JP2015074669A - Coolant composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の内燃機関を冷却するための冷却液組成物に関するものである。 The present invention relates to a coolant composition for cooling an internal combustion engine such as an automobile.
自動車等の内燃機関のラジエータや、電池を使用する装置における電池等の発熱装置を冷却するために、これらから発生する熱を速やかに外部に放出させることを目的としてクーラント等の各種冷却液組成物を使用した放熱装置が使用されている。
これらの放熱装置にてこれまで使用されている冷却液組成物は、他の液体と同様に低温よりも高温において粘度は低くなるという物性を備えている。
このため、発熱装置から冷却液組成物が受熱して、該冷却液組成物の温度が上昇するにつれてより低粘度となり、冷却液組成物が循環する回路をよりスムーズに流れることになる。この結果、これらの発熱装置をある程度は冷却することができた。
Various cooling liquid compositions such as coolant for the purpose of quickly releasing heat generated from radiators of internal combustion engines such as automobiles and heat generating devices such as batteries in devices using batteries. A heat dissipation device using is used.
The cooling liquid composition used so far in these heat radiating devices has a physical property that the viscosity is lower at a higher temperature than at a lower temperature, as with other liquids.
For this reason, the cooling liquid composition receives heat from the heat generating device, and as the temperature of the cooling liquid composition increases, the viscosity becomes lower, and the cooling liquid composition flows more smoothly through the circuit. As a result, these heat generating devices could be cooled to some extent.
加えて、特許文献１に記載されているように、表面処理された微小粒子を冷却液組成物に配合することにより、冷却液組成物自体の熱伝導率を向上させて、熱輸送能力を向上させることが知られている。
確かに、この方法によれば、熱輸送能力が向上するものの、分散された微小粒子の沈殿防止等の冷却液組成物自体の系の安定化を考慮する必要があるし、冷却液組成物の温度に冷却液組成物自体の熱輸送能力が依存しないので、特に温度に応じた熱輸送を行うことが困難であった。
In addition, as described in Patent Document 1, by adding the surface-treated fine particles to the cooling liquid composition, the thermal conductivity of the cooling liquid composition itself is improved and the heat transport capability is improved. It is known to let
Certainly, according to this method, although the heat transport capability is improved, it is necessary to consider stabilization of the system of the cooling liquid composition itself, such as prevention of precipitation of dispersed fine particles, and the cooling liquid composition Since the heat transport capability of the coolant composition itself does not depend on the temperature, it is particularly difficult to perform heat transport according to the temperature.
他方、装置の通常運転中には、オーバーヒート防止を目的に冷却液組成物を円滑に循環させて装置を冷却させることが必要で、そのためには冷却液組成物が加熱されることにより十分に低粘度化されることが必要である。
しかしながら、従来は、装置の運転開始直後の温度条件において冷却液組成物を高粘度化させると、装置をある程度の温度まで速やかに上昇させることができるが、定常運転時に装置が過熱されてオーバーヒートを発生する可能性が高くなり、逆に定常運転時に十分に放熱をさせようとすると、運転開始直後の冷却液組成物が低粘度化するので、運転開始後速やかに装置を定常状態として安定運転させることが困難であった。
このように、運転開始直後の冷却液組成物による放熱を抑制し、かつ通常運転時において冷却液組成物を十分に低粘度化させて、十分に放熱させることのバランスをとることが困難であった。
On the other hand, during normal operation of the apparatus, it is necessary to cool the apparatus by smoothly circulating the cooling liquid composition for the purpose of preventing overheating. For this purpose, the cooling liquid composition is sufficiently heated to reduce the temperature. It needs to be made viscous.
However, conventionally, if the viscosity of the coolant composition is increased under the temperature conditions immediately after the start of operation of the apparatus, the apparatus can be quickly raised to a certain temperature, but the apparatus is overheated during steady operation and overheats. In contrast, if you try to dissipate heat sufficiently during steady operation, the viscosity of the coolant composition immediately after the start of operation will be reduced. It was difficult.
As described above, it is difficult to balance heat dissipation by suppressing the heat dissipation by the coolant composition immediately after the start of operation and sufficiently reducing the viscosity of the coolant composition during normal operation to sufficiently dissipate heat. It was.
従来のエンジン冷却液と比較して、本発明はエンジンの運転直後における冷却液の動粘度をより高くすることで、冷却損失を低減し速やかにエンジンを最適温度にまで上昇させることができ、また、定常運転時の動粘度をより低くすることで、効率的にエンジンを冷却しオーバーヒートを防止することができる冷却液を提供することにより、エンジンの運転を円滑化させる。さらに、温度の昇降の繰返しに対して、常に安定した動粘度が発現することを可能にしたものである。 Compared with conventional engine coolant, the present invention can increase the dynamic viscosity of the coolant immediately after engine operation, thereby reducing the cooling loss and quickly raising the engine to the optimum temperature. By lowering the kinematic viscosity at the time of steady operation, the engine can be smoothly operated by providing a coolant that can efficiently cool the engine and prevent overheating. Furthermore, a stable kinematic viscosity can always be developed with repeated temperature rise and fall.
