ES2833288T3 - Composición refrigerante para motores de operación extendida - Google Patents

Composición refrigerante para motores de operación extendida Download PDF

Info

Publication number
ES2833288T3
ES2833288T3 ES14735065T ES14735065T ES2833288T3 ES 2833288 T3 ES2833288 T3 ES 2833288T3 ES 14735065 T ES14735065 T ES 14735065T ES 14735065 T ES14735065 T ES 14735065T ES 2833288 T3 ES2833288 T3 ES 2833288T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
acid
weight
trimethylhexanoic
composition
composition according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES14735065T
Other languages
English (en)
Inventor
David Turcotte
Ladislaus Meszaros
David Embaugh
Gefei Wu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valvoline Licensing and Intellectual Property LLC
Original Assignee
Valvoline Licensing and Intellectual Property LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valvoline Licensing and Intellectual Property LLC filed Critical Valvoline Licensing and Intellectual Property LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2833288T3 publication Critical patent/ES2833288T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/20—Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/12—Oxygen-containing compounds
    • C23F11/124—Carboxylic acids
    • C23F11/126—Aliphatic acids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)

Abstract

Una composición refrigerante para motores que comprende: - entre 85 % en peso y 95 % en peso de líquido refrigerante basado en glicol; - entre 0,1 % en peso y 10 % en peso de un primer componente de carboxilo seleccionado del grupo que consiste en ácidos dibásicos alifáticos o sus sales que tienen entre cinco y 13 carbonos, y sus mezclas; - entre 0,01 % en peso y 1 % en peso de ácido isononanoico o su sal; y - por lo menos un ácido inorgánico o su sal como inhibidor de corrosión, seleccionado del grupo que consiste en molibdatos, fosfatos y sus combinaciones; en donde la composición excluye ácido nitroso o sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio.

Description

DESCRIPCIÓN
Composición refrigerante para motores de operación extendida
Referencia cruzada con solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica el beneficio y la prioridad de la solicitud no provisional en trámite con núm. de serie 13/916.141, presentada el 12 de junio de 2013.
Campo de la invención
La invención se refiere en general a composiciones refrigerantes para motores con actividad operativa extendida.
Antecedentes de la invención
Una composición refrigerante introducida en el sistema refrigerante de un motor diésel tiene como fin transportar en forma reproducible el calor de componentes que generan calor dentro del motor hacia una porción refrigerante dentro del sistema, y luego reciclarse continuamente a través del motor durante la operación. La composición refrigerante no se ve afectada por las altas temperaturas que se encuentran dentro del sistema de refrigeración, ni se modifica químicamente como consecuencia de ser reciclada en el sistema. Además, la composición refrigerante ayuda a proteger las partes metálicas contra los efectos de la corrosión que se hallarían en el entorno del sistema refrigerante cuando el motor no estuviese activo.
La composición refrigerante debe por lo tanto cumplir una serie de funciones dentro del sistema refrigerante para desempeñarse satisfactoriamente. Debe tener una conductividad térmica suficientemente alta para poder absorber calor, pero ser lo suficientemente estable como para no descomponerse ni cambiar en composición química durante la operación del motor. A su vez, ya que el interior del sistema refrigerante contiene componentes metálicos de diferentes composiciones como hierro, bronce, estaño, aluminio y acero, el refrigerante no debe verse afectado por los metales y debe ser capaz de proteger los metales en este entorno contra degradación. Además, la composición refrigerante debe ser capaz de proporcionar su función de absorción de calor y protección durante un periodo de tiempo extenso.
Los glicoles se han utilizado durante mucho tiempo en composiciones refrigerantes como el componente refrigerante y el componente primario de depresión del punto de congelación. Dependiendo del intervalo de temperatura del entorno interno en el que opera el motor, se pueden añadir típicamente cantidades variables de agua para extender la composición refrigerante. En consecuencia, el usuario puede diluir la composición refrigerante según sea necesario para obtener la protección deseada contra altas o bajas temperaturas bajo las condiciones de trabajo esperadas. Se ha de observar, no obstante, que se necesita protección contra la corrosión de las partes internas del sistema refrigerante durante todo el intervalo de dilución de la composición refrigerante.
El documento EP 0479470 describe una composición anticongelante con características que inhiben la corrosión. La composición contiene una porción mayor de un depresor del punto de congelación de alcohol líquido con una porción menor de por lo menos un ácido carboxílico que generalmente se considera que tiene una estructura de tipo neo. Opcionalmente se pueden incluir inhibidores de corrosión convencionales, como ciertas sales de metales alcalinos; y/o por lo menos un ácido dibásico alifático o su sal.
El documento US 6.413.445 describe un concentrado anticongelante con por lo menos un alcohol miscible en agua como depresor del punto de congelación, por lo menos un inhibidor de corrosión y por lo menos un compuesto aromático mono o policíclico con por lo menos un grupo hidroxilo y una gran capacidad tampón en el intervalo de pH de aproximadamente 6 a 10, como donante de alcalinidad de reserva.
