ES2959199T3 - Composición del aditivo de fluido caloportador - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se describe una composición de aditivo de fluido de transferencia de calor que comprende: mayor o igual a 10 por ciento en peso (% en peso) de un ácido carboxílico, basado en el peso total de la composición; un compuesto de azol; y una base, en la que la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 8 a 10,5 cuando se diluye al 50% en volumen con agua. La composición de aditivo de fluido de transferencia de calor se puede combinar con otros componentes para formar un fluido de transferencia de calor. El fluido de transferencia de calor se puede utilizar en un sistema de transferencia de calor. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composición del aditivo de fluido caloportador
Antecedentes
Los motores de vehículos modernos generalmente requieren un fluido caloportador (refrigerante líquido) para proporcionar una protección duradera durante todo el año de sus sistemas de refrigeración. Los requisitos principales de los fluidos caloportadores son que proporcionen una transferencia de calor eficiente para controlar y mantener la temperatura del motor para lograr una economía de combustible y una lubricación eficientes, y evitar fallas del motor debido a congelación, ebullición o sobrecalentamiento. Existe una variedad de tipos de fluidos caloportadores que comprenden una cantidad significativa de disolvente o disolventes. A medida que aumentan los costes de transporte y embalaje, se vuelven claras las ventajas de crear un fluido caloportador más cerca del punto de uso. Sin embargo, surgen dificultades en la amplia gama de formulaciones para fluidos caloportadores y los problemas de estabilidad asociados con las soluciones de composición del aditivo.
El documento US 6,080,33 1A divulga concentrados anticongelantes libres de silicatos, boratos y nitratos basados en alquilenglicoles que comprenden ácidos carboxílicos y tolutriazol como inhibidores de la corrosión, en los que la cantidad total de ácidos carboxílicos es preferiblemente menor que 5 por ciento en peso.
Existe una necesidad constante de una composición del aditivo de fluido caloportador que tenga buena estabilidad en almacenamiento y una amplia utilidad.
Breve descripción
Esta necesidad se satisface, al menos en parte, mediante una composición del aditivo de fluido caloportador que comprende mayor o igual a 15 por ciento en peso (% en peso) de un carboxilato alifático, basado en el peso total de la composición; un compuesto de azol; una base; y agua, en la que la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 7 a 10.5 cuando la composición del aditivo de transferencia de calor se diluye al 50 % en volumen con agua; en la que dicha composición está libre de silicato y aminas; y en la que el carboxilato alifático se selecciona entre ácido 2-etilhexanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido neodecanoico, ácido decanoico, ácido nonanoico, ácido isoheptanoico, ácido dodecanoico y una combinación de los mismos.
La composición del aditivo del fluido caloportador se puede combinar con otros componentes para formar un fluido caloportador. La composición del aditivo del fluido caloportador se puede combinar con un fluido caloportador existente para modificar el fluido caloportador. El fluido caloportador se puede usar en un sistema de transferencia de calor con o sin otros componentes o fluido caloportador existente.
Descripción detallada
En este documento se divulgan composiciones de aditivos para fluidos caloportadores que facilitan la preparación de fluidos caloportadores que tienen una amplia gama de formulaciones. La composición del aditivo también se puede emplear para modificar la composición de un fluido caloportador existente para proporcionar un rendimiento mejorado.
La composición del aditivo del fluido caloportador también puede estar libre de borato. El contenido de nitrato puede ser menor que 100 partes por millón en peso (ppm) o, más específicamente, menor que 50 ppm en peso basado en el peso total del fluido caloportador. La composición del aditivo también puede estar libre de glicoles, gliceroles, glicerina y/u otros disolventes/depresores del punto de congelación, o una combinación de los mismos.
El término "carboxilato" incluye ácido carboxílico, sus sales y combinaciones de un ácido carboxílico y una sal de ácido carboxílico. Se contempla expresamente que se pueden usar combinaciones de carboxilatos y están abarcadas por el término "carboxilato" o "ácido carboxílico". Los carboxilatos alifáticos incluyen ácido 2-etilhexanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido neodecanoico, ácido decanoico, ácido nonanoico, ácido isoheptanoico, ácido dodecanoico y combinaciones de dos o más de los anteriores.