上記課題の解決のために本発明者は以下の方法を発明した。
１．下記一般式（１）で表されるアルキルエーテル、下記一般式（２）で表されるアルキルエーテル、及び下記一般式（３）で表されるアルキルエーテルと、水及び／又は水溶性有機溶媒を含有する冷却液組成物。
Ｒ１−Ｏ−Ａｘ−Ｈ （１）
式中、Ｒ１は炭素数８〜５０の直鎖状又は分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基又は直鎖状又は分岐構造の不飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ａはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示し、ｘはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｘは３〜１８である。
Ｒ２−Ｏ−Ｂｙ−Ｈ （２）
式中、Ｒ２は炭素数８〜５０の直鎖状又は分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基又は直鎖状又は分岐構造の不飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ｂはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示し、ｙはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｙは３０以上である。
Ｒ３−Ｏ−Ｃｚ−Ｈ （３）
式中、Ｒ３は炭素数１６〜２４のゲルベ分岐構造を有する飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ｃはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示し、ｚはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｚは３〜１８である。
２．２５℃における動粘度が８．５mm２/s以上、かつ１００℃における動粘度が１．２mm２/s以下である１に記載の冷却液組成物。
３．防錆剤として、無機酸、有機酸、トリアゾール、チアゾールの中から選ばれる少なくとも１種以上を含有する１又は２に記載の冷却液組成物。
４．無機酸が、リン酸、硝酸、硼酸、珪酸、モリブデン酸又はその塩である３に記載の冷却液組成物。
５．有機酸が、脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸、芳香族一塩基酸、芳香族二塩基酸又はその塩である３に記載の冷却液組成物。
６．少なくとも１種以上の消泡剤を含有する１〜５のいずれかに記載の冷却液組成物。
In order to solve the above problems, the present inventors have invented the following method.
1. An alkyl ether represented by the following general formula (1), an alkyl ether represented by the following general formula (2), an alkyl ether represented by the following general formula (3), and water and / or a water-soluble organic solvent. Containing coolant composition.
R 1 —O—Ax—H (1)
In the formula, R 1 represents a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 50 carbon atoms or a linear or branched unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and A represents ethylene oxide and / or propylene. X represents an average addition mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and x is 3 to 18.
R 2 -O-By-H ( 2)
In the formula, R 2 represents a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 50 carbon atoms or a linear or branched unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and B represents ethylene oxide and / or propylene. Represents an oxide, y represents an average addition mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and y is 30 or more.
R 3 —O—Cz—H (3)
In the formula, R 3 represents a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group having a Gerve branched structure having 16 to 24 carbon atoms, C represents ethylene oxide and / or propylene oxide, z represents ethylene oxide and / or Or the average addition mole number of propylene oxide is shown, and z is 3-18.
2. The coolant composition according to 1, wherein the kinematic viscosity at 25 ° C. is 8.5 mm 2 / s or more and the kinematic viscosity at 100 ° C. is 1.2 mm 2 / s or less.
3. 3. The coolant composition according to 1 or 2, comprising at least one selected from inorganic acids, organic acids, triazoles, and thiazoles as a rust inhibitor.
4). 4. The coolant composition according to 3, wherein the inorganic acid is phosphoric acid, nitric acid, boric acid, silicic acid, molybdic acid or a salt thereof.
5. 4. The coolant composition according to 3, wherein the organic acid is an aliphatic monobasic acid, an aliphatic dibasic acid, an aromatic monobasic acid, an aromatic dibasic acid or a salt thereof.
6). The cooling fluid composition in any one of 1-5 containing an at least 1 sort (s) or more antifoamer.
本発明によれば、装置の運転開始直後においては冷却液組成物による放熱を抑制し、定常運転時においては、冷却液組成物を十分に循環させることにより放熱を確実に行うという効果を奏する。この結果、装置の運転開始後、定常運転に至る時間を短縮し、かつ定常運転時には安定的に装置から放熱させることによって、いわゆるオーバーヒートの発生を防止するものである。さらに、温度の昇降の繰返しに対して、常に安定した性能が発現することを可能にしたものである。 According to the present invention, the heat release by the coolant composition is suppressed immediately after the start of the operation of the apparatus, and the heat release is reliably performed by sufficiently circulating the coolant composition during the steady operation. As a result, after the operation of the apparatus is started, the time to reach the steady operation is shortened, and heat is stably radiated from the apparatus during the steady operation, thereby preventing the occurrence of so-called overheating. Further, it is possible to always exhibit stable performance with respect to repeated temperature rise and fall.
従来の冷却液組成物は、温度上昇につれて動粘度を低下させる性質を有しており、そのような性質を利用して熱量を輸送するために使用されてきた。
本発明は、特定のアルキルエーテルを含有させた冷却液組成物とすることにより温度変化に対してこれまでにない動粘度の挙動を示すという性質を備え、それにより、冷却液組成物を使用する装置のより安定的な運転を実現する発明である。
本発明における動粘度はＪＩＳ Ｋ ２２８３に基づき、ウベローデ粘度計を用いて０℃〜１００℃まで各温度毎に求めた。
Conventional coolant compositions have the property of reducing kinematic viscosity with increasing temperature and have been used to transport heat using such properties.
The present invention has the property of exhibiting an unprecedented kinematic viscosity behavior with respect to a temperature change by using a cooling liquid composition containing a specific alkyl ether, thereby using the cooling liquid composition. It is an invention that realizes more stable operation of the apparatus.
The kinematic viscosity in this invention was calculated | required for every temperature from 0 to 100 degreeC using the Ubbelohde viscometer based on JISK2283.
