. Muchas referencias de
patentes de EE.UU. y extranjeras divulgan el uso de varios ácidos
monobásicos o dibásicos o sales como inhibidores de la corrosión.
Por ejemplo, en la patente US 4,647,392, Darden enseña una
combinación sinérgica de 0,1 a 15 por ciento en peso de ácido
alifático monobásico C_{5} a C_{6} con la misma cantidad de
ácido dicarboxílico C_{5} a C_{6} y 0,1 a 0,5 por ciento en peso
de un hidrocarbonil-triazol. El triazol suele ser
tolitriazol o benzotriazol. Los ácidos están presentes en forma de
sales en una solución alcalina. En la patente US 4,946,616, Falla
enseña una mezcla de dos ácidos dicarboxílicos alifáticos con un
hidrocarbil-triazol. En la patente US 4,587,028,
Darden divulga dos a cinco por ciento en peso de un ácido
monocarboxílico aromático, ácido benzoico, con 0,5 a 1,5 por ciento
en peso de un ácido carboxílico alifático C_{8} a C_{12} y un
nitrato de metal alcalino. La especificación militar británica TS
10177 (AI39), de marzo de 1978, requiere de 4 a 4,5 por ciento en
peso de ácido sebácico (dicarboxilato alifático) y 0,25 a 0,30 por
ciento en peso de benzoitriazol. En la patente US 4,382,008,
Boreland ha combinado un ácido monocarboxílico aromático con ácidos
orgánicos dibásicos C_{7} a C_{13} e inhibidores convencionales
tales como borato y silicato para preparar formulaciones. Sin
embargo, el uso de estos aditivos incrementa el costo total de la
formulación.
La patente US 5,366,651 de Maes et al.,
subraya que el imidazol sirve como un tampón para ayudar en el
control del pH y servir de tampón en las formulaciones de
anticongelante a base de ácido carboxílico. El imidazol es un
triazol sustituido que contiene dos moléculas de nitrógeno que
proporcionan una molécula de triazol muy activa para combinar con
hidrógeno proporcionando una capacidad neutralizante o
tamponante.
En resumen, se ha utilizado un gran número de
ácidos orgánicos con éxito en varias combinaciones entre ellas
mismas y con más componentes comunes. Normalmente, los ácidos se
utilizan en el nivel de varios puntos porcentuales si los
inhibidores comunes no están presentes. La presencia de los
hidrocarbil-triazoles indica que los metales
amarillos como el cobre y el latón, y el estaño deben protegerse por
separado. Los carboxilatos inhiben principalmente los metales
ferrosos y el aluminio en estas formulaciones. A pesar de que los
datos de laboratorio indicaron un resultado satisfactorio, sigue
habiendo dudas sobre la capacidad de las tecnologías completamente a
base de ácido como las de Darden y Falla para proteger el estaño y
evitar la erosión y corrosión por cavitación del aluminio en
aplicaciones en motores. Además, la adición de grandes cantidades de
sales inorgánicas para corregir estas deficiencias anula el
beneficio de un nivel bajo de sólidos.
Ninguna de las referencias anteriores
proporcionan un medio para la obtención de una composición
anticongelante a base de ácido de silicato de larga duración como la
de la presente invención del solicitante. Los molibdatos de metales
alcalinos y sales solubles de ácidos túngstico y selénico han sido
utilizados en las composiciones anticongelantes para evitar la
corrosión de los metales, especialmente hierro fundido, y las sales
solubles de ácidos molíbdico, túngstico y selénico actúan para
retardar la corrosión del aluminio, en particular la erosión y
corrosión por cavitación de las bombas de agua de aluminio. La
presente invención combina ácidos orgánicos seleccionados, azoles,
sales de nitrato y nitrito, molibdatos, silicatos estabilizados y
compuestos de metales de transición que proporcionan un efecto
protector sinérgico contra la corrosión por cavitación del aluminio
en líquidos acuosos, reducen la velocidad de corrosión y son
eficaces a concentraciones relativamente bajas y rangos variables de
pH. La adición de los ácidos orgánicos seleccionados no sólo reduce
significativamente la erosión y corrosión por cavitación de los
refrigerantes a base de glicol, la corrosión del aluminio repelente
de calor, y los precipitados e incrustaciones producidos por el agua
dura; se ha descubierto que la utilización de determinados ácidos
orgánicos en combinación con determinados aditivos mejoran la
estabilización de los silicatos secundarios favoreciendo la mejora
en la protección de la corrosión del aluminio y la vida del
refrigerante.
Por otra parte, los ácidos orgánicos usados
convencionalmente con refrigerantes anticongelantes son a base de
ácidos dicarboxílicos o combinaciones de los mismos. La presente
invención proporciona un medio para utilizar los ácidos
monocarboxílicos más baratos para obtener una protección contra la
corrosión que es superior a la de los ácidos dicarboxílicos ya sea
solos o en combinación con otros aditivos de ácidos orgánicos.
Los documentos siguientes presentan el estado de
la técnica relevante para la invención reivindicada:
- US 5,269,956 describe soluciones de potasio, monocarboxilato alifático, dicarboxilato de hidrocarbilo y de hidrocarbil-triazol, con uno o más de silicato, fosfato, borato o nitrato, que tienen una compatibilidad y propiedades anticorrosión superiores, útiles para fluidos de transferencia de calor, anticongelantes y la inhibición de la corrosión del metal.
- US 4,402,847 describe composiciones y métodos para usar esas composiciones para inhibir la incrustación mineral y la corrosión de estaño con alto nivel de plomo y la erosión y corrosión por cavitación de aluminio en sistemas acuosos. Se demuestra que una mezcla de un copolímero de siloxano y silicato con un azol es eficaz para reducir la corrosión del estaño con alto nivel de plomo y aluminio, en particular la erosión y corrosión por cavitación del aluminio en contacto con líquidos acuosos, tales como soluciones acuosas de alcohol utilizadas como medios de transferencia de calor. También se divulgan unos concentrados de anticongelante y un proceso para inhibir la corrosión.
- US 4,725,405 presenta un concentrado de una composición para la transferencia de calor en la que se inhibe la corrosión y que comprende un alcohol, un copolímero de organosiloxano/silicato, y una cantidad inhibidora de la corrosión de una sal de nitrato. Este concentrado refrigerante se puede diluir convenientemente con desde aproximadamente un 25% hasta aproximadamente un 90% en peso de agua en base al peso del concentrado, para formar una composición acuosa que tiene una utilidad particular como composición de transferencia de calor con inhibición de la corrosión para sistemas de intercambio de calor, por ejemplo, los que se emplean con motores de combustión interna. Estas composiciones son muy eficaces en la reducción de la corrosión en los sistemas de intercambio de calor que contengan componentes hechos de aluminio.