En la composición del aditivo del fluido caloportador, el carboxilato está presente en una cantidad mayor o igual al 15 % en peso, basado en el peso total de la composición del aditivo del fluido caloportador. Dentro de este intervalo, la cantidad puede ser mayor o igual a aproximadamente el 20 % en peso. La cantidad puede ser menor o igual a aproximadamente el 90 % en peso o, más específicamente, menor o igual a aproximadamente el 80 % en peso.
La composición del aditivo del fluido caloportador comprende un azol. Los azoles de ejemplo incluyen benzotriazol, toliltriazol, metil benzotriazol (por ejemplo, 4-metil benzotriazol y 5-metil benzotriazol), butil benzotriazol y otros alquil benzotriazoles (por ejemplo, el grupo alquilo contiene de 2 a 20 átomos de carbono), mercaptobenzotiazol, tiazol y otros tiazoles sustituidos, imidazol, bencimidazol y otros imidazoles sustituidos, indazol e indazoles sustituidos, tetrazol, tetrahidrotoliltriazol y tetrazoles sustituidos.
También se pueden usar combinaciones de dos o más de los azoles anteriores y las combinaciones de azoles están incluidas en el término "azol".
En la composición del aditivo de fluido caloportador, el compuesto de azol puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 0.01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, basado en el peso total de la composición del aditivo de fluido caloportador. Dentro de este intervalo, el compuesto de azol puede estar presente en una cantidad mayor o igual a aproximadamente 0.3 % en peso o, más específicamente, mayor o igual a aproximadamente 0.5 % en peso. También dentro de este intervalo, el compuesto de azol puede estar presente en una cantidad menor o igual a aproximadamente el 9 % en peso o, más específicamente, menor o igual a aproximadamente el 8 % en peso.
Las bases de ejemplo incluyen hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y similares. La base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de aproximadamente 7 a aproximadamente 10.5 cuando la composición del aditivo del fluido caloportador se diluye en un 50 % en volumen con agua. Dentro de este intervalo de pH, el pH puede ser mayor o igual a aproximadamente 7.5 o, más específicamente, mayor o igual a aproximadamente 8.
En la composición del aditivo de fluido caloportador, el agua puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 10 % en peso a 90 % en peso, basado en el peso total de la composición del aditivo de fluido caloportador. Dentro de este intervalo, el agua puede estar presente en una cantidad menor o igual al 50 % en peso, o, más específicamente, menor o igual al 40 % en peso, o, más específicamente, menor o igual al 25 % en peso.
La composición del aditivo de fluido caloportador puede comprender además uno o más componentes opcionales tales como un disolvente no acuoso, un fosfato inorgánico, iones de litio, iones de magnesio, iones de calcio, un polímero a base de acrilato, un fosfonocarboxilato, un fosfinocarboxilato, un agente antiespumante o antiespumante, dispersante, inhibidor de incrustaciones, surfactante, colorante y combinaciones de dos o más de los componentes opcionales anteriores.
Los disolventes no acuosos de ejemplo incluyen glicoles, glicerina o una combinación de los mismos. Los glicoles de ejemplo incluyen etilenglicol, propilenglicol (incluyendo 1,2 - propilenglicol y 1,3 - propilenglicol), dietilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol, butilenglicol y combinaciones de dos o más de los disolventes no acuosos anteriores.
El disolvente no acuoso puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 85 % en peso, basado en el peso total de la composición del aditivo del fluido caloportador. Dentro de este intervalo, el disolvente no acuoso puede estar presente en una cantidad menor o igual a aproximadamente el 40 % en peso o, más específicamente, menor o igual a aproximadamente el 20 % en peso.
Los fosfatos inorgánicos de ejemplo incluyen ácido fosfórico, ortofosfato de sodio, ortofosfato de potasio, pirofosfato de sodio, pirofosfato de potasio, polifosfato de sodio, polifosfato de potasio, hexametafosfato de sodio, hexametafosfato de potasio y combinaciones de dos o más de los fosfatos inorgánicos anteriores.
El fosfato inorgánico puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, basado en el peso total de la composición del aditivo del fluido caloportador. Dentro de este intervalo, la cantidad puede ser mayor o igual a aproximadamente 1.5 % en peso o, más específicamente, mayor o igual a aproximadamente 2 % en peso. También dentro de este intervalo, la cantidad puede ser menor o igual a aproximadamente 6 % en peso o, más específicamente, menor o igual a aproximadamente 4 % en peso.
