JP7096810B2 - 熱伝達システムにおける腐食を抑制するための熱伝達流体及び方法 - Google Patents

熱伝達システムにおける腐食を抑制するための熱伝達流体及び方法 Download PDF

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Description

[0001]本発明は、概して熱伝達流体に関し、幾つかの態様においては熱伝達システムにおける腐食を抑制するための熱伝達流体に関する。
[0002]現在の自動車エンジンは、一般にそれらの冷却システムの長期的な通年保護を与える熱伝達流体(液体クーラント)を必要とする。熱伝達流体の主要な要件は、それらが、効率的な燃料経済性及び潤滑のためにエンジンの温度を制御及び維持し、凍結、吹きこぼれ、又はオーバーヒートによるエンジンの故障を防ぐために効率的な熱伝達を与えることである。熱伝達流体の更なる主要な要件は、それが広範囲の温度及び運転条件にわたって全ての冷却システムの金属の腐食保護を与えることである。アルミニウム又はアルミニウム合金から製造されるエンジンブロック、シリンダーヘッド、ウォーターポンプ、熱交換器、及び他の部品のためのアルミニウム腐食保護が特に重要である。金属保護に加えて、腐食保護は、熱伝達流体が過剰の熱を放散させるためにエンジンからラジエーターに伝達するその主要な機能を果たすことを助ける。
[0003]自動車用冷却システムにおいて生起する可能性がある通常の腐食に関連する問題としては、(1)シリンダーヘッド及びシリンダーブロックのキャビテーション腐食及び発錆;(2)ウォーターポンプにおけるシールの漏れ、ベローズシールの破損、及びキャビテーション腐食;(3)ラジエーター及びヒーターコアにおけるソルダーブルーム(solder bloom)、スケール及び堆積物の形成、並びに孔食;(4)サーモスタットの固着;及び/又は(5)ホース接続部(hose necks)における隙間腐食;が挙げられる。更に、条件によって、冷却システム内の影響を受けやすい位置において、浸食腐食、電解腐食、堆積物下腐食、及び/又は迷走電流腐食が起こる可能性がある。
[0004]異なる種類の金属を用いて冷却システムの種々の部品を製造することができる。例として、シリンダーブロック、シリンダーヘッド、インテークマニホールド、クーラントポンプ、及びパワーエレクトロニクスデバイスの筺体のために、鋳鉄及び鋳造アルミニウム合金を用いることができ;ラジエーター及びヒーターコアのために鍛造アルミニウム及び銅合金を用いることができ;黄銅又は銅製のラジエーター又はヒーターコアの部品を接合するためにはんだを用いることができ;シリンダーヘッドガスケット、並びにフリーズプラグ、クーラントポンプハウジング筺体、及びクーラントポンプインペラーのような小さな部品のために鋼鉄を用いることができ;サーモスタットにおいて銅合金を用いることができる。
[0005]エンジンクーラント中の主要な腐食抑制剤(例えばニトライト)の急速な減少がクーラント溶液のpHの相当な上昇と一緒にこの分野において観察され、また実験室試験においても確認された。このようなクーラントに対する変化は、その腐食保護性能に悪影響を与え、その安定性に影響を及ぼす可能性がある。試験結果は、かかるクーラントの変化は、エンジン冷却システム運転条件下で、制御雰囲気ろう付け(CAB)技術によって製造された熱交換器のアルミニウム表面と接触した後に最も多く表れることを示している。CABプロセスの後にアルミニウム表面上に残留するカリウムフルオロアルミネートフラックス残渣は、エンジンクーラントの化学特性及び保護性能の変化において主要な役割を果たす可能性がある。燃料経済性を向上させるためにより軽量でより小型の伝動機構を開発すること、及びエンジン冷却システムにおいてCAB技術によって製造されるアルミニウム熱交換器の使用を増加させて、他の技術(例えば機械的組立又は真空ろう付け)によって従来製造されていたものを置き換えることは、実地使用中にエンジンクーラントにおいて観察される変化に寄与する可能性がある。
[0006]アルミニウム又はアルミニウム合金から製造される部品(例えば、エンジンブロック、シリンダーヘッド、ウォーターポンプ、熱交換器など)の腐食保護、CABプロセスによって製造される熱伝達システム部品(例えば熱交換器)の腐食保護、及び高温における腐食保護(例えば、排気ガス再循環又はEGRを備えた自動車のための冷却システムにおけるもの)が興味深い。
[0007]本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ規定され、この概要の中の記述によっていかなる程度にも影響されない。
[0008]序論として、本発明による第1の熱伝達流体濃縮液は、(a)凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;(b)有機ホスフェート;(c)カルボン酸又はその塩;並びに(d)アルカリ土類金属イオン、アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;を含む。