Ciertos componentes de la composición refrigerante pueden también requerir un ajuste de la concentración, un ajuste de la composición, o ambos, en respuesta a la naturaleza y cantidad de los componentes metálicos en el sistema refrigerante. Por lo tanto, los motores que incorporan niveles superiores de partes que contienen aluminio deben utilizar composiciones refrigerantes que proporcionan protección contra corrosión para componentes de aluminio. Alternativamente, si el sistema refrigerante incorpora principal o exclusivamente hierro o metales que contienen hierro, los componentes de protección contra corrosión pueden diferir en concentración, composición o ambas, para minimizar la composición refrigerante durante su ciclo de trabajo para uso con estos metales.
En el caso de sistemas refrigerantes de hierro fundido típicamente utilizados en conexión con motores diésel, las picaduras de la superficie metálica en contacto con la composición refrigerante representan un problema. En motores diésel encamisados, las picaduras de las camisas de cilindro del motor representan un problema importante. Estas camisas del motor están hechas de hierro fundido, y tradicionalmente dependen de la presencia de nitrito de sodio en la composición refrigerante para prevenir o minimizar las picaduras de la superficie de la camisa. En una composición refrigerante para uso con motores diésel, el nitrito de sodio se consume a medida que protege las superficies de hierro, en donde a menudo se oxida a nitrato de sodio. Asimismo, el nitrito de sodio en la composición refrigerante tiende a actuar agresivamente en cualquier superficie de aluminio o estaño dentro del sistema refrigerante. En consecuencia, la concentración de nitrito en la composición refrigerante debe ser cautelosamente controlada para equilibrar el efecto protector en las superficies de hierro con los efectos corrosivos en los otros componentes del sistema. Para evaluar si la concentración de nitrito permanece dentro de límites definidos para una aplicación del sistema refrigerante particular, el refrigerante puede aplicarse a tiras reactivas comerciales. Los productos de tiras reactivas representativos están disponibles como Acustrip® CTS-3 de Acustrip, P.O. Box 413, Mountain Lakes, NJ 07046 o como Fleetguard® Coolant Test Strips de Cummins Filtration, 1200 Fleetguard Road, Cookeville, TN 38506.
Incluso si el nitrito está correctamente balanceado, la disminución de este componente es una función del tiempo y la temperatura que típicamente varían con la vida útil y el ciclo de trabajo del motor. Aunque se introducen otros componentes en la composición refrigerante para eliminar o minimizar el efecto de corrosión sobre las distintas superficies metálicas en el sistema refrigerante, el componente de nitrito de sodio en general es único en su capacidad de controlar picaduras en las superficies de hierro del sistema refrigerante. Como tal, la disminución del nitrito en la composición refrigerante puede comprometer la capacidad de la composición refrigerante de proteger contra corrosión.
Compendio de la invención
La presente invención aborda la cuestión de la extinción del nitrito en la composición refrigerante, proporcionando una composición refrigerante que incluye ácido isononanoico en una concentración eficaz para desempeñar la función de inhibición de corrosión de nitrito en sistemas refrigerantes que contienen hierro, tal como en motores diésel. Como consecuencia, el nitrito, o bien como el ácido o como una sal de metal alcalino, alcalino térreo o amonio, típicamente como nitrito de sodio, no necesita incorporarse en la composición refrigerante. La composición refrigerante de la invención utiliza 85-95% en peso de un líquido refrigerante basado en glicol, como, aunque sin limitarse a ello, etilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol y combinaciones de estos. Además, se pueden emplear glicoléteres como el líquido refrigerante solo o en combinación con los glicoles antes mencionados. Los glicoléteres incluyen metil, etil, propil y butil éteres de etilenglicol, y mezclas de estos. También se puede emplear glicerina como líquido refrigerante.
Otros componentes para la composición refrigerante para uso en sistemas refrigerantes que contienen hierro pueden incluir una disolución acuosa de metal alcalino, alcalino térreo, o hidróxido de amonio, típicamente hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o sus combinaciones como inhibidor de corrosión; ácidos dicarboxílicos C5-C13 de cadena corta o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio, como inhibidor de corrosión; y otros inhibidores de corrosión tales como azoles, nitratos, silicatos, molibdatos y fosfatos, típicamente presentes como la sal de metal alcalino, alcalino térreo o amonio, usualmente la sal de sodio o potasio. A su vez, se pueden incorporar aditivos a la composición refrigerante, como tintes, sustancias químicas que aportan sabor amargo y antiespumantes.
La composición refrigerante de la invención utiliza ácido isononanoico como reemplazo para nitrito de sodio como inhibidor de hierro en la composición refrigerante. El ácido isononanoico proporciona excelente protección contra picaduras en un sistema refrigerante que contiene hierro, como en los motores diésel, pero además no se degrada ni se consume con el transcurso del tiempo en el entorno del sistema refrigerante. En consecuencia, en comparación con una composición que contiene nitrito de sodio, los porcentajes relativos de los componentes inhibidores de corrosión de la composición refrigerante no cambian, ni los inhibidores de corrosión, en caso de que necesiten estar balanceados, no necesitan estarlo en la misma medida. Además, la composición no requiere análisis químicos periódicos, como la verificación con tiras reactivas para evaluar los niveles de nitrito con posible suplementación de ácido nitroso o sus sales alcalinas, alcalinas térreas o de amonio. En comparación, la necesidad de suplementar el aditivo de ácido isononanoico se minimiza durante el ciclo de trabajo de la composición refrigerante. Asimismo, la composición que contiene ácido isononanoico en lugar de nitrito de sodio también ofrece protección contra corrosión en las otras superficies metálicas en el sistema refrigerante, como aluminio, bronce y estaño. A su vez, en general se considera que el ácido isononanoico tiene una toxicidad inferior en relación al nitrito de sodio.