Los iones de litio se derivan de un compuesto o compuestos de litio que pueden producir iones de litio al disolverse en una solución que contiene agua a temperatura ambiente. El compuesto de litio puede ser un compuesto de litio inorgánico tal como hidróxido de litio, fosfato de litio, borato de litio, nitrato de litio, perclorato de litio, sulfato de litio, molibdato de litio, vanadato de litio, wolframato de litio, carbonato de litio o una combinación de los mismos. El compuesto de litio es soluble en el fluido caloportador. Soluble, como se usa en este documento, se define como una disolución tal que ninguna partícula es visible a simple vista. El compuesto de litio también puede ser una sal de litio formada entre iones de litio y un ácido orgánico que contiene uno o más grupos de ácido carboxílico, tales como acetato de litio, benzoato de litio, poliacrilato de litio, polimaleato de litio, lactato de litio, citrato de litio, tartrato de litio, gluconato de litio, glucoheptonato de litio, glicolato de litio, glucarato de litio, succinato de litio, hidroxisuccinato de litio, adipato de litio, oxalato de litio, malonato de litio, sulfamato de litio, formiato de litio, propionato de litio, sal de litio de ácido mono, di o tricarboxílico alifático o ácido mono-, di- o tricarboxílico aromático, y combinaciones de los compuestos de litio anteriores.
Los iones de magnesio se derivan de un compuesto de magnesio que puede producir iones de magnesio al disolverse en una solución que contiene agua a temperatura ambiente. El compuesto de magnesio puede ser un compuesto de magnesio inorgánico tal como nitrato de magnesio, sulfato de magnesio, molibdato de magnesio, wolframato de magnesio, vanadato de magnesio, perclorato de magnesio, hidróxido de magnesio o una combinación de los mismos. El compuesto de magnesio es soluble en el fluido caloportador. Soluble, como se usa en este documento, se define como una disolución tal que ninguna partícula es visible a simple vista. El compuesto de magnesio también puede ser una sal de magnesio formada entre iones de magnesio y un ácido orgánico que contiene uno o más grupos de ácido carboxílico, tales como poliacrilato de magnesio, polimaleato de magnesio, lactato de magnesio, citrato de magnesio, tartrato de magnesio, gluconato de magnesio, glucoheptonato de magnesio, glicolato de magnesio, glucarato de magnesio, succinato de magnesio, hidroxisuccinato de magnesio, adipato de magnesio, oxalato de magnesio, malonato de magnesio, sulfamato de magnesio, formiato de magnesio, acetato de magnesio, propionato de magnesio, sal magnésica de ácido tricarboxílico alifático o ácido tetracarboxílico alifático, y combinaciones de los anteriores compuestos de magnesio.
Los iones de calcio se derivan de un compuesto de calcio que puede producir iones de calcio al disolverse en una solución que contiene agua a temperatura ambiente. El compuesto de calcio puede ser un compuesto de calcio inorgánico tal como nitrato de calcio, cloruro de calcio, perclorato de calcio, molibdato de calcio, wolframato de calcio, vanadato de calcio, hidróxido de calcio o una combinación de los mismos. El compuesto de calcio es soluble en el fluido caloportador. Soluble, como se usa en este documento, se define como una disolución tal que ninguna partícula es visible a simple vista. El compuesto de calcio también puede ser una sal de calcio formada entre iones de calcio y un ácido orgánico que contiene uno o más grupos de ácido carboxílico, tales como poliacrilato de calcio, polimaleato de calcio, lactato de calcio, citrato de calcio, tartrato de calcio, gluconato de calcio, glucoheptonato de calcio, glicolato de calcio, glucarato de calcio, succinato de calcio, hidroxisuccinato de calcio, adipato de calcio, oxalato de calcio, malonato de calcio, sulfamato de calcio, formiato de calcio, acetato de calcio, propionato de calcio, sales de calcio de ácido tricarboxílico alifático o ácido tetracarboxílico alifático, y combinaciones de los anteriores compuestos de calcio.
