JP2016138204A - 冷却液組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一般式(1)で表されるアルキルエーテル、及び一般式(2)で表されるトリブロック共重合体と、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−An−H (1)
式中、R1は炭素数8〜30の直鎖状若しくは分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基、又は直鎖状若しく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、n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で3〜18を示す。
HO(CH2CH2O)a(CHCH3CH2O)b(CH2CH2O)cH (2)
式中、a及びcはエチレンオキシドの平均付加モル数で、aとcは共に5〜200の範囲であり、bはプロピレンオキシドの平均付加モル数で、10〜80の範囲を示す。
【選択図】なし
Description
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。
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。
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温度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、運転開始直後の冷却液組成物を低粘度化させると、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、かつ定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。
しかしながら、通常、冷却液はエンジン内部を循環させるため、ウォーターポンプ等のポンプにより強いせん断力を受けるが、このせん断力により動粘度を高く維持することが困難であった。
1.一般式(1)で表されるアルキルエーテル、及び一般式(2)で表されるトリブロック共重合体と、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−An−H (1)
式中、R1は炭素数8〜30の直鎖状若しくは分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基、又は直鎖状若しく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、n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で3〜18を示す。
HO(CH2CH2O)a(CHCH3CH2O)b(CH2CH2O)cH (2)
式中、a及びcはエチレンオキシドの平均付加モル数で、aとcは共に5〜200の範囲であり、bはプロピレンオキシドの平均付加モル数で10〜80の範囲を示す。
2.さらに一般式(3)で表されるアルキルエーテルを含有する1に記載の冷却液組成物。
R2−O−Bm−H (3)
式中R2は炭素数8〜60の直鎖状若しくは分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基、又は直鎖状若しく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、m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で20以上の数を示す。
3.25℃における動粘度が8.5mm2/s以上、かつ100℃における動粘度が2.0mm2/s以下である1又は2に記載の冷却液組成物。
4.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1〜3のいずれかに記載の冷却液組成物。
5.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4に記載の冷却液組成物。
6.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4に記載の冷却液組成物。
7.少なくとも1種以上の消泡剤を含有する1〜6のいずれかに記載の冷却液組成物。
そのため、温度変化に対してこれまでにない動粘度の挙動、つまり低温域においては特に高い動粘度を示し、高温域においては特に低い動粘度を示すという性質を備え、加えて、100℃加熱後又はせん断試験後の25℃での動粘度もやはり高いものを得ることができた。
本発明は、特定のアルキルエーテルと特定のトリブロック共重合体を併用してなる冷却液組成物とすることにより、上記のような顕著な効果を得ることができた。
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求めたものである。
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2.0mm2/s以下、好ましくは1.2mm2/s以下、さらに好ましくは0.9mm2/s以下とすることもできる。
本発明の冷却液組成物は、水溶性有機溶媒又は水溶性有機溶媒と水からなる基材に、一般式(1)で表されるアルキルエーテルと一般式(2)で表されるトリブロック共重合体を添加してなるものを基本とし、さらに、一般式(3)で表されるアルキルエーテルを含有することができ、熱の発生源である内燃機関用、加熱装置用等、積極的に熱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。
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、メチルアルコール、エチルアルコール、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、プロピレングリコール、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)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。
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としては10〜95重量%とすることができる。
本発明にて用いることができる一般式(1)R1−O−An−H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8〜30、好ましくは12〜26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R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。
n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。
一般式(1)で表されるアルキルエーテルにおいて、これらのRやnの値を調整することにより、適切な動粘度特性のものを得る。
本発明にて使用される、一般式(2)HO(CH2CH2O)a(CHCH3CH2O)b(CH2CH2O)cHで示されるトリブロック共重合体において、平均付加モル数aとcは共に5〜200の範囲であり、好ましくは10〜150である。aとcの値は同じでも良く、互いに異なっていてもよい。
また平均付加モル数bは10〜80の範囲であり、好ましくは15〜70である。
トリブロック共重合体において、これらのa〜cの値を調整することにより、適切な動粘度特性のものを得る。
また、トリブロック共重合体は、a、b、cの数値が異なる2種類以上のトリブロック共重合体を併用することもできる。
本発明にて用いることができる一般式(3)R2−O−Bm−Hで表されるアルキルエーテルは、一般式(3)において、R2は炭素数8〜60、好ましくは12〜54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。m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、mは20以上、好ましくは30以上、さらに好ましくは40以上である。
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。
そしてこれらの冷却液組成物について、25℃及び100℃での動粘度を測定し、さらに100℃に加熱後の冷却液組成物の25℃における動粘度を測定し、またせん断試験後の冷却液組成物の25℃における動粘度を測定した。
その結果を以下の表2に示す。
Claims (7)
- 一般式(1)で表されるアルキルエーテル、及び一般式(2)で表されるトリブロック共重合体と、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−An−H (1)
式中、R1は炭素数8〜30の直鎖状若しくは分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基、又は直鎖状若しく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、n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で3〜18を示す。
HO(CH2CH2O)a(CHCH3CH2O)b(CH2CH2O)cH (2)
式中、a及びcはエチレンオキシドの平均付加モル数で、aとcは共に5〜200の範囲であり、bはプロピレンオキシドの平均付加モル数で、10〜80の範囲を示す。 - さらに一般式(3)で表されるアルキルエーテルを含有する請求項1に記載の冷却液組成物。
R2−O−Bm−H (3)
式中R2は炭素数8〜60の直鎖状若しくは分岐構造の飽和脂肪族炭化水素基、又は直鎖状若しく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、m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で20以上の数を示す。 - 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2.0mm2/s以下である請求項1又は2に記載の冷却液組成物。
- 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種以上を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の冷却液組成物。
- 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請求項4に記載の冷却液組成物。
- 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請求項4に記載の冷却液組成物。
- 少なくとも1種以上の消泡剤を含有する請求項1〜6のいずれかに記載の冷却液組成物。
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