- En US 4,728,452 la corrosión de los metales en sistemas cerrados de refrigeración acuosa con un pH de 7,5 a 10,5 es inhibida por la adición al sistema de un concentrado refrigerante que comprende agua, por lo menos un 10% en peso de un nitrito soluble en agua o una mezcla de un nitrito soluble en agua y un nitrato soluble en agua, 0,2 a 2,0% en peso de al menos un azol soluble en agua y de 0,1 a 1,0% en peso de un molibdato soluble en agua, para proporcionar en el sistema concentraciones de al menos 200 ppm del nitrito o de la mezcla de nitrito/nitrato, de 2 a 20 ppm del azol y de 1 a 10 ppm del molibdato.
- DE 1950 676 describe inhibidores mecánicos de corrosión compuestos por un 0,05% de soluciones acuosas conteniendo 0,1% de cloruro de sodio y un polímero conteniendo gel. Los polímeros reivindicados son ácido poli(met)acrílico, polímeros de un éter de vinilo, isobutileno o etileno con ácido maleico o estireno con ácido málico. Los refrigerantes reivindicados contienen un inhibidor químico de la corrosión y/o un anticongelante. El inhibidor de la corrosión comprende una mezcla de nitrato de sodio, mercapto-benzotiazol sódico, N-dihidroxietil-ciclohexilamina y N-dihidroxietil-ciclohexilamino-benzoato. Estos líquidos se utilizan para motores de combustión interna, especialmente motores diesel rápidos.
La presente invención ha satisfecho la necesidad
anteriormente descrita de proporcionar una composición
anticongelante/refrigerante utilizando aditivos seleccionados que
reducen la corrosión en todo el rango de dilución sin crear
precipitados. Esta composición es soluble en agua, alcohol, y
mezclas de alcohol y agua, es compatible con otros componentes
anticongelantes/refrigerantes utilizados comúnmente, no corroe ni
daña los sistemas de refrigeración de los automóviles y es eficaz en
concentraciones relativamente bajas. Además, las presentes
formulaciones de inhibición de la corrosión son eficaces para
reducir la corrosión en toda la gama de metales del sistema de
refrigeración, incluyendo el aluminio repelente de calor, aleaciones
de aluminio, cobre, acero, hierro fundido, latón, estaño y
similares.
similares.
La nueva formulación anticongelante de la
presente invención comprende una mezcla tal como se describe en la
reivindicación 1, en la que el silicato con compuestos de metales de
transición proporcionan un efecto protector sinérgico contra la
corrosión por cavitación del aluminio en líquidos acuosos,
reduciendo la velocidad de corrosión y es eficaz a concentraciones
relativamente bajas y rangos variables de pH. La adición de los
ácidos orgánicos seleccionados no sólo reduce significativamente la
erosión y corrosión por cavitación de los refrigerantes a base de
glicol, la corrosión del aluminio repelente de calor, y los
precipitados e incrustaciones producidos por el agua dura; se ha
descubierto que el ácido orgánico monobásico alifático en
combinación con silicatos estabilizados con siloxano mejoran la
estabilización de los silicatos secundarios favoreciendo la mejora
en la protección de la corrosión del aluminio y la vida del
refrigerante cuando se utiliza con cantidades seleccionadas de los
aditivos identificados arriba. Las formulaciones son especialmente
adecuadas para aplicaciones en motores diesel.
Más particularmente, la presente fórmula de alto
rendimiento para motores diesel satisface la necesidad descrita
anteriormente, proporcionando aditivos complementarios, como las
sales de nitrato y nitrito, silicatos y/o silicatos estabilizados y
siloxano y una polivinilpirrolidona, a una fórmula de bajo
rendimiento para usar en automóviles utilizando una composición
anticongelante/refrigerante a base de etilenoglicol utilizando una
combinación de un ácido carboxílico alifático lineal, como el ácido
2-etilhexanoico, un hidróxido como el hidróxido de
potasio al 45%, un hidrocarbil-tolitriazol como
tolitriazol de sodio al 50%, bajos niveles de aditivos de molibdato
tales como dihidrato de molibdato de sodio, y, opcionalmente,
antiespumantes, que reducen la corrosión en todo el rango de
dilución sin crear precipitados.
La presente formulación anticongelante, que
tiene una mezcla de etileno o propilenoglicol, ácido orgánico
alifático monobásico, azoles y bajos niveles de molibdatos también
puede proporcionar un efecto protector sinérgico contra la corrosión
por cavitación del aluminio en líquidos acuosos, reduciendo la
velocidad de corrosión y es eficaz a concentraciones relativamente
bajas y rangos variables de pH. La combinación de ácido orgánico
alifático monobásico, hidrocarbil-tolitriazol y
bajos niveles de molibdatos no sólo reduce significativamente la
erosión y corrosión por cavitación de los refrigerantes a base de
glicol, la corrosión del aluminio repelente de calor, y los
precipitados e incrustaciones producidas por el agua dura, sino que
se ha descubierto que la combinación produce una mejoría en la
protección de la corrosión del aluminio y la vida del refrigerante
cuando se utiliza con una cantidad seleccionada de los aditivos
identificados arriba. Así, la formulación es especialmente adecuada
para aplicaciones en refrigerantes de motores diesel y de
gasolina.