Descripción detallada de la invención
La invención se refiere a una composición refrigerante para motores de acuerdo con la reivindicación 1.
El líquido refrigerante basado en glicol está presente en la composición refrigerante para motores en una concentración en peso de 85% a 95%. Además, el primer componente carboxilo está presente en una concentración en peso entre 0,1% y 10%. En una realización alternativa, el primer componente carboxilo está presente en una concentración en peso entre 0,1% y aproximadamente 6%. En una realización preferida, el primer componente carboxilo está presente en una concentración en peso entre aproximadamente 4% y aproximadamente 6%. A su vez, el ácido isononanoico está presente en la composición refrigerante para motores en una concentración en peso entre 0,01% y 1%. En una realización preferida, el ácido isononanoico está presente en una concentración en peso entre aproximadamente 0,25% y 1%.
El líquido refrigerante primario en la composición refrigerante es un glicol, típicamente etilenglicol, propilenglicol y dietilenglicol, o mezclas de estos. Adicionalmente, se pueden usar glicoléteres y glicerina como el líquido refrigerante, solos o en combinación con los glicoles antes mencionados. Los glicoléteres incluyen metil, etil, propil y butil éteres de etilenglicol, y mezclas de estos. Además, también está presente agua en la composición refrigerante. Un volumen mínimo de agua está presente como resultado de introducir, por ejemplo, hidróxido de sodio o hidróxido de potasio en la composición refrigerante en la forma de una disolución de metal alcalino, alcalino térreo o hidróxido de amonio para control de la corrosión y el pH. Si el intervalo de temperatura de la composición refrigerante permite la incorporación de agua adicional necesaria para extender el glicol y obtener el límite de depresión del punto de congelamiento deseado, el líquido refrigerante puede estar comprendido no solamente por los materiales de glicol y glicoléter antes mencionados, sino también incluir agua como un componente.
El primer componente carboxilo en la composición refrigerante para motores consiste en ácidos dibásicos alifáticos o sales de estos que tienen entre 5 y 13 carbonos. Los ácidos dibásicos alifáticos ilustrativos incluyen ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido undecanedioico y ácido dodecanodioico. En una realización preferida, el primer componente carboxilo es por lo menos un ácido adípico, ácido sebácico y ácido dodecanodioico.
El componente de ácido isononanoico ofrece protección contra picaduras en las superficies de hierro en el entorno del sistema refrigerante. Además de esta capacidad, el ácido isononanoico, que tiene un punto de ebullición de más de 200°C, por consiguiente, probablemente no se volatilizará del entorno del sistema refrigerante durante la operación del motor diésel. La estabilidad relativa del ácido isononanoico para modificación química también lo convierte en un material que probablemente no se degradará en el entorno del sistema refrigerante. Por ende, si bien bajo las condiciones de pH de la composición refrigerante el ácido puede estar presente como una sal, típicamente sal de sodio o potasio, el material permanecerá en el sistema refrigerante en una concentración eficaz para reducir picaduras en un motor durante la vida útil de la composición refrigerante.
Tal como se emplea en la presente memoria, el ácido isononanoico se refiere a uno o más ácidos carboxílicos alifáticos de cadena ramificada con 9 átomos de carbono. Las realizaciones de ácido isononanoico utilizadas en la composición refrigerante para motores pueden incluir ácido 7-metiloctanoico (p. ej., CAS núm. 693-19-6 y 26896-18-4), ácido 6,6-dimetilheptanoico (p. ej., CAS núm. 15898-92-7), ácido 3,5,5-trimetilhexanoico (p. ej., CAS núm. 3302-10-1), ácido 3,4,5-trimetilhexanoico, ácido 2,5,5-trimetilhexanoico, ácido 2,2,4,4-tetrametilpentanoico (p. ej., CAS núm. 3302-12-3) y sus combinaciones. En una realización, el ácido isononanoico tiene como su componente principal más de 90% de uno de ácido 7-metiloctanoico, ácido 6,6-dimetilheptanoico, ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, ácido 3,4,5-trimetilhexanoico, ácido 2,5,5-trimetilhexanoico y ácido 2,2,4,4-tetrametilpentanoico. El balance del ácido isononanoico puede incluir otros nueve isómeros de ácido carboxílico y cantidades menores de uno o más contaminantes. En una realización preferida, el ácido isononanoico tiene como su componente principal más de 90% de ácido 3,5,5-trimetilhexanoico e incluso más preferiblemente, el componente principal es más de 95% ácido 3,5,5-trimetilhexanoico.
Además del componente de ácido isononanoico, la composición puede incluir inhibidores de corrosión de metales adicionales. En este entorno, dichos materiales serían principalmente inhibidores contra corrosión del hierro. Los inhibidores de corrosión incluyen metales alcalinos, metales alcalinos térreos e hidróxidos de amonio, como hidróxido de sodio e hidróxido de potasio. Típicamente, estos hidróxidos se introducen en la composición como disolución al 50% (peso/peso) en agua y se proveen en la composición refrigerante para motores final en una concentración en el intervalo de aproximadamente 3% en peso a aproximadamente 5% en peso de la disolución al 50% (peso/peso) en agua. En general, se usa suficiente disolución de hidróxido como para generar un pH alcalino en la composición refrigerante.