その動粘度の挙動とは、動粘度の温度依存性をJIS K2283附属書１に示される動粘度−温度チャートに基づき作図すると、ある中間温度域（つまり、最も急激に動粘度が低下する温度領域）よりも低温域及び高温域においては、おおよそ、温度の対数の値に比例して動粘度の対数の対数の値が減少する傾向を有するが、低温域と高温域の中間である４０〜７０℃付近の中間温度域においてはその比例定数の絶対値がより大きくなる。つまり比例の負の傾きが大きくなるという挙動である。
この結果、本発明の冷却液組成物は低温域及び高温域の間の中間温度域において、低温域および高温域の挙動から予測される動粘度よりも明らかに低い動粘度を示す。
The kinematic viscosity behavior is defined as the temperature dependence of kinematic viscosity based on the kinematic viscosity-temperature chart shown in Annex 1 of JIS K2283. The logarithmic value of the logarithm of the kinematic viscosity tends to decrease in proportion to the logarithmic value of the temperature in the low temperature range and the high temperature range than 40), which is between the low temperature range and the high temperature range. In the intermediate temperature range near ℃, the absolute value of the proportional constant becomes larger. In other words, the behavior is that the negative slope of proportionality increases.
As a result, the coolant composition of the present invention exhibits a kinematic viscosity that is clearly lower than the kinematic viscosity predicted from the behavior of the low temperature region and the high temperature region in the intermediate temperature region between the low temperature region and the high temperature region.
このため、例えば４０℃以下の低温下においては、冷却液組成物の動粘度は十分に高いので流動性が小さいものである。このため、２５℃における冷却液組成物の動粘度を８．５mm2/s以上、好ましくは１０mm2/s以上、より好ましくは１２mm2/s以上、更に好ましくは１５mm2/s以上とすることができる。このような状態において装置の運転を開始すると、発生した熱が装置自身の温度上昇と冷却液組成物の温度上昇に費やされる。特に装置が一定温度にまで速やかに温度上昇することにより、装置の安定的な運転状態、より高効率の運転状態に速やかに到達するという効果を発揮できる。 For this reason, for example, at a low temperature of 40 ° C. or lower, the kinematic viscosity of the coolant composition is sufficiently high, so that the fluidity is small. For this reason, the kinematic viscosity of the coolant composition at 25 ° C. should be 8.5 mm 2 / s or more, preferably 10 mm 2 / s or more, more preferably 12 mm 2 / s or more, and even more preferably 15 mm 2 / s or more. Can do. When the operation of the apparatus is started in such a state, the generated heat is consumed for increasing the temperature of the apparatus itself and increasing the temperature of the coolant composition. In particular, when the temperature of the device rises rapidly to a certain temperature, the effect of promptly reaching a stable operation state of the device and a more efficient operation state can be exhibited.
その後、運転を継続させることにより、装置自体は高温となり、さらに高温下において冷却液組成物はさらに流動性が向上するので、より多くの熱量を輸送することができる。また、例えば内燃機関であれば、運転により発生した熱量が、冷却液組成物によってさらに多く輸送されるので、内燃機関の冷却効率が向上し、そのための装置の小型化や、より過酷な運転状況への対応が可能になり、オーバーヒートの発生を防止することができる。
そのような効果を得るためには、冷却液組成物の１００℃における動粘度を１．２mm2/s以下、好ましくは１．０mm2/s以下、さら好ましくは０．９mm2/s以下とすることもできる。
また、温度が上昇するにつれて最も急激に動粘度が低下する温度領域が２５℃〜５０℃の範囲にある場合、その中間温度領域における動粘度の変化を示す指標として、（５０℃における動粘度（mm2/s）／２５℃における動粘度（mm2/s））の値が０．３４以下であることが好ましく、更に好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下であり、この値が小さい程好ましい。
Thereafter, by continuing the operation, the apparatus itself becomes a high temperature, and the fluidity of the coolant composition is further improved at a higher temperature, so that a larger amount of heat can be transported. In addition, for example, in the case of an internal combustion engine, the amount of heat generated by the operation is further transported by the coolant composition, so that the cooling efficiency of the internal combustion engine is improved, and the downsizing of the apparatus for that purpose and the more severe operation situation Can be prevented, and overheating can be prevented.
In order to obtain such an effect, the kinematic viscosity at 100 ° C. of the coolant composition is 1.2 mm 2 / s or less, preferably 1.0 mm 2 / s or less, more preferably 0.9 mm 2 / s or less. You can also
Further, when the temperature range where the kinematic viscosity decreases most rapidly as the temperature rises is in the range of 25 ° C. to 50 ° C., as an index indicating the change in kinematic viscosity in the intermediate temperature range (kinematic viscosity at 50 ° C. ( mm 2 / s) / kinematic viscosity at 25 ° C. (mm 2 / s)) is preferably 0.34 or less, more preferably 0.30 or less, more preferably 0.25 or less. A smaller value is preferable.
また、自動車等の内燃機関の冷却液組成物として使用される場合、冷却液組成物は温度の昇降が繰り返されるため、温度が上昇したときに動粘度が低くなった後、温度が下降したときに元の高い動粘度が維持される必要がある。本発明の冷却液組成物は温度の昇降に対して、常に安定した動粘度を再現でき、性能を長時間維持することができる。 In addition, when used as a coolant composition for an internal combustion engine such as an automobile, the temperature of the coolant composition is repeatedly increased and decreased, so that the kinematic viscosity decreases when the temperature increases and then the temperature decreases. It is necessary to maintain the original high kinematic viscosity. The coolant composition of the present invention can always reproduce a stable kinematic viscosity with respect to the temperature rise and fall, and can maintain the performance for a long time.