[0009]本発明による第2の熱伝達流体濃縮液は、(a)凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ(ここで、前記凝固点降下剤は、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約99重量%の範囲の量で存在する);(b)有機ホスフェート(ここで、前記有機ホスフェートは、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.002重量%~約5重量%の範囲の量で存在する);(c)カルボン酸又はその塩(ここで、前記カルボン酸又はその塩は、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約10重量%の範囲の量で存在し、前記カルボン酸は1種類又は複数のC~C20カルボン酸を含み、前記1種類又は複数のC~C20カルボン酸は、個々に、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される);(d)前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約200mg/L以下の濃度のカルシウムイオン;(e)前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約150mg/L以下の濃度のマグネシウムイオン;(f)前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約3重量%の範囲の量で存在するアゾール化合物;及び(g)場合によっては、無機ホスフェート、リチウムイオン、亜鉛イオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、モリブデートイオン、ホスホネート、ホスフィネート、アクリレートベースのポリマー、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される更なる成分;を含む。
[0010]本発明による使用準備済(ready-to-use)の熱伝達流体は、水、及び上記に記載したタイプの熱伝達流体濃縮液を含む。熱伝達流体濃縮液は、熱伝達流体の全体積を基準として約30体積%~約60体積%の範囲の量で存在する。
[0011]熱伝達システムにおいて腐食を抑制するための本発明による方法は、熱伝達システムの少なくとも一部を、上記に記載したタイプの熱伝達流体と接触させることを含む。
[0012]図1は、排熱熱伝達(heat rejection heat transfer)条件下で25体積%クーラント濃縮液+100ppm塩化物イオンの中に6時間浸漬したAA319鋳造アルミニウム合金電極について得られたアノード分極曲線の測定結果を示す。
[0013]長い耐用年数を確保し、設計機能を実現させるためには、自動車用冷却システムにおいて用いる金属部品は、エンジンクーラントによる腐食から保護されなければならない。更に、エンジンクーラントは、冷却システムにおいて用いられる非金属(例えば、ホース、ガスケット、及びプラスチック)と適合性でなければならない。冷却システムにおいて用いられる材料の過度の腐食又は劣化は、材料又は部品の強度の相当な減少、システムからのクーラントの損失、及びその後の1以上の冷却システム部品の機能不良を引き起こす可能性がある。これらの事象の全てがエンジンの故障をもたらす可能性がある。更に、比較的軽い腐食であっても腐食生成物の形成を引き起こす可能性があり、これにより熱伝達表面上にスケール又は堆積物が形成される可能性がある。これらのスケール又は堆積物は、熱伝達率を大きく減少させる可能性がある。非多孔質のスケールに関する熱伝導率は25℃において約1.04~3.46W/mKであり、堆積物又は多孔質のスケールのそれは25℃において約0.35W/mKになる可能性がある。これらの値は、冷却システムにおいて用いられる種々の金属の熱伝導率(例えば、銅に関しては25℃において401W/mK;アルミニウムに関しては25℃において250W/mK;マグネシウムに関しては25℃において156W/mK;アドミラルティー黄銅に関しては25℃において109W/mK;鋳鉄に関しては25℃において55W/mK;又はステンレススチールに関しては25℃において16W/mK)よりも遙かに低い。要するに、スケール及び堆積物の熱伝導率は、500℃において断熱材料として用いられる粘土質耐火レンガの範囲内(1.4W/mK)である。過度のスケール又は腐食生成物の堆積はまた、ラジエーター及びヒーターコアチューブ内におけるクーラントの流れの制限、更にはヒーターコア及び/又はラジエーターの閉塞をも引き起こす可能性もある。相当な熱伝達率の減少及びクーラントの流れの制限は、エンジンのオーバーヒートを引き起こす可能性がある。
[0014]冷却システムにおける種々の金属部品に関して信頼できる腐食保護を与えることに加えて、エンジンクーラントはまた、自動車用の通年使用の機能性流体として用いるためのその要件を満たすために、次の特性:高い熱伝導率;高い熱容量又は高い比熱;使用温度範囲内における良好な流動性;高い沸点;低い凝固点;低い粘度;低い毒性及び使用安全性;コスト有効性及び適切な供給量;使用温度及び使用条件にわたる化学的安定性;低い発泡傾向;並びに良好な材料適合性(即ち、システム材料(金属材料及び非金属材料の両方を含む)を腐食せず、浸食せず、又は劣化させない性質);も有していなければならない。下記において記載する熱伝達流体濃縮液を用いて、上記に記載の特性の1以上を与えることができる。