Los compuestos de metales de transición también se utilizan para inhibir la corrosión en las formulaciones de la presente invención. Los compuestos de metales de transición solubles en agua tales como molibdato soluble en agua, que se prefiere para uso en sistemas acuosos de la presente invención, pueden ser cualquier sal de ácido molíbdico (H2MoO4) que es fácilmente soluble en agua. Estos incluyen molibdatos de metales alcalino térreos tales como molibdato de amonio, todos denominados en este documento "molibdato alcalino". Los ejemplos de molibdatos alcalinos y otros molibdatos útiles son molibdato de sodio, molibdato de potasio, molibdato de litio, trióxido de molibdeno, molibdatos de amonio como dimolibdato de amonio y heptamolibdato de amonio, heteropolimolibdatos tales como silicoheteropolimolibdatos y fosforoheteropolimolibdatos, y mezclas de estos. Otros compuestos de metales de transición compatibles se pueden usar solos o combinados, incluidos por ejemplo compuestos que contienen cobalto, cerio, sus mezclas y similares, además de tungstatos y vanadatos. Además, se puede usar cualquier sal de estos compuestos de metales de transición, incluidas aquellas que contienen sodio, potasio, litio, calcio, magnesio y similares. El compuesto de metal de transición más preferido es molibdato sódico. El compuesto de metal de transición se emplea en la composición refrigerante en cantidades como para proporcionar aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 5000 ppm del compuesto de metal de transición en la formulación refrigerante para motores final.
Los compuestos azol están presentes en la formulación, en la forma de una sal, para inhibir la corrosión de metal amarillo de tipo cobre y bronce. Los termostatos y tapas de radiadores de bronce son comunes en motores automotrices, así como también los radiadores de cobre y bronce. En una realización, el compuesto azol comprende por lo menos tres átomos de nitrógeno. El hidrocarbil triazol es preferiblemente un triazol aromático o triazol aromático sustituido con alquilo, preferiblemente benzotriazol o toliltriazol (típicamente una mezcla de 4-metilbenzotriazol y 5-metilbenzotriazol). El hidrocarbil triazol preferido es toliltriazol. El compuesto azol que proporciona protección para cobre y bronce de la corrosión se puede seleccionar entre triazoles solubles en agua, pirazoles, isooxazoles, isotiazoles, tiazoles, tiadiazoles y similares. En general, se usan las sales de metal alcalino de los compuestos azol. Los compuestos azol preferidos específicos incluyen sales de 1, 2, 3-benzotriazol y 1, 2, 3-toliltriazol, que suelen reaccionar con materiales básicos en la composición para formar las sales de azol.
Se contempla que determinados azoles tales como 2-mercaptobencimidazol sódico e imidazol sódico definen azoles sustituidos e insustituidos que contienen dos átomos de nitrógeno que proporcionan una molécula de azol activa para combinar con hidrógeno a fin de proporcionar una capacidad neutralizante o tampón cuando se utilizan con un ácido carboxílico. Los hidrocarbil triazoles utilizados en realizaciones de la invención contienen tres moléculas de nitrógeno y pueden estar más sustituidos y por lo tanto menos activos que el imidazol de dos nitrógenos, y en consecuencia ser menos corrosivos para los componentes y sellos del motor. Las sales de los compuestos azol seleccionados menos activas y más estables en la presente formulación son por lo tanto importantes como inhibidores de corrosión para proteger metal amarillo. En la composición refrigerante que se usa en el motor diésel, el componente de azol está presente en una concentración de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 10%, o alternativamente de aproximadamente 0,05% a aproximadamente 1%, lo más estrechamente de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 0,5%, con todos los porcentajes en peso.
El aditivo refrigerante para motores puede opcionalmente incluir un agente antiespumante. Cualquier antiespumante adecuado, conocido en la técnica, es adecuado para las presentes formulaciones. Los antiespumantes adecuados incluyen, por ejemplo, un polialquilenglicol que contiene polidimetilsiloxano organomodificado, copolímero de siloxano y óxido de polialquileno, y óxido de polialquileno. Dichos antiespumantes se comercializan como Silbreak® 320 (de Momentive Performance Materials, Inc., Friendly, West Virginia, y se identifican como polidimetilsiloxano organomodificado), Plurafac® LF 224 (comercializado por BASF Corporation, Florham Park, Nueva Jersey, e identificado como un tensioactivo no iónico de baja espuma, incluidos alcoholes alcoxilados, predominantemente grasos no ramificados, que contienen óxidos de alqueno superiores además de óxido de etileno), tensioactivo no iónico PLURONIC® L-61 (comercializado por BASF Corporation e identificado como copolímero de bloques de óxido de etileno/óxido de propileno) o antiespumante líquido PATCOTE® 415 (comercializado por Patco Specialty Chemicals Division, American Ingredients Company, Kansas City, Missouri, e identificado como un antiespumante líquido no de silicona). El antiespumante puede estar presente en el aditivo refrigerante en una cantidad hasta aproximadamente 1% en peso y preferiblemente está presente en una cantidad de aproximadamente 0,001% en peso a aproximadamente 0,75% en peso y más preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,003% en peso a aproximadamente 0,5% en peso, y lo más preferiblemente en una cantidad de aproximadamente 0,005% a aproximadamente 0,1% en peso de la composición refrigerante.