La forma de realización preferida de la presente
invención proporciona una solución anticongelante/refrigerante para
inhibir la corrosión de metales e inhibir la incrustación de
minerales basada en 100 partes en peso de dicha solución a base de
glicol comprendiendo cualquiera de los siguientes: de 0,1 a 10,0 por
ciento en peso de un compuesto de ácido carboxílico monobásico
alifático lineal, una sal que es por lo menos una seleccionada del
grupo que consiste esencialmente en nitrato de sodio, nitrato de
potasio, nitrato de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de litio y
sus combinaciones en una cantidad de aproximadamente 0 a
aproximadamente 10,0 por ciento en peso; una sal que es por lo menos
una seleccionada del grupo que consiste esencialmente en nitrito de
sodio, nitrito de potasio, nitrito de magnesio, nitrito de calcio,
nitrito de litio y combinaciones de las mismas en una cantidad de
aproximadamente 0,001 a aproximadamente 10,0 por ciento en peso, de
aproximadamente 0,01 a 5,0 por ciento en peso de un compuesto de
azol seleccionado del grupo que consiste esencialmente en
mercaptobenzotiazol de sodio, tolitriazol de sodio, triazoles
solubles en agua, benzotriazol, toliltriazol, en una cantidad de
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 10,0 por ciento en peso, una
silicona, silicato, y/o copolímero de
silicona-silicato siloxano en una cantidad de
aproximadamente 0,01 a 10,0 por ciento en peso, de aproximadamente
0,001 a aproximadamente 5,0 por ciento en peso de una
polivinilpirrolidona; de aproximadamente 0,001 a aproximadamente
10,0 por ciento en peso de un compuesto de metales de transición
seleccionado del grupo que consiste esencialmente en dihidrato de
sal disódica de ácido molíbdico, trióxido de molibdeno,
silicoheteropolimolibdatos y/o
fosforohetero-polimolibdatos, molibdato de sodio,
molibdato de potasio, molibdato de litio, molibdato de amonio,
dimolibdato de amonio, y heptamolibdato de amonio; y un compuesto de
glicol seleccionado del grupo que consiste esencialmente en
etilenoglicol, dietilenoglicol, propilenoglicol, alcohol metílico,
alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico y
combinaciones de los mismos que componen la proporción de la
solución.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión para
composiciones anticongelantes/refrigerantes con una selección de
aditivos de ácido carboxílico monobásico para reducir la erosión y
corrosión por cavitación de los refrigerantes a base de glicol.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión para
composiciones anticongelantes/refrigerantes con una selección de
aditivos de ácido carboxílico monobásico para mejorar la estabilidad
de los silicatos proporcionando una mejora en la vida del
refrigerante.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que
reduzcan la corrosión en todo el rango de dilución de las
composiciones anticongelantes/refrigerantes sin crear
precipitados.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que sean
eficaces en la reducción de la corrosión en todo el rango de metales
del sistema de refrigeración.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que sean
eficaces en la reducción de la corrosión del aluminio repelente de
calor.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que sean
eficaces en la reducción de los precipitados e incrustaciones
producidos por el agua dura.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que sean
solubles en alcohol, mezclas de alcohol/agua y agua sola.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que sean
compatibles con los componentes anticongelantes/refrigerantes
utilizados comúnmente.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión que sean
eficaces a concentraciones relativamente bajas.
Es un objeto adicional de la presente invención
utilizar ácidos orgánicos en las formulaciones de inhibición de la
corrosión para reducir la corrosión.
Es otro objeto de la invención utilizar una
combinación de nitritos y nitratos para maximizar la protección de
los metales ferrosos y minimizar las picaduras de los mismos.
Es otro objeto de la invención utilizar
molibdato para proteger contra la erosión y la cavitación del
aluminio.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar formulaciones de inhibición de la corrosión para
composiciones anticongelantes/refrigerantes utilizando una fórmula a
base de ácido en combinación con un silicato estabilizado para
mejorar la estabilidad del refrigerante proporcionando una mejora en
la vida del refrigerante para aplicaciones de refrigerante de alto
rendimiento en motores diesel.
Es un objeto adicional de la presente invención
utilizar un ácido orgánico alifático monobásico y un
hidrocarbil-triazol para permitir que se utilice un
bajo nivel de molibdato en las formulaciones de inhibición de la
corrosión para reducir la corrosión.
Estos y otros objetos de la presente invención
se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción
de la invención.
La presente invención proporciona composiciones
anticongelantes/refrigerantes con inhibición de la corrosión de
larga duración mediante el uso de ciertos derivados de ácidos
carboxílicos preferiblemente ácidos monocarboxílicos con un
compuesto estabilizado de silicato y siloxano, silicato o siloxano,
y otros compuestos seleccionados, donde la combinación de nitratos y
nitritos y una mayor cantidad de molibdato en primer lugar reduce la
erosión y corrosión por cavitación del refrigerante, la corrosión
del aluminio repelente de calor, y los precipitados e incrustaciones
producidos por el agua dura, y en segundo lugar, mejora la
estabilización de los silicatos redundando en una mejora en la
protección de la corrosión del aluminio y una vida más larga del
refrigerante en comparación con los refrigerantes a base de
silicio.
Por otra parte, los ácidos orgánicos
seleccionados, preferiblemente ácidos orgánicos alifáticos
monobásicos utilizados con bajos niveles de molibdato y un
hidrocarbil-triazol en las mezclas de glicol
producen una formulación de inhibición de corrosión anticongelante
equilibrada con muy pocos sólidos para minimizar los depósitos
potenciales y características sorprendentes de vida útil duradera en
ensayos con motores.
Por lo tanto, la presente invención combina los
componentes del ácido orgánico con la composición estabilizada de
silicato. La nueva formulación anticongelante de la presente
invención comprende una mezcla de etileno- o propilenoglicol, un
ácido orgánico, preferiblemente un ácido orgánico alifático
monobásico, azoles, bajos niveles de molibdatos, sales de nitrito
y/o nitrato, una polivinilpirrolidona, una sal de hidróxido,
silicatos y/o silicatos estabilizados con siloxano con compuestos de
metales de transición. La adición de sales de nitrato y nitrito,
silicatos y/o silicatos estabilizados con siloxano y una
polivinilpirrolidona a una fórmula anticongelante a base de ácidos
orgánicos de bajo rendimiento para usar en automóviles proporciona
un refrigerante de alto rendimiento adecuado para los motores
diesel. Por otra parte, la presente composición comprende una
composición anticongelante/refrigerante utilizando una combinación
de un ácido carboxílico alifático lineal, como el ácido
2-etilhexanoico, un hidróxido como el hidróxido de
potasio al 45%, un hidrocarbil-tolitriazol como
tolitriazol de sodio al 50%, bajos niveles de aditivos de molibdato
tales como dihidrato de molibdato de sodio, y, opcionalmente,
antiespumantes, que reducen la corrosión en todo el rango de
dilución sin crear precipitados.