El polímero basado en acrilato es un polímero soluble en agua (peso molecular promedio de 200 a 200,000 Dalton). Los polímeros de acrilato de ejemplo incluyen poliacrilatos, polímeros, copolímeros, terpolímeros y cuatripolímeros a base de acrilato, tales como copolímeros de acrilato/acrilamida, polimetacrilatos, ácidos polimaleicos o polímeros de anhídrido maleico, polímeros a base de ácido maleico, sus copolímeros y terpolímeros, polímeros a base de acrilamida modificada, incluyendo poliacrilamidas, copolímeros y terpolímeros a base de acrilamida. En general, los polímeros solubles en agua apropiados para su uso incluyen homopolímeros, copolímeros, terpolímeros e interpolímeros que tienen (1) al menos una unidad monomérica que contiene ácidos mono o dicarboxílicos monoetilénicamente insaturados C3a C16 o sus sales; o (2) al menos una unidad monomérica que contiene derivados de ácido mono o dicarboxílico monoetilénicamente insaturados C3a C16 tales como amidas, nitrilos, ésteres de carboxilato, haluros de ácido (por ejemplo, cloruro) y anhídridos de ácido, y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el polímero a base de acrilato comprende un fosfinopoliacrilato.
Los fosfonocarboxilatos son compuestos fosfonados que tienen la fórmula general
H[CHRCHR]n-PO3M2
en la que al menos un grupo R en cada unidad es un grupo COOM, CH2OH, sulfono o fosfono y el otro grupo R que puede ser igual o diferente del primer grupo R, es hidrógeno o un grupo COOM, hidroxilo, fosfono, sulfono, sulfato, alquilo C1-7, alquenilo C1-7 o un grupo carboxilato, fosfono, sulfono, sulfato y/o alquilo C1-7 o alquenilo C1-7 sustituido con hidroxilo, n es 1 o un número entero mayor que 1, y cada M es hidrógeno o un ion de metal alcalino tal como un ion sodio, un ion potasio y similares. Adicionalmente, al menos un grupo COOM estará presente en uno de los grupos R. Preferiblemente, los fosfonocarboxilatos son oligómeros fosfonados o mezcla de oligómeros fosfonados de ácido maleico, de fórmula H[CH(COOM)CH(COOM)]n-PO3M2, donde n es 1 o un número entero mayor que 1, y M es una especie catiónica (por ejemplo, cationes de metales alcalinos) de manera que el compuesto sea soluble en agua. Los fosfonocarboxilatos de ejemplo incluyen ácido fosfonosuccínico, 1-fosfono-1,2,3,4-tetracarboxibutano y 1-fosfono-1,2,3,4,5,6-hexacarboxihexano. Los fosfonocarboxilatos pueden ser una mezcla de compuestos que tienen la fórmula anterior con diferentes valores para "n". El valor medio de "n" puede ser de 1 a 2, o, más específicamente, de 1.3 a 1.5. La síntesis de los fosfonocarboxilatos se conoce y se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,606,105. Los fosfonocarboxilatos están separados y son diferentes de los ácidos carboxílicos descritos anteriormente. El ácido carboxílico descrito anteriormente está compuesto de carbono, hidrógeno y oxígeno y está libre de heteroátomos distintos del oxígeno.
Los fosfinocarboxilatos son compuestos que tienen la fórmula general
H[CHR1CHR1]n-P(O2M)-[CHR2CHR2]mH
en la que al menos un grupo R1 en cada unidad es un grupo COOM, CH2OH, sulfono o fosfono y el otro grupo R1 que puede ser igual o diferente del primer grupo R1, es hidrógeno o un grupo COOM, hidroxilo, fosfono, sulfono, sulfato, alquilo C1-7, alquenilo C1-7 o un grupo carboxilato, fosfono, sulfono, sulfato y/o alquilo C1-7 o alquenilo C1-7 sustituido con hidroxilo, n es un número entero igual o mayor que 1, y cada M es hidrógeno o un ion de metal alcalino tal como un ion sodio, un ion potasio y similares. De manera similar, al menos un grupo R2 en cada unidad es un grupo COOM, CH2OH, sulfono o fosfono y el otro grupo R2, que puede ser igual o diferente del primer grupo R2, es un hidrógeno o un grupo COOM, hidroxilo, fosfono, sulfono, sulfato, alquilo C1-7, alquenilo C1-7 o un grupo carboxilato, fosfono, sulfono, sulfato y/o alquilo C1-7 o alquenilo C1-7 sustituido con hidroxilo, m es un número entero igual o mayor que 0. Adicionalmente, al menos un grupo COOM estará presente en uno de los grupos R1 y R2. Los fosfinocarboxilatos de ejemplo incluyen ácido fosfinicosuccínico y sales solubles en agua, fosfinicobis (ácido succínico) y sales solubles en agua y oligómero y sales de ácido fosfinicosuccínico como se describe en las Patentes de los Estados Unidos Nos.