Otros componentes como agentes de sabor amargo, tintes, marcadores o biocidas pueden además añadirse en forma opcional directamente al líquido refrigerante, y en general están disponibles.
Se prefieren etilenglicol o propilenglicol como el depresor del punto de congelación y especialmente las mezclas comercialmente disponibles que contienen en gran medida etilenglicol y una pequeña cantidad de dietilenglicol. La mezcla comercial preferiblemente contiene por lo menos aproximadamente 85% a aproximadamente 95% en peso de etilenglicol, en donde el resto es dietilenglicol y cantidades pequeñas de sustancias que están incidentalmente presentes, tales como agua.
También se describe en este documento un método para impartir inhibición de la corrosión a una composición refrigerante para uso en un sistema refrigerante que incluye componentes de hierro, en donde el inhibidor de la corrosión no requiere suplementación periódica. El componente de hierro puede incluir aleaciones de acero, aleaciones de hierro fundido y combinaciones de aleaciones de acero y hierro fundido. Un componente de aleación de hierro fundido ilustrativo es una camisa de cilindro húmeda utilizada en motores de combustión interna. Durante el uso, dichas camisas se exponen a temperaturas elevadas por la fricción y combustión que ocurre en el cilindro de la camisa mientras por lo menos una porción del cuerpo exterior está en contacto con la composición refrigerante del motor. El entorno operativo de dichas camisas de cilindro requiere la inhibición de la corrosión eficaz constante en la composición refrigerante del motor. Dicha inhibición de las camisas húmedas y otros componentes que contienen hierro de los sistemas refrigerantes se obtiene mediante la introducción de ácido isononanoico o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio en la composición refrigerante del motor en una cantidad eficaz para reducir picaduras. Las picaduras se reducen hasta un nivel suficiente para pasar la prueba de picaduras de motores ASTM D 7583-09 en ausencia de ácidos nitrosos y sus sales. Si bien las camisas húmedas se analizan particularmente en este documento, la presente composición refrigerante para motores proporciona inhibición de la corrosión eficaz a otros componentes que contienen metales ferrosos, como bloques para motores de hierro fundido, cabezas de cilindros y carcazas de bombas.
Los siguientes ejemplos detallados ilustran la práctica de la invención en una forma de realización, permitiendo de este modo que un experto en la materia ponga en práctica la invención. Los principios de la presente invención, sus parámetros operativos y otras modificaciones obvias se pueden entender en vista del siguiente procedimiento detallado.
Tabla 1: Comparación de paquetes de inhibición de la corrosión del hierro
Figure imgf000006_0001
La Tabla 1 anterior expone varios ejemplos de composiciones refrigerantes. El Ejemplo A contiene ácido isononanoico para protección del hierro y se usa como reemplazo de nitrito de sodio. El ácido isononanoico incluye una mezcla de ácidos carboxílicos de cadena ramificada con 9 átomos de carbono, en donde aproximadamente 88% a aproximadamente 99% de la mezcla consiste en ácido 3,5,5-trimetilhexanoico. El etilenglicol se incluye como líquido refrigerante, con propiedades depresoras del punto de congelación. La disolución al 50% de hidróxido sódico en agua, el ácido adípico y el ácido sebácico contribuyen a proporcionar inhibición de la corrosión. El ácido isononanoico, y alternativamente el nitrito de sodio, contribuyen a inhibir la corrosión en superficies de hierro. La entrada de "otros inhibidores y aditivos de metales" abarcan toliltriazol sódico, nitrato sódico, silicato sódico, molibdato sódico, un tinte y un antiespumante.
El Ejemplo B no contiene ni nitrito de sodio ni ácido isononanoico, aunque incluye una mezcla alcalina de ácido dicarboxílico. En relación al Ejemplo A, la única diferencia en la composición es la ausencia de ácido isononanoico.
El Ejemplo C incluye nitrito de sodio como un componente, pero no está presente el ácido isononanoico.
Los distintos ejemplos se pueden producir por adición simple de los distintos componentes en un recipiente abierto con agitación mecánica. Se recomienda que el líquido refrigerante se introduzca en el recipiente primero, pero el orden de adición del resto de los materiales puede variar según se desee.
Los tres ejemplos de la Tabla 1 se ensayaron de conformidad con ASTM D 7583-09, una prueba de picaduras de motores de hierro también conocida como Prueba de Cavitación (Picaduras) Refrigerante de Motores John Deere (John Deere Engine Coolant Cavitation (Pitting). Una formulación que pasa la prueba proporciona un resultado de la prueba de 200 picaduras o menos. No obstante, es conveniente un resultado de 100 picaduras o menos. Como se muestra en la Tabla 1, el número de picaduras de la camisa después de realizar la prueba ASTM anterior que usa la formulación del Ejemplo A que contiene ácido isononanoico fue 87, y 78 usando la fórmula que contiene nitrito de sodio del Ejemplo C. Ambos resultados de la prueba muestran menos de 100 picaduras, y ofrecerían protección superior en las condiciones de servicio más rigurosas. Comparativamente, la fórmula del Ejemplo B dio un recuento de 125 picaduras. Este resultado técnicamente pasa la prueba, aunque el resultado está muy por encima del máximo deseado de 100 picaduras que son típicas de un sistema que contiene nitrito. En consecuencia, la protección contra picaduras provista por el Ejemplo B se consideraría sospechosa bajo las condiciones de cavitación duras que se hallan en muchos motores diésel más grandes de alta potencia con camisas húmedas.