本発明の冷却液組成物は、廃熱源から廃熱を熱交換器へ輸送する用途、及び加熱源から熱量を輸送して加熱対象物を加熱する用途に利用することができる。冷却液組成物は、具体的には、例えば自動車用内燃機関及びモーターの冷却液として用いることができる。 The coolant composition of the present invention can be used in applications for transporting waste heat from a waste heat source to a heat exchanger, and applications for transporting heat from a heating source to heat a heating object. Specifically, the coolant composition can be used, for example, as a coolant for automobile internal combustion engines and motors.
以下、具体的に本発明について述べる。
本発明の冷却液組成物は、水溶性有機溶媒及び／又は水からなる基材に、一般式（１）で表されるアルキルエーテルと一般式（２）で表されるアルキルエーテルおよび一般式（３）で表されるアルキルエーテルを添加してなるものであり、熱の発生源である内燃機関用、加熱装置用等、積極的に熱量を輸送させる装置内を循環させる用途に使用するものである。
The present invention will be specifically described below.
The coolant composition of the present invention comprises a base material comprising a water-soluble organic solvent and / or water, an alkyl ether represented by the general formula (1), an alkyl ether represented by the general formula (2), and a general formula ( 3) Addition of alkyl ether represented by 3), used for applications such as internal combustion engines that are heat sources, heating devices, etc., that actively circulate in devices that transport heat. is there.
（水溶性有機溶媒）
本発明にて使用できる水溶性有機溶媒としては、従来から冷却液組成物に使用されてきた水溶性有機溶媒を採用することができる。
このような水溶性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、及びテトラエチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル類が例示され、これらより選択される１種以上を単独又は組み合わせて用いることができる。
これらの内のどの水溶性有機溶媒を選択して使用するかは、使用時の水溶性有機溶媒の濃度、各温度における冷却液組成物の動粘度、一般式（１）、（２）及び（３）のアルキルエーテルの濃度等を考慮して決定することができる。
(Water-soluble organic solvent)
As the water-soluble organic solvent that can be used in the present invention, water-soluble organic solvents that have been conventionally used in coolant compositions can be employed.
Examples of such water-soluble organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, and 1,5-pentane. Diols, glycols such as hexylene glycol, glycerin, ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether , Tetraethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol mono Chirueteru, triethylene glycol monobutyl ether, and glycol ethers such as tetraethylene glycol monobutyl ether can be exemplified, it is possible to use one or more selected from these alone or in combination.
Which of these water-soluble organic solvents is selected and used depends on the concentration of the water-soluble organic solvent at the time of use, the kinematic viscosity of the coolant composition at each temperature, the general formulas (1), (2) and ( It can be determined in consideration of the concentration of the alkyl ether in 3).
本発明において、アルキルエーテルとして含有することが可能である化合物は、上記一般式（１）で表されるアルキルエーテルと上記一般式（２）で表されるアルキルエーテル及び上記一般式（３）で表されるアルキルエーテルである。
冷却液組成物中の水溶性有機溶媒の含有量は、水を含有しない場合には、一般式（１）、（２）及び（３）のアルキルエーテルを除く全ての量を水溶性有機溶媒とすることができ、このときの水溶性有機溶媒の濃度は９０〜９９重量％である。
また本発明の冷却液組成物が水を含有する場合には、水溶性有機溶媒の含有量は１０〜９５重量％とすることができる。
In the present invention, the compound that can be contained as an alkyl ether includes the alkyl ether represented by the general formula (1), the alkyl ether represented by the general formula (2), and the general formula (3). It is an alkyl ether represented.
When the water-soluble organic solvent content in the coolant composition does not contain water, all of the water-soluble organic solvent excluding the alkyl ethers of the general formulas (1), (2) and (3) are used as the water-soluble organic solvent. In this case, the concentration of the water-soluble organic solvent is 90 to 99% by weight.
When the coolant composition of the present invention contains water, the content of the water-soluble organic solvent can be 10 to 95% by weight.
（一般式（１）で表されるアルキルエーテル）
本発明にて用いることができる一般式（１）で表されるアルキルエーテルは、一般式（１）において、Ｒ１が炭素数８〜５０、好ましくは１２〜２４の飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基を示し、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、オレイル、アラキル、ベヘニル、リグノセリル等が挙げられる。そしてＲ１は直鎖状であっても分岐構造であってもよい。
Ａはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示しており、エチレンオキシドのみが付加してなる基、又はプロピレンオキシドのみが付加してなる基でも良く、１分子中にエチレンオキシド及びプロピレンオキシドが共に付加してなる基でもよい。 ｘはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、その範囲は３〜１８、好ましくは４〜１０である。
但し、一般式（１）で表されるアルキルエーテルとして、下記一般式（３）で表されるアルキルエーテルに相当するアルキルエーテルを包含しない。
(Alkyl ether represented by the general formula (1))
The alkyl ether represented by the general formula (1) that can be used in the present invention is, in the general formula (1), R 1 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 50 carbon atoms, preferably 12 to 24 carbon atoms, or An unsaturated aliphatic hydrocarbon group, which includes lauryl, myristyl, palmityl, stearyl, oleyl, aralkyl, behenyl, lignoceryl and the like. R 1 may be linear or branched.
A represents ethylene oxide and / or propylene oxide, and may be a group formed by adding only ethylene oxide or a group formed by adding only propylene oxide, or a group formed by adding both ethylene oxide and propylene oxide in one molecule. But you can. x shows the average addition mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and the range is 3-18, Preferably it is 4-10.
However, the alkyl ether represented by the general formula (1) does not include an alkyl ether corresponding to the alkyl ether represented by the following general formula (3).