6,572,789 y 5,018,577. Los fosfonocarboxilatos pueden ser una mezcla de compuestos que tienen la fórmula anterior con diferentes valores para "n" y "m". Los fosfinocarboxilatos están separados y son diferentes de los ácidos carboxílicos descritos anteriormente.
Los surfactantes de ejemplo incluyen ésteres de ácidos grasos, tales como ésteres de ácidos grasos de sorbitán, polialquilenglicoles, ésteres de polialquilenglicol, copolímeros de óxido de etileno (EO) y óxido de propileno (PO), derivados de polioxialquileno de un éster de ácido graso de sorbitán y mezclas de los mismos. El peso molecular promedio de los surfactantes no iónicos puede ser de aproximadamente 55 a aproximadamente 300,000 o, más específicamente, de aproximadamente 110 a aproximadamente 10,000. Los ésteres de ácidos grasos de sorbitán apropiados incluyen monolaurato de sorbitán (por ejemplo, vendido con el nombre comercial Span® 20, Arlacel® 20, S-MA<z>® 20M1), monopalmitato de sorbitán (por ejemplo, Span® 40 o Arlacel® 40), monoestearato de sorbitán (por ejemplo, Span® ® 60, Arlacel® 60 o S-MAZ® 60K), monooleato de sorbitán (por ejemplo, Span® 80 o Arlacel® 80), monosesquioleato de sorbitán (por ejemplo, Span® 83 o Arlacel® 83), trioleato de sorbitán (por ejemplo, Span® 85 o Arlacel® 85), triestearato de sorbitán (por ejemplo, S-MAZ® 65K), monotalato de sorbitán (por ejemplo, S-M<a>Z® 90). Los polialquilenglicoles apropiados incluyen polietilenglicoles, polipropilenglicoles y mezclas de los mismos. Ejemplos de polietilenglicoles apropiados para su uso incluyen polietilenglicoles CARBOWAX™ y metoxipolietilenglicoles de Dow Chemical Company (por ejemplo, CARBO<w>A<x>PEG 200, 300, 400, 600, 900, 1000, 1450, 3350, 4000 y 8000, etc.) o polietilenglicoles P<l>UR<a>C<o>L® de BASF Corp. (por ejemplo, Pluracol® E 200, 300, 400, 600, 1000, 2000, 3350, 4000, 6000 y 8000, etc.). Los ésteres de polialquilenglicol apropiados incluyen mono y diésteres de diversos ácidos grasos, tales como ésteres de polietilenglicol MAPEG® de BASF (por ejemplo, Ma PEG® 200ML o PEG 200 Monolaurato, MAPEG® 400 DO o PEG 400 Dioleato, MAPEG® 400 MO o PEG 400 Monooleato y MAPEG® 600 DO o PEG 600 Dioleato, etc.). Los copolímeros apropiados de óxido de etileno (EO) y óxido de propileno (PO) incluyen diversos surfactantes de copolímeros en bloque Pluronic y Pluronic R de BASF, surfactantes no iónicos DOWFAX, fluidos UCON™ y lubricantes SYNALOX de DOW Chemical. Los derivados de polioxialquileno apropiados de un éster de ácido graso de sorbitán incluyen monolaurato de polioxietileno 20 sorbitán (por ejemplo, productos vendidos con las marcas comerciales TWEEN 20 o T-MAZ 20), monolaurato de polioxietileno 4 sorbitán (por ejemplo, TWEEN 21), monopalmitato de sorbitán de polioxietileno 20 (por ejemplo, TWEEN 40 ), monoestearato de sorbitán de polioxietileno 20 (por ejemplo, TWEEN 60 o T-MAZ 60K), monooleato de sorbitán de polioxietileno 20 (por ejemplo, TWEEN 80 o T-Ma Z 80), triestearato de polioxietileno 20 (por ejemplo, TWEEN 65 o T-MAZ 65K), monooleato de sorbitán de polioxietileno 5 (por ejemplo, TWEEN 81 o T-MAZ 81), trioleato de sorbitán de polioxietileno 20 (por ejemplo, TWEEN 85 o T-MAZ 85K) y similares.