[0015]本発明によれば、熱伝達流体濃縮液、及び熱伝達流体濃縮液から(例えば水で希釈することによって)誘導される使用準備済の熱伝達流体は、腐食抑制に関して配合物の複数の成分の間の相乗効果を示す。下記において更に記載するように、相乗効果を有する熱伝達流体濃縮液及びそれから誘導される使用準備済の熱伝達流体は、1種類以上の有機ホスフェート(ホスフェートエステルとしても知られる)を含む。
[0016]本明細書及び添付の特許請求の範囲の全体にわたって、以下の定義を理解すべきである。
[0017]「ヘテロ原子」という用語は、炭素及び水素以外の任意の原子を指す。本発明によるヘテロ原子の代表例としては、窒素、酸素、イオウなどが挙げられるが、これらに限定されない。
[0018]「アルキル」という用語は、幾つかの態様においては1~24個の炭素原子を含む、置換又は非置換で、直鎖、分岐、又は環式の炭化水素鎖を指す。本発明による非置換アルキル基の代表例としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、イソブチル、tert-ブチル、sec-ブチル、シクロブチル、ペンチル、シクロペンチル、ヘキシル、シクロヘキシルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
[0019]「アルケニル」という用語は、少なくとも1つの二重結合、及び幾つかの態様においては2~24個の炭素原子を含む、置換又は非置換で、直鎖、分岐、又は環式の不飽和炭化水素鎖を指す。本発明による代表的な非置換アルケニル基としては、エテニル又はビニル(-CH=CH)、1-プロペニル、2-プロペニル又はアリル(-CH-CH=CH)、1,3-ブタジエニル(-CH=CHCH=CH)、1-ブテニル(-CH=CHCHCH)、ヘキセニル、ペンテニル、1,3,5-ヘキサトリエニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、シクロアルケニル基は、5~8個の炭素原子及び少なくとも1つの二重結合を有する。本発明による代表的なシクロアルケニル基としては、シクロヘキサジエニル、シクロヘキセニル、シクロペンテニル、シクロヘプテニル、シクロオクテニル、シクロヘキサジエニル、シクロヘプタジエニル、シクロオクタトリエニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
[0020]「アルコキシ」という用語は、置換又は非置換の-O-アルキル基を指す。本発明による代表的な非置換アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、tert-ブトキシなどが挙げられるが、これらに限定されない。
[0021]「シロキシ」及び「シリルオキシ」という用語は、ケイ素置換酸素基を指す。シロキシ基のケイ素含有部分は、置換又は非置換であってよい。本発明による代表的なシロキシ基としては、トリメチルシリルオキシ(-OSi(CH)、トリエチルシリルオキシ(-OSi(CHCH)、トリイソプロピルシロキシ(-OSi(i-Pr))、tert-ブチルジメチルシリルオキシ(-OSi(tert-Bu)(CH)などが挙げられるが、これらに限定されない。
[0022]「アルキニル」という用語は、少なくとも1つの三重結合、及び幾つかの態様においては2~20個の炭素原子を含む、置換又は非置換で、直鎖、分岐、又は環式の不飽和炭化水素鎖を指す。
[0023]「アリール」という用語は、4~20炭素原子の、置換又は非置換の単環式、二環式、又は多環式の芳香環系を指す。本発明による代表的なアリール基としては、ベンゼン、置換ベンゼン(例えば、トルエン、キシレン類、スチレン)、ナフタレン、アントラセン、ビフェニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
[0024]「アミノ」という用語は、非置換又は置換アミノ(-NH)基を指す。アミンは、第1級(-NH)、第2級(-NHR)、又は第3級(-NR)(ここで、R及びRは同じか又は異なる)であってよい。本発明による代表的な置換アミノ基としては、メチルアミノ、ジメチルアミノ、エチルアミノ、ジエチルアミノ、2-プロピルアミノ、1-プロピルアミノ、ジ(n-プロピル)アミノ、ジ(イソプロピル)アミノ、メチル-n-プロピルアミノ、tert-ブチルアミノなどが挙げられるが、これらに限定されない。
[0025]「ハロゲン」という用語は、フッ素、塩素、ヨウ素、又は臭素を指す。