（一般式（２）で表されるアルキルエーテル）
本発明にて用いることができる一般式（２）で表されるアルキルエーテルは、一般式（２）において、Ｒ２は炭素数８〜５０、好ましくは１２〜２４の飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基を示し、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、オレイル、アラキル、ベヘニル、リグノセリル等が挙げられる。そしてＲ２は直鎖状であっても分岐構造であってもよい。
Ｂはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示しており、エチレンオキシドのみが付加してなる基、又はプロピレンオキシドのみが付加してなる基でも良く、１分子中にエチレンオキシド及びプロピレンオキシドが共に付加してなる基でもよい。ｙはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｙは３０以上、好ましくは４０以上である。
(Alkyl ether represented by the general formula (2))
The alkyl ether represented by the general formula (2) that can be used in the present invention is, in the general formula (2), R 2 is a saturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 50 carbon atoms, preferably 12 to 24 carbon atoms, or An unsaturated aliphatic hydrocarbon group, which includes lauryl, myristyl, palmityl, stearyl, oleyl, aralkyl, behenyl, lignoceryl and the like. R 2 may be linear or branched.
B represents ethylene oxide and / or propylene oxide, which may be a group formed by adding only ethylene oxide or a group formed by adding only propylene oxide, or a group formed by adding both ethylene oxide and propylene oxide in one molecule. But you can. y represents the average added mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and y is 30 or more, preferably 40 or more.
（一般式（３）で表されるアルキルエーテル）
本発明にて用いることができる一般式（３）で表されるアルキルエーテルは、一般式（３）において、Ｒ３は炭素数１６〜２４のゲルベ分岐構造を有する飽和脂肪族炭化水素基を示す。
ゲルベ分岐構造を有する飽和脂肪族炭化水素基とは、幹となる１つの直鎖飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基の、この一般式（３）で表されるアルキルエーテルにおいて、酸素原子と結合する炭素原子を第１番目の炭素原子とすると、隣接する第２番目の炭素原子に対して、枝となる別の直鎖飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基が結合してなり、この第２番目の炭素原子にて分岐している飽和脂肪族炭化水素基である。
ここで、上記の酸素原子と結合する幹に相当する直鎖飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基の炭素数が８〜１６が好ましく、枝となる別の直鎖飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基の炭素数は４〜１４が好ましい。
Ｃはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示しており、エチレンオキシドのみが付加してなる基、又はプロピレンオキシドのみが付加してなる基でも良く、１分子中にエチレンオキシド及びプロピレンオキシドが共に付加してなる基でもよい。ｚはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｚは３〜１８である。
(Alkyl ether represented by the general formula (3))
The alkyl ether represented by the general formula (3) that can be used in the present invention, in the general formula (3), R 3 represents a saturated aliphatic hydrocarbon group having a Gerve branched structure having 16 to 24 carbon atoms. .
The saturated aliphatic hydrocarbon group having a Guerbet branched structure is an alkyl ether represented by the general formula (3) of one linear saturated aliphatic hydrocarbon group or unsaturated aliphatic hydrocarbon group serving as a trunk. , When the carbon atom bonded to the oxygen atom is the first carbon atom, another linear saturated aliphatic hydrocarbon group or unsaturated aliphatic hydrocarbon that forms a branch with respect to the adjacent second carbon atom A saturated aliphatic hydrocarbon group formed by bonding of groups and branched at this second carbon atom.
Here, the straight-chain saturated aliphatic hydrocarbon group or unsaturated aliphatic hydrocarbon group corresponding to the trunk bonded to the oxygen atom preferably has 8 to 16 carbon atoms, and another straight-chain saturated aliphatic which becomes a branch As for carbon number of a hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, 4-14 are preferable.
C represents ethylene oxide and / or propylene oxide, and may be a group formed by adding only ethylene oxide or a group formed by adding only propylene oxide, or a group formed by adding both ethylene oxide and propylene oxide in one molecule. But you can. z shows the average addition mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and z is 3-18.
（その他成分）
本発明の冷却液組成物には、上述の成分の他、冷却液組成物を使用する装置を構成する金属部分の発錆を防止することを目的として、防錆剤を含有させることが好ましい。防錆剤として、リン酸、硼酸、珪酸、亜硝酸、硝酸、モリブデン酸、脂肪族一塩基酸、脂肪族二塩基酸、芳香族一塩基酸、芳香族二塩基酸及びそれらの塩、トリアゾール、及びチアゾールが挙げられる。
(Other ingredients)
In addition to the components described above, the coolant composition of the present invention preferably contains a rust preventive agent for the purpose of preventing rusting of a metal part constituting an apparatus using the coolant composition. As a rust inhibitor, phosphoric acid, boric acid, silicic acid, nitrous acid, nitric acid, molybdic acid, aliphatic monobasic acid, aliphatic dibasic acid, aromatic monobasic acid, aromatic dibasic acid and salts thereof, triazole, And thiazole.
リン酸塩としては、例えばリン酸、ピロリン酸及びポリリン酸のアルカリ金属塩が挙げられる。ホウ酸塩としては、例えばアルカリ金属塩が挙げられる。ケイ酸塩としては、例えばアルカリ金属塩が挙げられる。亜硝酸塩及び硝酸塩としては、例えばアルカリ金属塩が挙げられる。モリブデン酸塩としては、例えばアルカリ金属塩が挙げられる。 Examples of the phosphate include alkali metal salts of phosphoric acid, pyrophosphoric acid and polyphosphoric acid. Examples of borates include alkali metal salts. Examples of the silicate include alkali metal salts. Examples of nitrite and nitrate include alkali metal salts. Examples of molybdates include alkali metal salts.