Tabla 2: Formulación de tratamiento refrigerante A (inventiva)
Figure imgf000007_0001
La Tabla 2 anterior describe una fórmula de tratamiento que contiene ácido isononanoico, con aditivos adicionales tales como inhibidores de incrustación, agentes de sabor amargo, tinte, antiespumantes e inhibidores de corrosión, y se preparó de acuerdo con el procedimiento anteriormente descrito. La fórmula que se muestra en la Tabla 2 se optimizaría para alto desempeño de aleaciones de plomo. De todos modos, se esperaría que las modificaciones de las concentraciones de los componentes individuales proporcionaran resultados aceptables al ajustar la fórmula para desempeño optimizado en relación con otros metales en el sistema refrigerante.
La disolución de hidróxido sódico al 50% identificada en las fórmulas anteriores se prepara mezclando pesos equivalentes de hidróxido sódico (100% base activa) y agua destilada o desionizada, con agitación simple, y retroadición de agua para corregir la pérdida de vapor de agua.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una composición refrigerante para motores que comprende:
- entre 85 % en peso y 95 % en peso de líquido refrigerante basado en glicol;
- entre 0,1 % en peso y 10 % en peso de un primer componente de carboxilo seleccionado del grupo que consiste en ácidos dibásicos alifáticos o sus sales que tienen entre cinco y 13 carbonos, y sus mezclas;
- entre 0,01 % en peso y 1 % en peso de ácido isononanoico o su sal; y
- por lo menos un ácido inorgánico o su sal como inhibidor de corrosión, seleccionado del grupo que consiste en molibdatos, fosfatos y sus combinaciones;
en donde la composición excluye ácido nitroso o sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio.
2. La composición según la reivindicación 1, en donde el ácido isononanoico está presente en una concentración entre 0,10 % en peso y 1 % en peso; preferiblemente entre 0,25 % en peso y 1 % en peso.
3. La composición según la reivindicación 1, en donde el ácido isononanoico se selecciona del grupo que consiste en ácido 7-metiloctanoico, ácido 6,6-dimetilheptanoico, ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, ácido 3,4,5-trimetilhexanoico, ácido 2.5.5- trimetilhexanoico, ácido 2,2,4,4-tetrametilpentanoico y combinaciones de estos.
4. La composición según la reivindicación 1, en donde más de 90 % del ácido isononanoico es uno de ácido 7-metiloctanoico, ácido 6,6-dimetilheptanoico, ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, ácido 3,4,5-trimetilhexanoico, ácido 2,5,5-trimetilhexanoico y ácido 2,2,4,4-tetrametilpentanoico; preferiblemente en donde más de 95 % del ácido isononanoico es ácido 3,5,5-trimetilhexanoico.
5. La composición según la reivindicación 1, en donde la sal de ácido inorgánico incluye
- molibdato sódico; o
- fosfato dipotásico.
6. La composición según la reivindicación 1, que comprende:
entre 0,1 % en peso y 6 % en peso del primer componente carboxilo, en donde el primer componente carboxilo se selecciona del grupo que consiste en ácidos dibásicos alifáticos o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio que tienen entre 5 y 13 carbonos, y mezclas de estos.
7. La composición según la reivindicación 6, en donde
- el primer componente carboxílico está presente en una concentración entre 4 % en peso y 6 % en peso; o - el ácido isononanoico está presente en una concentración entre 0,25 % en peso y 1 % en peso.
8. La composición según la reivindicación 6, en donde el ácido isononanoico se selecciona del grupo que consiste en ácido 7-metiloctanoico, ácido 6,6-dimetilheptanoico, ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, ácido 3,4,5-trimetilhexanoico, ácido 2.5.5- trimetilhexanoico, ácido 2,2,4,4-tetrametilpentanoico, y combinaciones de estos.
9. La composición según la reivindicación 6, en donde más de 90 % del ácido isononanoico es uno de ácido 7-metiloctanoico, ácido 6,6-dimetilheptanoico, ácido 3,5,5-trimetilhexanoico, ácido 3,4,5-trimetilhexanoico, ácido 2,5,5-trimetilhexanoico y ácido 2,2,4,4-tetrametilpentanoico; preferiblemente en donde más de 95 % del ácido isononanoico es ácido 3,5,5-trimetilhexanoico.
10. La composición según la reivindicación 1 o 6, que además incluye un azol.
11. La composición según la reivindicación 1 o 6, en donde el primer componente carboxilo es
- ácido adípico; o
- ácido sebácico; o
- ácido dodecanodioico.
12. La composición según la reivindicación 6, en donde la sal de ácido inorgánico incluye
- molibdato sódico; o
- fosfato dipotásico.