Una forma de realización preferida de la
presente invención proporciona una solución
anticongelante/refrigerante para inhibir la corrosión de metales e
inhibir la incrustación de minerales basada en 100 partes en peso de
dicha solución a base de glicol comprendiendo un ácido carboxílico
monobásico comprendiendo desde aproximadamente 0,1 a 10,0 por ciento
en peso de un compuesto de ácido carboxílico monobásico alifático
lineal; una sal que es por lo menos una seleccionada del grupo que
consiste esencialmente en nitrato de sodio, nitrato de potasio,
nitrato de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de litio y sus
combinaciones en una cantidad de aproximadamente 0 a aproximadamente
10,0 por ciento en peso; una sal que es por lo menos una
seleccionada del grupo que consiste esencialmente en nitrito de
sodio, nitrito de potasio, nitrito de magnesio, nitrito de calcio,
nitrito de litio y combinaciones de las mismas en una cantidad de
aproximadamente 0,001 a aproximadamente 10,0 por ciento en peso, de
aproximadamente 0,01 a 5,0 por ciento en peso de un compuesto de
azol seleccionado del grupo que consiste esencialmente en
mercaptobenzotiazol de sodio, tolitriazol de sodio, triazoles
solubles en agua, benzotriazol, toliltriazol, en una cantidad de
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 10,0 por ciento en peso, un
copolímero de silicona-silicato en una cantidad de
aproximadamente 0,01 a 10,0 por ciento en peso, de aproximadamente
0,001 a aproximadamente 5,0 por ciento en peso de una
polivinilpirrolidona; de aproximadamente 0,001 a aproximadamente
10,0 por ciento en peso de un compuesto de metales de transición
seleccionado del grupo que consiste esencialmente en dihidrato de
sal disódica de ácido molíbdico, trióxido de molibdeno,
silicoheteropolimolibdatos y/o
fosforohetero-polimolibdatos, molibdato de sodio,
molibdato de potasio, molibdato de litio, molibdato de amonio,
dimolibdato de amonio, y heptamolibdato de amonio; y un compuesto de
glicol seleccionado del grupo que consiste esencialmente en
etilenoglicol, dietilenoglicol, propilenoglicol, alcohol metílico,
alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico y
combinaciones de los mismos que componen el equilibrio de la
solución.
La formulación según la presente invención
conduce a la mejora en la protección contra la corrosión del
aluminio y prolonga la vida del refrigerante, en comparación con los
refrigerantes convencionales a base de silicio. Además, las
presentes formulaciones de inhibición de la corrosión son eficaces
para reducir la corrosión en toda la gama de metales del sistema de
refrigeración, incluyendo el aluminio repelente de calor, aleaciones
de aluminio, cobre, acero, hierro fundido, latón, estaño y
similares. Esta formulación es soluble en alcohol, mezclas de
alcohol y agua y en agua sola y exhibe excelentes características de
estabilidad.
La composición anticongelante/refrigerante
preferida tiene un pH de 8,5 a 9,0 y tiene glicoles con un grado
anticongelante del 94% y alrededor del 3% de inhibidores de la
corrosión, siendo el resto agua. El concentrado de reinhibición
mayormente preferido se añadiría a razón de una (1) parte
aproximadamente a cincuenta (50) partes del refrigerante diluido
gastado.
El depresor del punto de congelación utilizado
en las composiciones anticongelantes de la invención puede ser
cualquier alcohol líquido soluble en agua utilizado hasta ahora en
la formulación de composiciones anticongelantes. El alcohol soluble
en agua contiene de 1 a 4 átomos de carbono y de 1 a 3 grupos
hidroxilo. El etilenoglicol es preferido como depresor del punto de
congelación y sobre todo las mezclas disponibles en el mercado que
contienen una parte grande de etilenoglicol y una pequeña cantidad
de dietilenoglicol. La mezcla comercial contiene generalmente por lo
menos 85 a 95 por ciento en peso de etilenoglicol con el resto
siendo dietilenoglicol y pequeñas cantidades de sustancias que se
presentan casualmente como el agua. Se puede mezclar otro alcohol
líquido soluble en agua con etilenoglicol, pero por lo general no se
prefieren estas mezclas. También se pueden utilizar alcoholes
solubles en agua baratos comerciales como el alcohol metílico,
etílico, propílico e isopropílico solos o en mezclas.
Las formulaciones concentradas de inhibidores de
la corrosión de la presente invención son una mezcla a base de agua
de ácidos orgánicos, sales de nitrato y nitrito, molibdatos, azoles,
silicatos estabilizados y compuestos de metales de transición.
Opcionalmente se pueden añadir otros componentes tales como
antiespumantes, colorantes, agentes tamponantes, biocidas,
detergentes, y similares a la presente formulación. Las sales
alcalinotérreas o de amonio también son posibles aditivos, ya sean
solas o en combinación. Los nitratos y nitritos se introducen
generalmente como una sal alcalina, aunque también podrían
utilizarse sales de ácido, alcalinotérreas o de amonio, incluidos
potasio, sodio o sales solas o en combinaciones. Los azoles incluyen
tolitriazol, benzotriazol, mercaptobenzotizol incluyendo mezclas y
otros azoles sustituidos. Los silicatos estabilizados, denominados
normalmente compuestos de siloxano, son del tipo descrito en las
patentes US 4,354,002, 4,362,644, y/o 4,370,255, incorporadas en la
presente memoria como referencia. Los antiespumantes adecuados
incluyen PLURONIC® L-61, PATCOTE® 415 y otros
surfactantes como los tipos de silicona.
Se contempla que, además de refrigerantes de
tipo silicato-fosfato, estos aditivos son útiles en
refrigerantes a base de silicato-bórax,
silicato-fosfato y bórax, refrigerantes a base de
ácidos orgánicos y de tipo híbridos de ácidos orgánicos y silicatos,
y similares. Las formulaciones inhibidoras de la corrosión son
compatibles con otros componentes anticongelantes/refrigerantes
utilizados comúnmente y son eficaces en concentraciones
relativamente bajas.
A continuación se explican cada uno de los
ingredientes preferidos de la formulación anticongelante sinérgica,
ya sean preceptivos u opcionales:
El componente de ácido monobásico de la
formulación anticongelante identificada arriba puede ser cualquier
ácido carboxílico monobásico C_{3}-C_{16} o la
sal de metal alcalino del mismo, sin embargo, con el fin de mantener
la solubilidad deseada, la forma de realización preferida de la
invención utiliza componentes de ácido carboxílico monobásico o la
sal de metal alcalino del mismo en el rango de un C_{6} a un
C_{12}. Preferiblemente, los ácidos carboxílicos monobásico
incluyen uno o más de los siguientes ácidos o isómeros: hexanoico,
heptanoico, isoheptanoico, octanoico,
2-etilhexanoico, nonanoico, decanoico, undecanoico,
dodecanoico, neodecanoico, y/o combinaciones de los mismos. La
composición preferida utiliza un ácido monocarboxílico alifático,
más particularmente preferido es el 2-etilhexanoico
como el ácido alifático monobásico. Se contempla que uno o más de
los ácidos carboxílicos monobásicos indicados anteriormente pueda
utilizarse en lugar de otro o en combinación con el ácido
2-etilhexanoico, sin embargo, el uso del ácido
2-etilhexanoico proporciona excelentes resultados
incluso cuando se utiliza como el único ácido monocarboxílico. Se
puede utilizar cualquier hidróxido de metal alcalino o hidróxido de
amonio para formar la sal monobásica, sin embargo, el sodio y el
potasio son los preferidos, y la sal de potasio es la mayormente
preferida. El componente de ácido monobásico o de sal de metal
alcalino de la presente invención está presente en una concentración
de aproximadamente 0,1 hasta aproximadamente 10,0 por ciento en
peso, más preferiblemente entre aproximadamente 1,0 y 6,0 por ciento
en peso, y preferiblemente entre aproximadamente 2,0 y 4,0 por
ciento en peso, basado en el peso total de la composición del
concentrado (el porcentaje en peso calculado en base al ácido
libre).