[0026]「複素環式」という用語は、3~24個の炭素原子(幾つかの態様においては4~22個の炭素原子;他の態様においては6~20個の炭素原子)、及び少なくとも1つのヘテロ原子(幾つかの態様においては1~3個のヘテロ原子)を含む、飽和、部分飽和、又は芳香族環系を指す。環は、場合によっては1以上の置換基で置換されていてもよい。更に、環は、単環式、二環式、又は多環式であってよい。本明細書において用いる「複素環式」という用語は、「ヘテロアリール」の用語を包含する。環中に含められる代表的なヘテロ原子としては、窒素、酸素、及びイオウが挙げられるが、これらに限定されない。本発明による代表的な複素環式基としては、アジリジン、アジリン、オキシラン、オキシレン、チイラン、チイレン、ジアジリン、オキサジリジン、ジオキシラン、アゼチジン、アゼト、オキセタン、オキセト、チエタン、チエト、ジアゼチジン、ジオキセタン、ジオキセト、ジチエタン、ジチエト、ピロリジン、テトラヒドロフラン、チオラン、イミダゾリジン、ピラゾリデン、オキサゾリジン、イソオキサゾリジン、チアゾリジン、イソチアゾリデン、ジオキソラン、ジチオラン、フラザン、オキサジアゾール、ジチアゾール、テトラゾール、ピペリジン、オキサン、ピラン、チアン、チオピラン、ピペラジン、ジアジン、モルホリン、オキサジン、チオモルホリン、チアジン、ジオキサン、ジオキシン、ジチアン、ジチイン、トリオキサン、トリチアン、テトラジン、アゼパン、アゼピン、オキセパン、オキセピン、チエパン、チエピン、ホモピペラジン、ジアゼピン、チアゼピン、アゾカン、アゾシン、アクリジン、ベンゾチアゾリン、ベンズイミダゾール、ベンゾフラン、ベンゾチアペン、ベンズチアゾール、ベンゾチオフェニル、カルバゾール、シンノリン、フラン、イミダゾール、1H-インダゾール、インドール、イソインドール、イソキノリン、イソチアゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、オキサジアゾール類(例えば1,2,3-オキサジアゾール)、フェナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、フタラジン、プテリジン、プリン、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、ピリジン、ピリミジン、ピロール、キナゾリン、キノリン、キノキサリン、チアゾール、チアジアゾール類(例えば1,3,4-チアジアゾール)、チオフェン、トリアジン(例えば1,3,5-トリアジン)、トリアゾール類(例えば1,2,3-トリアゾール)などが挙げられるが、これらに限定されない。
[0027]「置換」という用語は、骨格構造(例えば、アルキル骨格、アルケニル骨格、複素環式骨格等)上への1以上の置換基の随意的な結合を指す。本発明にしたがって用いるための代表的な置換基としては、ヒドロキシル、アミノ(-NH、-NHR、-NR)、オキシ(-O-)、カルボニル(-CO-)、チオール、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、ハロ、ニトリル、ニトロ、アリール、及びヘテロシクリル基が挙げられるが、これらに限定されない。これらの置換基は、場合によっては1~3個の置換基で更に置換されていてよい。置換された置換基の例としては、カルボキサミド、アルキルメルカプト、アルキルスルホニル、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、カルボキシレート、アルコキシカルボニル、アルキルアリール、アラルキル、アルキルヘテロシクリル、ヘテロシクリルアリール、ハロアルキルなどが挙げられるが、これらに限定されない。置換基は、本発明の反応を実質的に化学的に妨げてはならない(例えば反応物質との交差反応、反応の停止などを起こしてはならない)。
[0028]下記に記載する種々の代表的な態様の構成要素及び特徴は、異なるように組み合わせて、同様に本発明の範囲内である新しい態様を生成させることができることを理解すべきである。
[0029]概略紹介として、本発明による熱伝達流体濃縮液は、(a)凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;(b)有機ホスフェート;(c)カルボン酸又はその塩;並びに(d)アルカリ土類金属イオン、アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;を含む。
[0030]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、場合によっては、ホスホネート、ホスフィネート、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、更なる腐食抑制剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される1種類又は複数の更なる成分を更に含む。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液の50%濃度におけるpHは、約6.8~約10.0の間である。