脂肪族一塩基酸は、脂肪族一塩基酸塩であってもよい。脂肪族一塩基酸としては、例えばペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸及びステアリン酸が挙げられる。脂肪族一塩基酸塩としては、例えばナトリウム塩及びカリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。 The aliphatic monobasic acid may be an aliphatic monobasic acid salt. Examples of the aliphatic monobasic acid include pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and ricinoleic acid. And stearic acid. Examples of the aliphatic monobasic acid salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt.
脂肪族二塩基酸は、脂肪族二塩基酸塩であってもよい。脂肪族二塩基酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピペリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン２酸、ドデカン２酸、ブラシル酸、及びタプシン酸が挙げられる。脂肪族二塩基酸塩としては、例えばナトリウム塩及びカリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。 The aliphatic dibasic acid may be an aliphatic dibasic acid salt. Examples of aliphatic dibasic acids include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, piperic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanoic acid, dodecanedioic acid, brassic acid, and tapsinic acid. Is mentioned. Examples of the aliphatic dibasic acid salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt.
芳香族一塩基酸は、芳香族一塩基酸塩であってもよい。芳香族一塩基酸としては、例えば安息香酸、ニトロ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸等の安息香酸類、ｐ−トルイル酸、ｐ−エチル安息香酸、ｐ−プロピル安息香酸、ｐ−イソプロピル安息香酸、ｐ−ｔｅｒｔブチル安息香酸などのアルキル安息香酸、一般式ＲＯ−Ｃ６Ｈ４−ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数１〜５のアルキル基）で表されるアルコキシ安息香酸、及び、一般式Ｒ−Ｃ６Ｈ４−ＣＨ＝ＣＯＯＨ（Ｒは炭素数１〜５のアルキル基又はアルコキシ基）で表されるケイ皮酸類（ケイ皮酸、アルキルケイ皮酸及びアルコキシケイ皮酸）が挙げられる。芳香族一塩基酸塩としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。 The aromatic monobasic acid may be an aromatic monobasic acid salt. Examples of the aromatic monobasic acid include benzoic acids such as benzoic acid, nitrobenzoic acid, and hydroxybenzoic acid, p-toluic acid, p-ethylbenzoic acid, p-propylbenzoic acid, p-isopropylbenzoic acid, and p-tert. alkyl benzoate, (R is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms) formula RO-C 6 H 4 -COOH alkoxy benzoic acid represented by such as butyl benzoate and the general formula R-C 6 H 4 - Cinnamic acids represented by CH = COOH (R is an alkyl group or alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms) (cinnamic acid, alkylcinnamic acid and alkoxycinnamic acid) can be mentioned. Examples of the aromatic monobasic acid salt include alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt and lithium salt.
芳香族二塩基酸は、芳香族二塩基酸塩であってもよい。芳香族二塩基酸としては、例えばフタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸が挙げられる。芳香族二塩基酸塩としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。 The aromatic dibasic acid may be an aromatic dibasic acid salt. Examples of the aromatic dibasic acid include phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid. Examples of the aromatic dibasic acid salt include alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt and lithium salt.
トリアゾールは、トリアゾール塩であってもよい。トリアゾールとしては、例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、４−フェニル−１，２，３−トリアゾール、２−ナフトトリアゾール、及び４−ニトロベンゾトリアゾールが挙げられる。トリアゾール塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。 The triazole may be a triazole salt. Examples of the triazole include benzotriazole, tolyltriazole, 4-phenyl-1,2,3-triazole, 2-naphthotriazole, and 4-nitrobenzotriazole. Examples of the triazole salt include alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt and lithium salt.
チアゾールは、チアゾール塩であってもよい。チアゾールとしては、ベンゾチアゾール、及びメルカプトベンゾチアゾールが挙げられる。チアゾール塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩及びリチウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。 The thiazole may be a thiazole salt. Examples of thiazole include benzothiazole and mercaptobenzothiazole. Examples of the thiazole salt include alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt and lithium salt.
防錆剤は、冷却液組成物中に単独で含有させてもよいし、複数種を組み合わせて含有させてもよい。防錆剤の使用量としては冷却液組成物の０．１〜１０重量％となるように使用することが望ましい。 A rust preventive agent may be contained alone in the coolant composition, or may be contained in combination of a plurality of types. The amount of the rust inhibitor used is desirably 0.1 to 10% by weight of the coolant composition.
また本発明の冷却液組成物には、上述の成分の他に、例えば消泡剤、着色剤、酸化防止剤、ｐＨ調整剤、安定剤、湿潤剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、流動点低下剤、耐摩耗剤、紫外線吸収剤、洗浄剤等を必要に応じて適宜加えることができる。 In addition to the above-described components, the cooling liquid composition of the present invention includes, for example, an antifoaming agent, a colorant, an antioxidant, a pH adjuster, a stabilizer, a wetting agent, a metal deactivator, a viscosity index improver, A pour point reducing agent, an antiwear agent, an ultraviolet absorber, a cleaning agent, and the like can be appropriately added as necessary.