Los agentes antiespumantes de ejemplo incluyen antiespumantes basados en emulsión de polidimetilsiloxano. Incluyen PC-5450NF de Performance Chemicals, LLC en Boscawen, NH; Antiespumante CNC XD-55 NF y XD-56 de CNC International en Woonsocket en RI. Otros antiespumantes apropiados para su uso en la presente invención incluyen copolímeros de óxido de etileno (EO) y óxido de propileno (PO), tales como Pluronic L-61 de BASF.
Generalmente, los agentes antiespumantes opcionales pueden comprender una silicona, por ejemplo, SAG 10 o productos similares disponibles de OSI Specialties, Dow Corning u otros proveedores; un copolímero en bloque de óxido de etileno-óxido de propileno (EO-PO) y un copolímero en bloque de óxido de propileno-óxido de etileno-óxido de propileno (PO-EP-PO) (por ejemplo, Pluronic L61, Pluronic L81 u otros productos Pluronic y Pluronic C); poli(óxido de etileno) o poli(óxido de propileno), por ejemplo, PPG 2000 (es decir, óxido de polipropileno con un peso molecular promedio de 2000); una sílice amorfa hidrofóbica; un producto a base de polidiorganosiloxano (por ejemplo, productos que contienen polidimetilsiloxano (PDMS) y similares); un ácido graso o éster de ácido graso (por ejemplo, ácido esteárico y similares); un alcohol graso, un alcohol alcoxilado y un poliglicol; un acetato de poliéter polilol, un hexaoleato de sorbital poliéter etoxilado y un acetato de poli(óxido de etileno-óxido de propileno) monoalil éter; una cera, una nafta, un queroseno y un aceite aromático; y combinaciones que comprenden uno o más de los agentes antiespumantes anteriores.
La composición del aditivo del fluido caloportador se puede usar de diversas maneras. Puede combinarse con agua, un disolvente no acuoso o una combinación de agua y un disolvente no acuoso para formar un fluido caloportador. Puede agregarse a un fluido caloportador existente para modificar la composición del fluido caloportador. Puede agregarse a un sistema de transferencia de calor que comprende un fluido caloportador para modificar el fluido caloportador.
Un método de preparación de un fluido caloportador comprende combinar una composición del aditivo de transferencia de calor con agua, un disolvente no acuoso o una combinación de agua y un disolvente no acuoso en el que la composición del aditivo de transferencia de calor comprende mayor o igual a 15 por ciento en peso (% en peso) de un carboxilato alifático, basado en el peso total de la composición; un compuesto de azol; una base; y agua, en el que la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 7 a 10.5 cuando la composición del aditivo de transferencia de calor se diluye al 50 % en volumen con agua, en el que dicha composición está libre de silicato y aminas, y en el que el carboxilato alifático se selecciona entre ácido 2-etilhexanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido neodecanoico, ácido decanoico, ácido nonanoico, ácido isoheptanoico, ácido dodecanoico y una combinación de los mismos. Los disolventes no acuosos útiles para preparar el fluido caloportador incluyen los descritos anteriormente en relación con la composición del aditivo del fluido caloportador así como en alcohol que tiene de uno a 4 átomos de carbono (por ejemplo, metanol, etanol, propanol, butanol) y combinaciones que comprenden dos o más de los disolventes no acuosos descritos en este documento.
La composición del aditivo de transferencia de calor se puede combinar con agua y/o disolvente no acuoso en una proporción de volumen en el intervalo de 1 a 5 a 1 a 40. Dentro de este intervalo, la proporción de volumen puede ser menor o igual a 1 a 9, o menor o igual a 1 a 5. También dentro de este intervalo, la proporción de volumen puede ser mayor o igual a 1 a 18, o mayor o igual a 1 a 36.