[0031]本発明による熱伝達流体濃縮液は、凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せを含む。本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な代表的な凝固点降下剤としては、アルコール及び複数のアルコールの混合物(例えば、一価アルコール、多価アルコール、及びこれらの混合物)が挙げられるが、これらに限定されない。凝固点降下剤として用いるための代表的なアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、フルフロール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エトキシル化フルフリルアルコール、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、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール、グリセロール-1,2-ジメチルエーテル、グリセロール-1,3-ジメチルエーテル、グリセロールのモノエチルエーテル、ソルビトール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アルコキシアルカノール(例えばメトキシエタノール)など、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0032]幾つかの態様においては、凝固点降下剤は、幾つかの態様においてはエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、グリセロール、及びこれらの組合せからなる群から選択されるアルコールを含む。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、グリコール凝固点降下剤を含む。凝固点降下剤の濃度は、用途に応じて変化させることができる。例として、幾つかの態様においては、凝固点降下剤の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0重量%~約60重量%(例えば、約0重量%~約50重量%、約5重量%~約40重量%、又は約11重量%~約25重量%)の範囲であってよい。他の態様においては、凝固点降下剤の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約99重量%、幾つかの態様においては約10重量%~約99.9重量%(例えば、約30重量%~約99.5重量%、又は約40重量%~約99重量%)の範囲であってよい。幾つかの態様においては、凝固点降下剤の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約15重量%~約99重量%の範囲である。他の態様においては、凝固点降下剤の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約20重量%~約98重量%の範囲である。更なる態様においては、凝固点降下剤の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約20重量%~約96重量%の範囲である。
[0033]本発明による熱伝達流体濃縮液には、凝固点降下剤に加えて、或いはこれに代えて水を含ませることができる。熱伝達流体濃縮液から(例えば希釈によって)誘導される使用準備済の熱伝達流体は、通常は水を含む。幾つかの態様においては、凝固点降下剤を含む本発明による熱伝達流体濃縮液は、水で30体積%~60体積%の溶液に希釈することができる。
[0034]本発明にしたがって用いる水のタイプは制限されない。しかしながら、幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液及び/又は熱伝達流体中において用いる水としては、脱イオン水、脱塩水、軟化水、又はこれらの組合せが挙げられる。幾つかの態様においては、CaCOによる水の硬度は約20ppm未満である。他の態様においては、水の電気伝導度は約300μS/cm未満である。更なる態様においては、CaCOによる水の硬度は約20ppm未満であり、且つ水の電気伝導度は約300μS/cm未満である。水の量は用途に応じて変化させることができる。例として、水の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.1重量%~約90重量%(例えば、約0.5重量%~約70重量%、又は約1重量%~約約60重量%)の範囲であってよい。
[0035]本発明による熱伝達流体濃縮液は、1種類以上の有機ホスフェート(ホスフェートエステルとしても知られる)を含む。幾つかの態様においては、本発明において用いるための有機ホスフェートは、次式(1):
Figure 0007096810000001
(式中、R、R、及びRは、それぞれ独立して、水素、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルキル、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルケニル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルキル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルケニル、又はアルキル、アルケニル、アリール、ホスホノ、ホスフィノ、アルキルアミノ、アミノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される場合によっては置換されている基である)
を有する。有機ホスフェートのR基(即ち、R、R、及び/又はR)が1以上のヘテロ原子を含む幾つかの態様に関しては、1以上のヘテロ原子によって、エーテル結合(例えば-C-O-C-)、スルフィド結合(-C-S-C-)、アミノ結合(-C-N-C-)、又はこれらの組合せが形成されていてよい。