以下に本発明の実施例と比較例を示して説明する。
実施例及び比較例
下記表１に、防錆剤を含有する冷却液(Ｉ)の組成を示す。この冷却液(Ｉ)を用いて下記表２〜４に示すように、一般式（１）で表されるアルキルエーテル(１)と一般式（２）で表されるアルキルエーテル（２）、又は一般式（１）で表されるアルキルエーテル(１)と一般式（２）で表されるアルキルエーテル(２)と一般式（３）で表されるアルキルエーテル（３）、カルボキシメチルセルロース(ＣＭＣ)、ポリアクリル酸(ＰＡＡ)、ポリビニルピロリドン(ＰＶＰ)及び水を含有するように混合して実施例及び比較例の冷却液組成物を作成した。
得られた各冷却液組成物について温度を変化させながらJIS K2283に基づき動粘度を測定した。各実施例及び比較例の冷却液組成物の動粘度の温度依存性を表２〜４に示し、この結果をさらに図１〜５にて図示する。この図は、JIS K2283附属書１に示される動粘度−温度チャートに基づき作図されたものであり、縦軸がloglog(動粘度)、横軸がlog(273.15+温度（℃）)の目盛りである。
Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
Examples and Comparative Examples Table 1 below shows the composition of the coolant (I) containing a rust inhibitor. As shown in the following Tables 2 to 4 using this cooling liquid (I), the alkyl ether (1) represented by the general formula (1) and the alkyl ether (2) represented by the general formula (2), or Alkyl ether (1) represented by general formula (1), alkyl ether (2) represented by general formula (2), alkyl ether (3) represented by general formula (3), carboxymethyl cellulose (CMC) The cooling liquid compositions of Examples and Comparative Examples were prepared by mixing so as to contain polyacrylic acid (PAA), polyvinylpyrrolidone (PVP), and water.
The kinematic viscosity was measured based on JIS K2283 while changing the temperature of each of the obtained coolant compositions. Tables 2 to 4 show the temperature dependence of the kinematic viscosities of the coolant compositions of the examples and comparative examples, and the results are further illustrated in FIGS. This figure is based on the kinematic viscosity-temperature chart shown in Annex 1 of JIS K2283. The vertical axis is loglog (kinematic viscosity) and the horizontal axis is log (273.15 + temperature (° C)). is there.
図１〜５によれば、比較例１および２である冷却液（Ｉ）と水、冷却液（Ｉ）のみからなる冷却液は温度上昇につれて直線的に動粘度が低下する。しかしながら、本発明の範囲のアルキルエーテルを添加した実施例１〜４の冷却液は、０℃から温度を上昇させることにより、低温域では一定の負の傾きにより直線的に動粘度が低下する。ここで、低温域では比較例２の冷却液(Ｉ)のみからなる冷却液と同等の高い動粘度を有するため、冷却損失が低減し、速やかにエンジンの最適温度まで上昇させることができる。
さらに加熱を行い５０℃から６０℃になると、その負の傾きが大きくなり急激に動粘度が低下する傾向が現れ、さらに高温になると再び低温域での傾きと同程度となる。この高温域では比較例１の冷却液（Ｉ）と水からなる冷却液と同等の動粘度特性を示すため、エンジンを効率的に冷却することが可能となり、オーバーヒートを防止できる。
一方、比較例３〜５である一般的に増粘剤として使用されるＣＭＣ、ＰＡＡ、ＰＶＰを添加した冷却液の低温域での動粘度は、アルキルエーテルを添加した実施例１とほぼ同等の動粘度挙動を示すが、５０℃をこえても動粘度が低下する傾向は現れず、高温域まで同じ傾きのまま、動粘度が低下する。
According to FIGS. 1 to 5, the kinematic viscosity of the cooling liquid (I), which is Comparative Examples 1 and 2 and composed of only water and the cooling liquid (I) linearly decreases as the temperature rises. However, in the cooling liquids of Examples 1 to 4 to which the alkyl ether in the range of the present invention is added, the kinematic viscosity is linearly decreased by a constant negative slope in the low temperature range by increasing the temperature from 0 ° C. Here, in the low temperature range, since it has a high kinematic viscosity equivalent to that of the coolant (I) of Comparative Example 2 alone, the cooling loss is reduced, and the temperature can be quickly raised to the optimum temperature of the engine.
When heating is further performed and the temperature is changed from 50 ° C. to 60 ° C., the negative gradient increases and the kinematic viscosity tends to decrease rapidly. When the temperature is further increased, the gradient again becomes comparable to the gradient in the low temperature range. In this high temperature range, the kinematic viscosity characteristic equivalent to that of the coolant (I) of Comparative Example 1 and water is exhibited, so that the engine can be efficiently cooled and overheating can be prevented.
On the other hand, the kinematic viscosity in the low temperature range of the cooling liquid to which CMC, PAA, and PVP which are generally used as thickeners as Comparative Examples 3 to 5 are added is almost the same as that of Example 1 to which alkyl ether is added. Although the kinematic viscosity behavior is shown, the kinematic viscosity does not tend to decrease even when the temperature exceeds 50 ° C., and the kinematic viscosity decreases with the same inclination up to the high temperature range.