El molibdato soluble en agua que se prefiere
usar en los sistemas acuosos de la presente invención puede ser
cualquier sal de ácido molíbdico que sea fácilmente soluble en agua.
Estos incluyen molibdatos tanto de metales alcalinos como de metales
alcalinotérreos, así como molibdato de amonio, el término
"molibdato alcalino" se utiliza en un sentido amplio para
incluir molibdatos de metales alcalinos, de metales alcalinotérreos
y de amonio. Ejemplos de molibdatos útiles son el molibdato de
sodio, el molibdato de potasio, el molibdato de litio y el molibdato
de amonio, incluidos el dimolibdato de amonio y el heptamolibdato de
amonio. Se prefieren los compuestos de molibdato alcalino, molibdato
de sodio, dihidrato de molibdato de sodio, trioxina de molibdeno,
heteropolimolibdatos y molibdato de potasio debido a su
disponibilidad y compatibilidad con el sistema acuoso, así como por
razones económicas. Por lo general, se pueden emplear
concentraciones de iones de molibdato por debajo de aproximadamente
0,5 partes en peso por 100 partes en peso de líquido acuoso,
mientras que las concentraciones de iones de molibdato por encima de
este límite normalmente no ofrecen mejoras significativas en las
características inhibidoras del sistema acuoso y son indeseables por
razones económicas, sin embargo, en la presente invención se cree
que el molibdeno ayuda a la unión y la formación de la película
protectora sobre la superficie de metal que requiere protección. En
particular, bajo condiciones de rápida corrosión, tales como la
erosión y corrosión por cavitación de aluminio.
Los compuestos de metales de transición
adecuados para su uso en la presente invención incluyen dihidrato de
sal disódica del ácido molíbdico, molibdato de sodio 2H_{2}O,
trióxido de molibdeno, silicoheteropolimolibdatos,
fosforoheteropolimolibdatos, mezclas de los mismos, y similares. Se
puede utilizar cualquier metal de transición compatible, como por
ejemplo, molibdato, cobalto, cerio, mezclas de los mismos, y
similares. Además, se puede utilizar cualquier sal de ácido,
incluidos el sodio, potasio, litio, calcio, magnesio, y similares.
El compuesto de metales de transición mayormente preferido es el
dihidrato de sal disódica del ácido molíbdico o molibdato de sodio
2H_{2}O, (Na_{2}MoO_{4} * 2H_{2}O).
Los ácidos de metales de transición se utilizan
para inhibir la corrosión en las formulaciones de la presente
invención. El compuesto de metales de transición está presente en la
formulación preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,001
a aproximadamente 5,0 por ciento en peso, y preferiblemente en una
cantidad de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1,0 por ciento en
peso. El ion de molibdato se emplea en cantidades tales que
proporcionen una concentración en el sistema acuoso de por lo menos
cerca de 0,001 partes en peso por 100 partes en peso de líquido
acuoso. Preferiblemente se emplea entre aproximadamente 0,005 y
aproximadamente 0,5 partes en peso por 100 partes en peso de
molibdato en base a dicho líquido acuoso.
La adición de una cantidad seleccionada de
molibdato a la presente composición proporciona un medio para la
obtención de una composición anticongelante/refrigerante a base de
ácido a un costo reducido en comparación con otras formulaciones
anticongelantes alifáticas monobásicas. Por otra parte, las
composiciones anticongelantes a base de ácido son muy agresivas con
respecto al estaño con plomo por lo que una cantidad seleccionada de
molibdeno, según lo exhibido por la presente invención, sirve para
reducir al mínimo, si no para eliminar la deficiencia de la
composición a base de ácido con respecto al estaño con plomo.
Cuando los líquidos acuosos entran en contacto
con otros metales, además del aluminio, incluyendo las bombas de
agua de aluminio, puede ser útil añadir sales de metal inhibidoras
de la corrosión, preferiblemente sales de metales alcalinos
conocidas en el estado de la técnica, a los líquidos acuosos de la
invención. Tales inhibidores de corrosión conocidos solubles en agua
son: nitratos, nitritos, silicatos, carbonatos, silicato de sodio,
nitrato de sodio, carbonato de potasio, silicato de amonio.
Preferiblemente se utiliza un nitrato en
combinación con un nitrito en la composición preferida en una
concentración más alta para aplicaciones de alto rendimiento en
motores diesel que la que se utiliza normalmente en los motores de
gasolina. La fuente de los iones de nitrato y nitrito puede ser
cualquier nitrato o nitrito soluble en agua, tal como los nitratos y
nitritos de metales alcalinos. Las sales de nitrato adecuadas en la
presente invención incluyen, nitrato de sodio, nitrato de potasio,
nitrato de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de litio, mezclas de
los mismos, y similares. Las sales de nitrito adecuadas en la
presente invención incluyen, nitrito de sodio, nitrito de potasio,
nitrito de magnesio, nitrito de calcio, nitrito de litio, mezclas de
los mismos, y similares. Se puede utilizar cualquier sal compatible
como sodio, potasio, litio, magnesio, calcio y similares. La sal de
nitrato mayormente preferida es el nitrato de sodio y el nitrito
preferido es el nitrito de sodio.
Se pueden utilizar otros métodos equivalentes de
suministro de nitrato. Por ejemplo, el pH de la composición total se
puede ajustar mediante la adición de iones de ácido nítrico. La
reacción de las sales básicas y ácidas de nitrato contenidas en la
composición dará lugar a la liberación de ácido carboxílico libre y
la formación de sales de nitrato.
Las sales de nitrato sirven para inhibir la
corrosión en las formulaciones de la presente invención. La sal de
nitrato está presente en la formulación preferiblemente en una
cantidad de aproximadamente 0 a aproximadamente 10,0 por ciento en
peso, y preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,01 a
aproximadamente 1,0 por ciento en peso. Por lo menos una parte de
las sales de nitrato puede oxidarse, donde NO_{2} + 1/2 O_{2}
\longrightarrow NO_{3}, debido a las reacciones con los iones
que se producen dentro de la solución y de los materiales corrosivos
de los que se protege.