[0036]本発明にしたがって用いるための代表的な有機ホスフェートとしては、エチレングリコールホスフェート;1,2,3-プロパントリオールホスフェート(CAS#:12040-65-2);ホスフェートポリエーテルエステル;C~C12アルキルアルコールエトキシレートリン酸(CAS#:68921-24-4);クレシルエトキシレートのホスフェートエステルのアルカリ金属塩(CAS#:66057-30-5);カリウムクレシルホスフェート(CAS#:37281-48-4);オクチルフェノキシポリエトキシエチルホスフェート;オクチルフェノキシポリエチルホスフェート;ポリエチレングリコールモノ(オクチルフェニル)エーテルホスフェート;式:R-フェニル(CHCHO)ホスフェート(式中、Rは水素又はC~C20(幾つかの態様においてはC~C12)アルキルであり、xは1~30(幾つかの態様においては2~10)に等しい)を有するアルキルフェノキシポリエトキシエチルリン酸のアルカリ金属塩;アルキル又はアリールアシッドホスフェート、例えばイソオクチルアシッドホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、アミルアシッドホスフェート、アミルジハイドロジェンホスフェート、ジアミルハイドロジェンホスフェート、ブチルアシッドホスフェート;及び/又は同類のもの;並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0037]本発明にしたがって用いるのに好適な代表的なホスフェートエステルは、Dow Chemical Company (Midland, MI)、Stepan Company (Northfield, IL)、Solvay S.A./Rhodia Inc. (Brussels,ベルギー)、Ashland Inc. (Covington, KY)、Clariant Corporation (Muttenz,スイス)、PCC Chemax Inc. (Piedmont, SC)、IsleChem LLC (Grand Island, NY)、及びLakeland Laboratories Limited (Manchester,英国)など(しかしながらこれらに限定されない)の多くの供給業者から入手することができる。
[0038]幾つかの態様においては、本発明にしたがって用いる有機ホスフェートは、(a)Dow Chemical CompanyからのTriton(登録商標)H-66、Triton(登録商標)H-55、Triton(登録商標)QS-44、及び/又はTriton(登録商標)XQS-20界面活性剤;(b)RhodiaからのRhodafac(登録商標)H-66又はクレシルエトキシレートのホスフェートエステルのカリウム塩(CAS No. 66057-30-5)、Rhodafac H-66-E又は芳香族エトキシレートホスフェートエステルのカリウム塩、Rhodafac HA-70又はポリオキシエチレンフェニルエステルホスフェートの酸形態(CAS No. 39464-70-5)、Rhodafac PA23又はエトキシル化脂肪アルコールホスフェートエステル(CAS No. 68585-36-4)、及び/又はRhodafac LO/529-E又はエトキシル化アルキルフェノールホスフェートのナトリウム塩(CAS No. 68954-84-7);Stepan CompanyからのC~C12アルキルアルコールエトキシレートリン酸を含むCedephos FA-600(CAS No. 68921-24-4或いはCAS No.68130-47-2)及び/又はMERPOL A(アルコールホスフェート);(d)PCC Chemax Inc.からのChemfac NF-100(98%ポリリン酸、エチレングリコールとのエステル、CAS No.68553-96-8)又はエチレングリコールホスフェート、Chemfac NA-350又は1,2,3-プロパントリオールホスフェート(CAS No. 12040-65-2、Chemfac NA-350中の主成分として)、Chemfac PB-106K(ポリオキシエチレンデシルホスフェート,カリウム塩、又はポリ(オキシ-1,2-エタンジイル),α-イソデシル-ω-ヒドロキシ,ホスフェート,カリウム塩、CAS No. 68071-17-0)、Chemfac PB-184(POEオレイルホスフェート又はポリ(オキシ-1,2-エタンジイル),α-9-オクタデセニル-ω-ヒドロキシ-(Z)-,ホスフェート、CAS No. 39464-69-2)、Chemfac PF-636(ポリ(オキシ-1,2-エタンジイル),α-ヒドロ-ω-ヒドロキシ,ホスフェート、CAS No. 9056-42-2)、Chemfac PB-264(POEエーテルホスフェート又はポリ(オキシ-1,2-エタンジイル),α-ヒドロ-ω-ヒドロキシ,モノ-C12~C14アルキルエーテル,ホスフェート(CAS No. 68511-37-5)、Chemfac NC-096(POE(6)ノニルフェノールホスフェート、又はポリ(オキシ-1,2-エタンジイル),α-(ノニルフェニル)-ω-ヒドロキシ,分岐,ホスフェート、CAS