Un método de preparación de un fluido caloportador modificado comprende combinar una composición del aditivo de transferencia de calor con un fluido caloportador existente para formar un fluido caloportador modificado en el que el aditivo de fluido caloportador comprende más de o igual a 15 por ciento en peso (% en peso) de un carboxilato alifático, basado en el peso total de la composición; un compuesto de azol; una base; y agua, en el que la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 7 a 10.5 cuando la composición del aditivo de transferencia de calor se diluye al 50 % en volumen con agua, en el que dicha composición está libre de silicato y aminas, y en el que el carboxilato alifático se selecciona entre ácido 2-etilhexanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido neodecanoico, ácido decanoico, ácido nonanoico, ácido isoheptanoico, ácido dodecanoico y una combinación de los mismos. El fluido caloportador existente puede ser nuevo (usado fuera de un sistema de transferencia de calor) o se puede usar el fluido caloportador existente (ya en contacto con un sistema de transferencia de calor).
La composición del aditivo de transferencia de calor se puede combinar con el fluido caloportador existente en una proporción de volumen en el intervalo de 1 a 10 a 1 a 50. Dentro de este intervalo, la proporción de volumen puede ser mayor o igual a 1 a 35, o mayor o igual a 1 a 25. También dentro de este intervalo, la proporción de volumen puede ser menor o igual a 1 a 10, o menor o igual a 1 a 20.
También se contempla que en algunas aplicaciones, tales como motores de servicio pesado, puede ser deseable incorporar uno o más inhibidores de corrosión adicionales tales como nitritos, molibdatos y sales de los mismos.
La composición del aditivo de transferencia de calor se demuestra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos no limitantes.
Ejemplos
Las composiciones de aditivos de transferencia de calor que se muestran en la tabla 1 se prepararon combinando los ingredientes enumerados. Las cantidades mostradas en la tabla están en porcentaje en peso basado en el peso total de la composición del aditivo. PM-5150 es un antiespumante disponible comercialmente en Prestone Products Corporation. Chromatint Orange 1735 es un colorante disponible comercialmente en Chromatech Incorporated. El tiente X-0714 es un colorante disponible comercialmente en Chromatech Incorporated. El tinte de uranina está disponible comercialmente en Chromatech Incorporated.
Tabla 1
El concentrado B se diluyó con diferentes tipos de diluyentes y en diferentes cantidades para formar soluciones de prueba como se muestra en la tabla 2. La composición del agua de prueba mencionada en la tabla 2 se muestra en la tabla 3. Las soluciones de prueba se probaron según las normas ASTM D4340 y Dl384. Las cantidades en la tabla 2 están en partes en peso. Las cantidades en la tabla 3 están en porcentaje en peso.
Tabla 2
El concentrado de refrigerante comercial era un concentrado de refrigerante de tipo OAT de vida extendida. "Limpieza con agua" se refiere a tomar la muestra de prueba al final de la prueba y primero limpiarla con agua y determinar la tasa de corrosión. "Limpieza con ácido" se refiere a tomar la misma muestra de prueba y realizar una limpieza con ácido según la norma ASTM D4340. Luego, estos dos conjuntos de números se pueden comparar para proporcionar información adicional. Una comparación de estos números muestra si hay un depósito en la superficie de la muestra (la limpieza con agua no lo eliminará, pero la limpieza con ácido sí).
Tabla 3
También se diluyó el concentrado B con cantidades variables de agua y se probó según la norma ASTM D4340 para determinar la tasa de corrosión. Cada solución comprende también 100 ppm de NaCl. Estas diluciones se probaron según la norma ASTM D4340.
Tabla 4
Finalmente, se probaron concentraciones variables de concentrado B en agua desionizada para determinar el punto de congelación. Estos datos están representados tanto en Fahrenheit como en Centígrados. Los resultados se muestran en la tabla 5. También se probó el pH de las soluciones.
Tabla 5
Las formas singulares "un", "una" y "el" incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Los puntos finales de todos los intervalos que mencionan la misma característica o componente son combinables de forma independiente e incluyen el punto final citado. Los términos "primero", "segundo" y similares en este documento no denotan ningún orden, cantidad o importancia, sino que se usan para distinguir un elemento de otro. Las diversas realizaciones e intervalos descritos en este documento son combinables en la medida en que la descripción no sea contradictoria, siempre que el alcance de la presente invención no se extienda más allá del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Una composición del aditivo de fluido caloportador que comprende:
mayor o igual a 15 % en peso de un carboxilato alifático, basado en el peso total de la composición;
un compuesto de azol;
una base; y
agua, en la que la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 7 a 10.5 cuando la composición del aditivo de transferencia de calor se diluye al 50 % en volumen con agua;
en la que dicha composición está libre de silicato y aminas; y
en la que el carboxilato alifático se selecciona de ácido 2-etilhexanoico, ácido hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido neodecanoico, ácido decanoico, ácido nonanoico, ácido isoheptanoico, ácido dodecanoico y una combinación de los mismos.