ES14735065T 2013-06-12 2014-06-09 Composición refrigerante para motores de operación extendida Active ES2833288T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/916,141 US9328278B2 (en) 2013-06-12 2013-06-12 Extended operation engine coolant composition
PCT/US2014/041527 WO2014200913A1 (en) 2013-06-12 2014-06-09 Extended operation engine coolant composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2833288T3 true ES2833288T3 (es) 2021-06-14

Family

ID=51062997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14735065T Active ES2833288T3 (es) 2013-06-12 2014-06-09 Composición refrigerante para motores de operación extendida

Country Status (21)

Country Link
US (1) US9328278B2 (es)
EP (1) EP3008147B1 (es)
CN (2) CN105339459A (es)
AR (1) AR096597A1 (es)
AU (3) AU2014278404A1 (es)
BR (1) BR112015031002B1 (es)
CA (1) CA2915042C (es)
CL (1) CL2015003582A1 (es)
CY (1) CY1123969T1 (es)
DK (1) DK3008147T3 (es)
ES (1) ES2833288T3 (es)
HK (1) HK1219495A1 (es)
HR (1) HRP20201885T1 (es)
HU (1) HUE052234T2 (es)
LT (1) LT3008147T (es)
MX (1) MX369326B (es)
PL (1) PL3008147T3 (es)
PT (1) PT3008147T (es)
RS (1) RS61212B1 (es)
SI (1) SI3008147T1 (es)
WO (1) WO2014200913A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2380943B1 (en) * 2010-04-22 2017-05-24 Gabriele Berton Fluorescent detector
CN104962243A (zh) * 2015-05-14 2015-10-07 中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所 一种泄漏提示型防腐缓蚀换热介质及其配制方法
DE102015014480A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 AMZ Holding GmbH Silikathaltiges Kühlmittelkonzentrat
WO2017189148A1 (en) * 2016-04-25 2017-11-02 Applied Materials, Inc. Coolant and a method to control the ph and resistivity of coolant used in a heat exchanger
EP4056664A1 (de) 2021-03-10 2022-09-14 Basf Se Feste kühlmittelkonzentrate und deren herstellung

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL124784C (es) 1963-02-06
DE3000687A1 (de) 1980-01-10 1981-07-16 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Kuehlerschutzmittel fuer wasserhaltige kuehlfluessigkeiten
US4647392A (en) 1985-12-27 1987-03-03 Texaco Inc. Monobasic-dibasic acid/salt antifreeze corrosion inhibitor
DE3609401A1 (de) 1986-03-20 1987-09-24 Henkel Kgaa Wasserloesliche mischungen von fettsaeure-ammonium-salzen und polyolfettsaeuren bzw. deren alkali- oder ammoniumsalzen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als korrosionsinhibitoren in waessrigen systemen
DE3708298A1 (de) 1987-03-14 1988-09-22 Basf Ag Nitrit- und phosphatfreie kuehlstoffmischungen auf glykolbasis
DE3832592A1 (de) 1988-09-24 1990-03-29 Basf Ag Nitrit- und phosphatfreie kuehlstoffmischungen auf glykolbasis
CA2051609A1 (en) 1990-10-01 1992-04-02 Jeffrey M. Burns Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition
ES2136469T3 (es) 1996-02-29 1999-11-16 Synthopol Chemie Dr Koch Nuevos poliester-polioles y su empleo como componentes poliol en barnices de poliuretano de dos componentes.
DE19625692A1 (de) * 1996-06-27 1998-01-02 Basf Ag Silikat-, borat- und nitratfreie Gefrierschutzmittelkonzentrate und diese umfassende Kühlmittelzusammensetzungen
DE19745461A1 (de) 1997-10-15 1999-04-22 Henkel Kgaa Kühlflüssigkeit zur Verwendung in Bauteilen aus Magnesium
DE19830819A1 (de) 1998-07-09 2000-01-13 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate und diese enthaltende Kühlmittelzusammensetzungen für Kühlkreisläufe in Verbrennungsmotoren
DE19930682B4 (de) 1999-07-02 2005-03-24 Clariant Gmbh Silikat-, borat- und phosphatfreie Kühlflüssigkeiten auf Basis von Glykolen mit verbessertem Korrosionsverhalten
DE10036031A1 (de) 2000-07-24 2002-02-07 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate auf Basis von Amiden und diese umfassende Kühlmittelzusammensetzungen zum Schutz von Magnesium und Magnesiumlegierungen
JP3814793B2 (ja) * 2000-07-31 2006-08-30 日本ケミカル工業株式会社 不凍液組成物
JP2002371270A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Tanikawa Yuka Kogyo Kk 不凍液
US6540934B2 (en) 2001-07-13 2003-04-01 Metss Corporation Corrosion inhibited runway deicing fluid
DE10235477A1 (de) 2002-08-02 2004-02-12 Basf Ag Glykolfreie wässrige Gefrierschutzmittel enthaltend Dicarbonsäuresalze
US20040075077A1 (en) 2002-10-21 2004-04-22 Jean-Pierre Maes Method for cooling high temperature engines