Las sales de nitrito son especialmente buenas
para la prevención de picaduras en las camisas de los cilindros de
alto rendimiento. Son buenos oxidantes cuando se utilizan con
metales ferrosos. Los nitritos tienen un estado de oxidación más
bajo que los nitratos y los iones se agotan a un ritmo mayor
haciendo que sean más caros que las sales de nitrato, sin embargo,
los nitritos son especialmente buenos en la reducción de las
picaduras. Por supuesto, los nitritos forman nitratos con la
oxidación. La sal de nitrito está presente en la formulación
preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0 a
aproximadamente 10,0 por ciento en peso, y más preferiblemente en
una cantidad de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1,0 por
ciento en peso.
La forma de realización preferida de la presente
formulación utiliza una mayor cantidad de nitritos solubles en agua
que nitratos solubles en agua. Más concretamente, una fórmula
preferida utiliza nitratos solubles en agua en un rango de 0,05 a
0,30 por ciento en peso, y nitritos solubles en agua en un rango de
aproximadamente 0,30 a aproximadamente 0,60 por ciento en peso, lo
que representa una relación de 2:1.
Los azoles están presentes en la formulación
para inhibir la corrosión del metal amarillo como el cobre y el
latón. Los termostatos de latón y los tapones de los radiadores son
comunes, así como los radiadores de cobre y latón. El compuesto de
azol que proporciona protección contra la corrosión para el cobre y
el latón ha sido seleccionado de entre los triazoles solubles en
agua. En general, se utilizan las sales de metales alcalinos. Los
compuestos azólicos específicos preferidos incluyen benzotriazol,
toliltriazol y 2-mercaptobenzotiazol de sodio. Los
compuestos azólicos adecuados en la presente invención incluyen
sales de mercaptobenzotiazol, sales de tolitriazol, benzotriazol,
mezclas de los mismos, y similares. Normalmente, estos azoles están
preferiblemente presentes en una concentración del cincuenta por
ciento. Sin embargo, un compuesto de azol preferido consiste en
sales de benzotiazol y/o sales de tolitriazol. Más concretamente, un
compuesto de azol preferido es una mezcla de benzotiazol y
tolitriazol que puede ser utilizada en una relación de
aproximadamente 3 a 1.
Algunas formulaciones de anticongelante
existentes contienen triazoles como el
2-mercaptobenzimidazol de sodio e imidazol, que
definen triazoles sustituidos que contienen dos moléculas de
nitrógeno que proporcionan una molécula de triazol muy activa para
combinar con hidrógeno proporcionando una capacidad neutralizante o
tamponante cuando se utiliza con un ácido carboxílico. El
hidrocarbil-triazol y otros compuestos azólicos
utilizados en la forma de realización preferida de los solicitantes
contienen compuestos azólicos con tres moléculas de nitrógeno y/o
son más sustituidos y menos activos que el imidazol y por
consiguiente menos corrosivos para los componentes y juntas de los
motores. Aparte del imidazol, los compuestos de azol seleccionados
menos activos y más estables en la presente formulación son
importantes como inhibidores de la corrosión para la protección de
metal amarillo.
Los azoles están presentes en la formulación
preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,01 a
aproximadamente 10,0 por ciento en peso, y más preferiblemente en
una cantidad de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 1,0 por
ciento en peso. En general, el compuesto de azol se utiliza en
cantidades de aproximadamente 0,1 partes a aproximadamente 0,5
partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 0,4 partes en peso, en base
a 100 partes en peso del líquido acuoso.
Los silicatos y el siloxano soluble en agua
pueden utilizarse solos o preferiblemente en combinación con
silicatos estabilizados definidos como copolímeros de
siloxano-silicato de fosfonato y sulfonato formados
in situ tras una combinación de un silicato soluble en agua y
un siloxano soluble en agua. En la composición preferida, el
copolímero de silicona-silicato se selecciona del
grupo formado por sililalquilfosfonatos siliconados de álcali y sus
sales, sulfonato-silicatos siliconados de
arilalquilo y sus sales, y sulfosiloxano-silicatos y
sus sales y/o sus mezclas. Se cree que estos copolímeros
proporcionan una inhibición de la corrosión del metal mejorada con
el uso de los silicatos solubles en agua. El silicato estabilizado,
("copolímeros de siloxano"), inhibe sustancialmente la
tendencia de la congelación de un silicato soluble en agua a un pH
de alrededor de 7 a 11. La actividad anticorrosiva del silicato
soluble se mantiene en el copolímero en comparación con un silicato
soluble no estabilizado corriente como el silicato de sodio. En las
patentes US 4,370,255, 4,362,644 y 4,354,002 se divulga la
tecnología del copolímero de silicona/silicato estabilizado, todas
ellas incorporadas como referencia. Se pueden utilizar otros
copolímeros de siloxano-silicato en combinación con
los molibdatos solubles en agua y las sales solubles en agua y
ésteres de ácidos fosforosos. Estos se describen en las patentes US
3,341,469; 3,337,496; 3,312,622; 3,198,820, 3,203,969, 3,248,329 y
4,093,641, todas ellas incorporadas como referencia.
La silicona y los silicatos se utilizan para
inhibir la corrosión en la formulación de la presente invención. La
silicona y los silicatos están presentes en la formulación
preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 10,0 por ciento en peso, y más preferiblemente en
una cantidad de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 1,0 por ciento
en peso.
La forma de realización preferida de la
composición anticongelante utiliza polivinilpirrolidona, 15%
(C_{6}H_{9}NO), que es soluble en agua y solventes orgánicos y
se presenta en la formulación en una cantidad de hasta cerca del 3,0
por ciento en peso, más preferiblemente en una cantidad de
aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1,0 por ciento en peso, y
mayormente preferido en una cantidad de entre aproximadamente 0,1 a
0,5 por ciento en peso.
La forma de realización preferida de la
composición anticongelante usa hidróxido de potasio a una
concentración del 45 por ciento en un rango de aproximadamente 5
hasta 10,0 por ciento en peso, preferiblemente en un rango de
aproximadamente 1,0 a 5,0 por ciento en peso, y preferiblemente de
aproximadamente 2,5 a 3,0 por ciento en peso para alcanzar el pH
deseado de aproximadamente 6,0 a 12,0, y preferentemente de entre
aproximadamente 8,0 hasta aproximadamente 9,0. Se pueden añadir
otros compuestos para controlar o ajustar el pH como compuestos
bases y/o ácidos, es decir, NaOH, KOH o NH_{4}OH, y ácidos
minerales u orgánicos, es decir, HCl, H_{2}SO_{4}, o
ácido acético, o agentes tamponantes tales como boratos, para
mantener el pH en el rango de aproximadamente 8,5 a 9,0.