2. La composición del aditivo de la reivindicación 1, en la que
i) la composición del aditivo está libre de borato y tiene un contenido de nitrato menor que 100 ppm,
ii) el carboxilato está presente en una cantidad mayor o igual al 20 % en peso, basado en el peso total de la composición, o
iii) el azol está presente en una cantidad del 0.3 al 10 % en peso, basado en el peso total de la composición.
3. La composición del aditivo de la reivindicación 1, en la que el azol está presente en una cantidad del 0.3 al 9 % en peso, basado en el peso total de la composición.
4. La composición del aditivo de la reivindicación 1, en la que
i) el azol está presente en una cantidad del 0.5 al 8 % en peso, basado en el peso total de la composición, ii) la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 7.5 a 10.5 cuando la composición del aditivo de transferencia de calor se diluye al 50 % en volumen con agua, o
iii) la base está presente en una cantidad suficiente para obtener un pH de 8 a 10.5 cuando la composición del aditivo de transferencia de calor se diluye al 50 % en volumen con agua.
5. La composición del aditivo de la reivindicación 1, en la que
i) el agua está presente en una cantidad del 10 % en peso al 50 % en peso, basado en el peso total de la composición, ii) el agua está presente en una cantidad del 10 % en peso al 40 % en peso, basado en el peso total de la composición, o
iii) el agua está presente en una cantidad del 10 % en peso al 25 % en peso, basado en el peso total de la composición.
6. La composición del aditivo de la reivindicación 1, que comprende además un componente seleccionado del grupo que consiste en un disolvente no acuoso, un fosfato inorgánico, iones de litio, iones de magnesio, iones de calcio, un polímero a base de acrilato, un fosfonocarboxilato, un fosfinocarboxilato, un agente antiespumante, un dispersante, un inhibidor de incrustaciones, un surfactante, un colorante y combinaciones de dos o más de los componentes anteriores.
7. La composición del aditivo de la reivindicación 6, en la que el disolvente no acuoso comprende glicol, glicerina o una combinación de los mismos.
8. La composición del aditivo de la reivindicación 7, en la que
i) el disolvente no acuoso está presente en una cantidad del 10 al 85% en peso, basado en el peso total de la composición,
ii) el disolvente no acuoso está presente en una cantidad del 10 al 40 % en peso, basado en el peso total de la composición, o
iii) el disolvente no acuoso está presente en una cantidad del 10 al 20% en peso, basado en el peso total de la composición.
9. La composición del aditivo de la reivindicación 6, en la que el fosfato inorgánico está presente en una cantidad del 1 al 10 % en peso, basado en el peso total de la composición.
10. La composición del aditivo de la reivindicación 9, en la que
i) el fosfato inorgánico está presente en una cantidad del 1.5 al 6 % en peso, basado en el peso total de la composición,
ii) el fosfato inorgánico está presente en una cantidad del 2 al 4 % en peso, basado en el peso total de la composición.
11. La composición del aditivo de la reivindicación 1, que comprende además uno o más inhibidores de corrosión adicionales seleccionados del grupo que consiste en nitritos, molibdatos y sales de los mismos.
12. Un método de preparación de un fluido caloportador que comprende combinar una composición del aditivo de transferencia de calor según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4-8 y 11 con agua, un disolvente no acuoso o una combinación de agua y un disolvente no acuoso.
13. Un método de preparación de un fluido caloportador modificado que comprende combinar una composición del aditivo de transferencia de calor según la reivindicación 1 con un fluido caloportador existente para formar un fluido caloportador modificado.
14. El método de la reivindicación 13, en el que el fluido caloportador existente no está en contacto con un sistema de transferencia de calor.
15. El método de la reivindicación 13, en el que el fluido caloportador existente está en contacto con un sistema de transferencia de calor.
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