比較例６〜１０である一般式（１）で表されるアルキルエーテル（１）と一般式（２）で表されるアルキルエーテル（２）のみを添加した冷却液、および一般式（１）で表されるアルキルエーテル（１）と一般式（２）で表されるアルキルエーテル（２）と本発明範囲以外のアルキルエーテルを添加した冷却液は、実施例１〜４と同様に低温域では高い動粘度を有し、高温域では急激に低い動粘度に変化するため、上述のようにエンジンを円滑に作動させることが可能となる。
しかしながら、比較例６〜１０である一般式（１）で表されるアルキルエーテル（１）と一般式（２）で表されるアルキルエーテル（２）のみを含有する冷却液組成物および一般式（１）で表されるアルキルエーテル（１）と一般式（２）で表されるアルキルエーテル（２）と本発明範囲以外のアルキルエーテルを添加した冷却液組成物は、１００℃に一定時間加熱した後の２５℃における動粘度は２４時間で低下し、加熱前に比べて５０％以下まで低下する。これは、自動車等の内燃機関用冷却液として使用した場合、性能が落ちていくことを示す。
特に比較例９及び１０においては、３つ目のアルキルエーテルとして、本発明の範囲外であるゲルベ分岐ではない直鎖状のアルキルエーテルを含有しているため、動粘度残存率が明らかに低下する。
In Comparative Examples 6 to 10, a cooling liquid in which only the alkyl ether (1) represented by the general formula (1) and the alkyl ether (2) represented by the general formula (2) were added, and the general formula (1) The cooling liquid to which the alkyl ether (1) represented, the alkyl ether (2) represented by the general formula (2), and an alkyl ether other than the range of the present invention is added is high in the low temperature range as in Examples 1 to 4. Since it has a kinematic viscosity and rapidly changes to a low kinematic viscosity in a high temperature range, the engine can be operated smoothly as described above.
However, the cooling liquid composition containing only the alkyl ether (1) represented by the general formula (1) and the alkyl ether (2) represented by the general formula (2), which are Comparative Examples 6 to 10, and the general formula ( The coolant composition to which the alkyl ether (1) represented by 1), the alkyl ether (2) represented by the general formula (2) and an alkyl ether other than the scope of the present invention were added was heated to 100 ° C. for a certain time. Later, the kinematic viscosity at 25 ° C. decreases in 24 hours, and decreases to 50% or less compared to before heating. This indicates that the performance declines when used as a coolant for an internal combustion engine such as an automobile.
In particular, in Comparative Examples 9 and 10, since the third alkyl ether contains a linear alkyl ether that is not a gel branch which is outside the scope of the present invention, the kinematic viscosity residual ratio is clearly reduced. .
これらの比較例に対して、実施例１〜４である一般式（１）で表されるアルキルエーテル（１）、一般式（２）で表されるアルキルエーテル（２）及び一般式（３）で表されるアルキルエーテル（３）を添加した冷却液は、１００℃に一定時間加熱した後の２５℃における動粘度は、ほとんど低下せず、７０％以上維持している。これは、自動車等の内燃機関用冷却液として使用した場合、長期にわたって性能を維持することを示す。 In contrast to these comparative examples, the alkyl ether (1) represented by the general formula (1), the alkyl ether (2) represented by the general formula (2) and the general formula (3) which are Examples 1 to 4. In the cooling liquid added with the alkyl ether (3) represented by the formula, the kinematic viscosity at 25 ° C. after heating to 100 ° C. for a certain time hardly decreases, and is maintained at 70% or more. This indicates that the performance is maintained over a long period of time when used as a coolant for an internal combustion engine such as an automobile.
※：ｐＨ７．６相当まで中和するのに必要な量
PAA：ポリアクリル酸Na塩(重量平均分子量6,000)
PVP：ポリビニルピロリドン(重量平均分子量1,200,000)
PAA: Polyacrylic acid sodium salt (weight average molecular weight 6,000)
PVP: Polyvinylpyrrolidone (weight average molecular weight 1,200,000)
アルキルエーテル(2)→ポリオキシエチレンドデシルエーテル
Claims (6)
Ｒ１−Ｏ−Ａｘ−Ｈ （１）
式中、Ｒ１は炭素数８〜５０の直鎖状又は分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基又は直鎖状又は分岐構造の不飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ａはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示し、ｘはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｘは３〜１８である。
Ｒ２−Ｏ−Ｂｙ−Ｈ （２）
式中、Ｒ２は炭素数８〜５０の直鎖状又は分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基又は直鎖状又は分岐構造の不飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ｂはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示し、ｙはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｙは３０以上である。
Ｒ３−Ｏ−Ｃｚ−Ｈ （３）
式中、Ｒ３は炭素数１６〜２４のゲルベ分岐構造を有する飽和脂肪族炭化水素基又は不飽和脂肪族炭化水素基を示し、Ｃはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドを示し、ｚはエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドの平均付加モル数を示し、ｚは３〜１８である。 Contains an alkyl ether represented by the following general formula (1), an alkyl ether represented by the following general formula (2) and an alkyl ether represented by the following general formula (3), and water and / or a water-soluble organic solvent. A cooling liquid composition.
R 1 —O—Ax—H (1)
In the formula, R 1 represents a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 50 carbon atoms or a linear or branched unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and A represents ethylene oxide and / or propylene. X represents an average addition mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and x is 3 to 18.
R 2 -O-By-H ( 2)
In the formula, R 2 represents a linear or branched saturated aliphatic hydrocarbon group having 8 to 50 carbon atoms or a linear or branched unsaturated aliphatic hydrocarbon group, and B represents ethylene oxide and / or propylene. Represents an oxide, y represents an average addition mole number of ethylene oxide and / or propylene oxide, and y is 30 or more.
R 3 —O—Cz—H (3)
In the formula, R 3 represents a saturated aliphatic hydrocarbon group or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group having a Gerve branched structure having 16 to 24 carbon atoms, C represents ethylene oxide and / or propylene oxide, z represents ethylene oxide and / or Or the average addition mole number of propylene oxide is shown, and z is 3-18.
The coolant composition according to claim 1, comprising at least one antifoaming agent.
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