Cualquier antiespumante adecuado, bien conocido
en la materia, es conveniente para las presentes formulaciones. Los
antiespumantes adecuados incluyen, por ejemplo, PLURONIC®
L-61 no iónico (disponible en el mercado por BASF®
Corporation) o PATCOTE® 415 antiespumante líquido (disponible en el
mercado por Pateo Specialty Chemicals División, American Ingredients
Company). El antiespumante puede estar presente en una cantidad de
aproximadamente 10,0 por ciento en peso, y más preferiblemente
presente en una cantidad de aproximadamente 0,001 a aproximadamente
10,0 por ciento en peso, y mayormente preferida es una cantidad de
aproximadamente 0,01 hasta aproximadamente 0,05 por ciento en
peso.
Se pueden añadir otros aditivos tales como
agentes de depósitos salinos, colorantes, agentes tamponantes o
biocidas a la solución anticongelante/refrigerante.
La combinación anterior de un ácido carboxílico
seleccionado y silicatos estabilizados ("siloxano"), en
combinación con inhibidores es especialmente adecuada para la
protección contra la corrosión del aluminio en contacto con un
sistema acuoso con el fin de proporcionar una protección contra la
erosión y corrosión por cavitación, o bombas de agua de aluminio en
una composición anticongelante de larga duración proporcionando una
protección adicional en comparación con otras composiciones a base
de silicatos y silicatos estabilizados sin la adición del ácido
carboxílico alifático. Opcionalmente se añaden otros inhibidores de
la corrosión al líquido acuoso que exhiben una sinergia entre sí y
en combinación con los componentes de siloxano/ácido orgánico.
La combinación de inhibidores de corrosión
útiles en la inhibición de la erosión y corrosión por cavitación de
las bombas de agua de aluminio es generalmente eficaz en un medio
corrosivo acuoso básico. Por ejemplo, los inhibidores de la
corrosión de la invención son útiles en composiciones
anticongelantes acuosas a base de alcohol que generalmente se
mantienen a un pH igual o superior a por lo menos 6, y
preferiblemente cerca de 7 a 11. Los inhibidores de la corrosión de
la invención son también útiles en los medios de transferencia más
utilizados en las torres de refrigeración.
Los concentrados de anticongelante de la
invención se preparan disolviendo primero en una mezcla de agua y
alcohol (preferiblemente de etilenoglicol en combinación con
dietilenoglicol) un ácido carboxílico monobásico alifático y un
silicato soluble en agua, un organosiloxano, preferiblemente un
fosfonato siloxano, o un sulfonato siloxano, y un molibdato,
tungsteno o selenato de metal alcalino. Posteriormente, la
composición se hace básica mediante la adición de hidróxido de sodio
o de potasio. Cuando también se requiere la protección contra la
corrosión del cobre y aleaciones que contengan cobre, además de
aluminio en contacto con los concentrados de anticongelante acuosos
de la invención, se añade generalmente un azol de metal alcalino tal
como un mercaptobenzotiozol de potasio o toliltriazol de sodio como
una solución acuosa al 50 por ciento. Opcionalmente se utiliza un
agente antiespumante que puede ser un aducto de polioxietileno de
baja formación de espuma de una base de polioxipropileno hidrófobo
que tenga un peso molecular de alrededor de 1750, donde el contenido
de oxictileno es de aproximadamente 10 por ciento en peso de la
molécula. Se pueden utilizar los agentes activos surfactantes no
iónicos de baja formación de espuma adicionales que se divulgan en
las patentes US 3,340,309; 3,504,041; 3,770,701 y 2,425,755. Las
descripciones de los agentes activos surfactantes no iónicos de baja
formación de espuma de las patentes de EE.UU. mencionadas arriba se
incorporan a la presente memoria como referencia. La composición
concentrada de anticongelante resultante se puede diluir con agua
según la práctica del estado de la técnica para producir un líquido
anticongelante o medio de transferencia de calor que tenga el punto
de congelación deseado. Como regla general, el concentrado de
anticongelante utilizado para preparar el refrigerante puede ser
diluido con aproximadamente 1 a 3 volúmenes de agua para llegar al
líquido refrigerante que se hace circular en el sistema de
refrigeración del motor o en una torre de refrigeración. Se pueden
añadir cantidades más pequeñas o más grandes de agua según sea
necesario para anular la congelación del refrigerante.
Con el fin de obtener la resistencia deseada a
la erosión y corrosión por cavitación de las bombas de agua de
aluminio en contacto con líquidos acuosos conteniendo un inhibidor
de la corrosión de un metal con un copolímero de siloxano- silicato,
es necesario establecer las cantidades requeridas de un molibdato,
un tungstato o un selenato en las cantidades especificadas
anteriormente.
La fórmula siguiente es un refrigerante a base
de ácido carboxílico alifático monobásico utilizando nitrito para
evitar la cavitación de las camisas de cilindros.
Dado que los motores diesel tienen un sistema de
refrigeración de gran tamaño, es una práctica común reinhibir el
refrigerante en lugar de cambiarlo. En la tabla 2 se indica una
fórmula de reinhibición, la Composición B, para usar con la
Composición A anterior como sigue:
El concentrado de reinhibición, Composición B,
se añadiría con una proporción de aproximadamente 1 parte a
aproximadamente 50 partes del refrigentante de la Composición A
diluido gastado.
Aunque la Composición B está formulada para
usarla como una fórmula de reinhibición con la Composición A, la
Composición B se puede utilizar también con otros refrigerantes.
Las pérdidas de peso en la tabla 3 se expresan
en miligramos por cupón. Las ganancias de peso se registran como una
pérdida de peso cero.
En la Tabla 1, la formulación "A" es la
forma de realización preferida de la invención, se basa en la
formulación de A2, las cuales pasan los requisitos de la prueba ASTM
D2809, que es el método de prueba estándar para las características
de corrosión y erosión por cavitación de las bombas de aluminio con
refrigerantes de motores. La formulación A1, sin embargo, no pasa la
prueba con una calificación de 5 en una escala del 1 al 10 siendo 10
el mejor y superándola con 8 o superior. La formulación A1 utiliza
la formulación de bajo rendimiento A2 y añade nitrito y nitrato
solamente. Estos componentes, que son necesarios para la formulación
de un refrigerante adecuado para motor diesel, degradan la
protección de la cavitación del aluminio. Con el fin de restablecer
el equilibrio en la formulación, es necesario añadir silicato,
siloxano, o un silicato estabilizado y aumentar la concentración de
molibdato según lo dispuesto en la Composición A. Estos resultados
son inesperados y sorprendentes por el hecho de que la adición de
silicato, siloxano o silicato estabilizado es necesaria para
restaurar las características de rendimiento óptimo de la
fórmula.