DE10313280A1 (de) 2003-03-25 2004-10-07 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate und Kühlmittelzusammensetzungen auf Basis von Polyglykolen und Amiden zum Schutz von Magnesium und dessen Legierungen
DE102004039149B4 (de) 2004-08-12 2006-12-14 Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh Silikatfreie Kühlflüssigkeiten auf Basis organischer Säuren und Carbamaten mit verbesserten Korrosionseigenschaften
PT1859002E (pt) 2005-02-28 2011-06-07 Basf Se Concentrados de agente anti-congelante contendo glicerol para protecção contra a corrosão
US20090001313A1 (en) 2007-06-28 2009-01-01 Chevron U.S.A. Inc. Antifreeze Concentrate and Coolant Compositions and Preparation Thereof
US8062545B2 (en) * 2007-06-28 2011-11-22 Chevron U.S.A Inc. Antifreeze concentrate, coolant composition, and preparation thereof
US8062546B2 (en) 2007-06-28 2011-11-22 Chevron U.S.A. Inc. Molybdate-free antifreeze concentrate and coolant compositions and preparation thereof
US7790054B2 (en) 2007-06-28 2010-09-07 Chevron U.S.A. Inc. Antifreeze concentrate and coolant compositions and preparation thereof
US20090250654A1 (en) 2007-06-28 2009-10-08 Chevron U.S.A. Inc. Antifreeze concentrate and coolant compositions and preparation thereof
US8771542B2 (en) * 2008-07-11 2014-07-08 Prestone Products Corporation Heat transfer fluid, additive package, system and method
US20100270494A1 (en) 2009-04-22 2010-10-28 Chevron U.S.A. Inc. Hot test fluid containing vapor phase inhibition
DE102010010408A1 (de) 2010-03-05 2011-09-08 Clariant International Limited Biologisch abbaubare, frostsichere Wärmeträgerflüssigkeit, ihre Verwendung in oberflächennahen, geothermischen Anlagen, und ein Konzentrat zu ihrer Herstellung
US9080093B2 (en) 2013-02-13 2015-07-14 Basf Se Antifreeze concentrate with corrosion protection and aqueous coolant composition produced therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
BR112015031002B1 (pt) 2021-10-26
SI3008147T1 (sl) 2020-12-31
CY1123969T1 (el) 2022-03-24
MX2015017190A (es) 2017-02-15
CN114907820A (zh) 2022-08-16
AU2019204001A1 (en) 2019-06-27
AU2019204001B2 (en) 2020-11-05
HK1219495A1 (zh) 2017-04-07
AR096597A1 (es) 2016-01-20
CN105339459A (zh) 2016-02-17
PL3008147T3 (pl) 2021-04-06
AU2014278404A1 (en) 2016-01-07
RS61212B1 (sr) 2021-01-29
US20140366817A1 (en) 2014-12-18
WO2014200913A1 (en) 2014-12-18
CL2015003582A1 (es) 2016-12-09
CA2915042A1 (en) 2014-12-18
CA2915042C (en) 2018-02-20
LT3008147T (lt) 2021-03-10
EP3008147A1 (en) 2016-04-20
MX369326B (es) 2019-11-05
HUE052234T2 (hu) 2021-04-28
EP3008147B1 (en) 2020-09-16
PT3008147T (pt) 2020-11-20
BR112015031002A2 (es) 2017-07-25
US9328278B2 (en) 2016-05-03
AU2018201662A1 (en) 2018-03-29
DK3008147T3 (da) 2020-12-07
HRP20201885T1 (hr) 2021-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019204001B2 (en) Extended operation engine coolant composition
EP0251480B1 (en) Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition
RU2227175C2 (ru) Ингибиторы коррозии и сочетания ингибиторов с синергетическим эффектом для защиты легких металлов в жидких теплоносителях и охлаждающих жидкостях двигателей
AU2002256500A1 (en) Monocarboxylic acid based antifreeze composition
ES2228567T3 (es) Combinaciones sinergicas de carboxilatos para uso como agentes para reducir el punto de congelacion e inhibidores de la corrosion en fluidos de transferencia de calor.
JPH0195179A (ja) 腐食抑制不凍液配合物
EP0248346B1 (en) Antifreeze concentrates and coolants containing heteropolymolybdate compounds
ES2948060T3 (es) Fluido de ensayo en caliente con inhibición en fase vapor
BRPI0112642B1 (pt) fluido de transferência de calor não aquoso de toxidade reduzida; método para reduzir a toxidade de um fluido de transferência de calor não aquoso
JPH08109484A (ja) 冷却液組成物
ES2655661T3 (es) Aditivo refrigerante de motores
JPH03503902A (ja) 腐蝕抑制アルキレングリコール冷却液及びその冷却方法
JPH10251624A (ja) 不凍液／冷却液組成物
AU3502900A (en) Monocarboxylic acid based antifreeze composition for diesel engines
JP7111588B2 (ja) 冷却液組成物
JPH09263752A (ja) 冷却液組成物
CZ183598A3 (cs) Ochranný prostředek proti zamrznutí
JP3686120B2 (ja) 不凍液用組成物
US9540558B2 (en) Extended operation engine coolant composition
JP2008088242A (ja) 冷却液組成物
CZ20001366A3 (cs) Chladicí kapalina k chlazení součástek s obsahem hořčíku
JPH10251626A (ja) 不凍液／冷却液組成物
JP2019143055A (ja) 冷却液組成物
JPH10251625A (ja) 不凍液／冷却液組成物
JP2006137996A (ja) 冷却液組成物