En la prueba ASTM D 1384, que es el método de
prueba estándar para la prueba de corrosión para refrigerantes de
motores en productos de cristal, las tres formulaciones superaron el
buen rendimiento sugerido. Esto se muestra en la tabla 4.
La prueba es un tipo de selección y está
enfocada en la proporción de la formulación. Los resultados acentúan
aún más el comportamiento de cavitación sorprendente e inesperado
hallado en la prueba ASTM D2809.
\vskip1.000000\baselineskip
- \bullet US 4717495 A [0006]
- \bullet US 4354002 A [0042] [0059]
- \bullet US 4548787 A [0006]
- \bullet US 4362644 A [0042] [0059]
- \bullet US 4404113 A [0006]
- \bullet US 4370255 A [0042] [0059]
- \bullet US 4440721 A [0007]
- \bullet US 3341469 A [0059]
- \bullet US 4647392 A [0009]
- \bullet US 3337496 A [0059]
- \bullet US 4946616 A [0009]
- \bullet US 3312622 A [0059]
- \bullet US 4587028 A [0009]
- \bullet US 3198820 A [0059]
- \bullet US 4382008 A [0009]
- \bullet US 3203969 A [0059]
- \bullet US 5366651 A [0010]
- \bullet US 3248329 A [0059]
- \bullet US 5269956 A [0014]
- \bullet US 4093641 A [0059]
- \bullet US 4402847 A [0014]
- \bullet US 3340309 A [0067]
- \bullet US 4725405 A [0014]
- \bullet US 3504041 A [0067]
- \bullet US 4728452 A [0014]
- \bullet US 3770701 A [0067]
- \bullet DE 1950676 [0014]
- \bullet US 2425755 A [0067]
Claims (12)
1. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico que comprende:
- a.
- una cantidad grande de un depresor del punto de congelación del alcohol líquido soluble en agua;
- b.
- de 0,1 a 10,0 por ciento en peso de un compuesto de ácido carboxílico monobásico o la sal de metal alcalino del mismo;
- c.
- una sal de nitrato, que es por lo menos una seleccionada del grupo consistente en nitrato de sodio, nitrato de potasio, nitrato de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de litio y combinaciones de los mismos en una cantidad de 0,01 a 10,0 por ciento en peso;
- d.
- una sal de nitrito que es por lo menos una seleccionada del grupo consistente en nitrito de sodio, nitrito de potasio, nitrito de magnesio, nitrito de calcio, nitrito de litio y combinaciones de los mismos en una cantidad de 0,001 a 10,0 por ciento en peso;
- e.
- de 0,01 a 5,0 por ciento en peso de un compuesto de azol seleccionado del grupo consistente en tolitriazol, hidrocarbil-triazol, benzotriazol, mercaptobenzotizol, pirazoles, isooxazoles, isotiazoles, tiazoles, sales de tiadiazol, 1,2,3-benzotriazol, 1,2,3-toliltriazol, 2-mercaptobenzotiazol de sodio y combinaciones de los mismos; y
- f.
- de 0,001 a cerca de 5,0 por ciento en peso de un compuesto de molibdato;
- g.
- un copolímero de silicona-silicato en una cantidad de 0,01 a 10,0 por ciento en peso, y
- h.
- de 0,001 a 5,0 por ciento en peso de una polivinilpirrolidona.
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2. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, dicho compuesto de ácido
carboxílico monobásico lineal comprendiendo un ácido monobásico
alifático o la sal de metal alcalino del mismo.
3. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, en la que dicho ácido
monocarboxílico es seleccionado del grupo formado por ácido
hexanoico, heptanoico, isoheptanoico, octanoico,
2-etilhexanoico, nonanoico, decanoico, undecanoico,
dodecanoico, neodecanoico, y/o combinaciones de los mismos.
4. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, en la que dicha cantidad
grande de depresor del punto de congelación del alcohol líquido
soluble en agua es seleccionado del grupo consistente en
etilenoglicol, dietilenoglicol, propilenoglicol, dipropilenoglicol,
alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico y alcohol
isopropílico, y sus combinaciones.
5. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, en la que dicho compuesto de
molibdato es seleccionado del grupo consistente en molibdato de
sodio, molibdato de potasio, molibdato de litio, molibdato de
amonio, dimolibdato de amonio, heptamolibdato de amonio, dihidrato
de molibdato de sodio, trioxina de molibdeno, heteropolimolibdatos,
dihidrato de sal disódica de ácido molíbdico, molibdato de sodio
2H_{2}O, trióxido de molibdeno, silicoheteropolimolibdatos y
fosforoheteropolimolibdatos.
6. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, en la que dicho compuesto
azol está presente en una cantidad de entre 0,01 a 1,0 por ciento en
peso.
7. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, en la que dicho compuesto de
molibdato está presente en una cantidad de entre 0.001 a 1,0 por
ciento en peso.
8. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, en la que se utiliza un
hidróxido de metal alcalino o hidróxido de amonio para formar la sal
monobásica de los grupos de ácido que consisten en ácido hexanoico,
heptanoico, isoheptanoico, octanoico,
2-etilhexanoico, nonanoico, decanoico, undecanoico,
dodecanoico, neodecanoico, y/o combinaciones de los mismos.
9. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1 incluyendo una cantidad de un
antiespumante en una cantidad de entre 0,001 a 10,0 por ciento en
peso.
10. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1 que incluye un colorante.
11. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1, que incluye un agente tampón
comprendiendo un hidróxido de potasio a una concentración del 45 por
ciento en un rango que va desde el 0,5 hasta el 10,0 por ciento en
peso.
12. Composición anticongelante a base de ácido
monocarboxílico de la reivindicación 1 que incluye un agente
biocida.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12190499P | 1999-02-26 | 1999-02-26 | |
| US121904P | 1999-02-26 | ||
| WOUS99/11324 | 1999-05-21 | ||
| US422596 | 1999-10-21 | ||
| US510880 | 2000-02-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2358575T3 true ES2358575T3 (es) | 2011-05-11 |
Family
ID=43426115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00913616T Expired - Lifetime ES2358575T3 (es) | 1999-02-26 | 2000-02-25 | Composición anticongelante a base de ácido monocarboxilico para motores diesel. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE60045442D1 (es) |
| ES (1) | ES2358575T3 (es) |
-
2000
- 2000-02-25 DE DE60045442T patent/DE60045442D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-25 ES ES00913616T patent/ES2358575T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60045442D1 (de) | 2011-02-10 |
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