No. 68412-53-3)、Chemfac NB-041(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac NB-042(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac 126(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac NB-159(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac NC-006E(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac NC-0910(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac PB-082(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac PB-104(POE脂肪族ホスフェートエステル)、Chemfac PB-109、Chemfac PB-133、Chemfac PB-135、Chemfac PB-136、Chemfac PB-139、Chemfac PB-253、Chemfac PC-006、Chemfac PC-099、Chemfac PC-188、Chemfac PD-600、Chemfac PD-990、及び/又はChemfac PF-623;(e)Lakeland Laboratories Ltd.からのPA 100、PA 800、PA 800K、及びPA 801のようなホスフェート化アルコール;(f)Lakeland Laboratories Ltd.からのPAE 802、PAE 106、PAE 126、PAE 136、PAE 147、PAE 176、PAE 185、及びPAE 1780のようなホスフェート化アルコールエトキシレート;(g)Lakeland Laboratories Ltd.からのPPE 604、PPE 604K、PPE 154、PPE 156、PPE 159、及びPPE 1513のようなホスフェート化フェノールエトキシレート;(h)及び/又は同類のもの;並びに(i)これらの組合せ;など(しかしながらこれらに限定されない)のホスフェートポリエーテルエステル又はアルコールホスフェートエステルからなる群から選択することができる。
[0039]幾つかの態様においては、本発明にしたがって用いるための有機ホスフェートとしては、アルキル及びアリールアシッドホスフェートが挙げられる。本発明にしたがって用いることができる代表的なアルキル又はアリールアシッドホスフェートとしては、アミルアシッドホスフェート、n-ブチルアシッドホスフェート、メチルアシッドホスフェート、フェニルアシッドホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ジメチルアシッドホスフェート、イソオクチルアシッドホスフェート、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。モノアルキル/アリールアシッドホスフェート、ジアルキル/アリールアシッドホスフェート、又はこれらの組合せを、本発明にしたがって用いることができる。
[0040]幾つかの態様においては、本発明にしたがって用いるための有機ホスフェートとしては、エチレングリコールホスフェート(例えばChemfac NF-100)、ホスフェートポリエーテルエステル(例えばTriton H-66)、又はこれらの組合せが挙げられる。本発明にしたがって用いるのに好適なホスフェートポリエーテルエステルとしては、米国特許3,235,627;3,462,520;3,294,693;及び3,462,520に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
[0041]有機ホスフェートの量は用途に応じて変化させることができる。例として、1種類以上の有機ホスフェートの濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.0025重量%~約10重量%(例えば、約0.005重量%~約5重量%、約0.01重量%~約3重量%、約0.05重量%~約2重量%、又は約0.05重量%~約0.5重量%)の範囲であってよい。この範囲内で、この量は、約0.005重量%以上、幾つかの態様においては約0.01重量%以上であってよい。またこの範囲内で、この量は、約1重量%以下、幾つかの態様においては約0.5重量%以下であってよい。
[0042]本発明による熱伝達流体濃縮液は、1種類又は複数のカルボキシレートを含む。本明細書において用いる「カルボキシレート」という用語は、カルボン酸、その塩、及び1種類以上のカルボン酸と1種類以上のカルボン酸塩の組合せを包含する。用いるのに好適なカルボン酸塩としては、アルカリ金属(例えば、リチウム、ナトリウム、及びカリウム等)の塩、及びアルカリ土類金属(例えば、カルシウム、マグネシウム、及びストロンチウム等)の塩が挙げられる。カルボキシレートは、単一又は複数のカルボキシル基を含んでいてよく、線状又は分岐であってよい。複数のカルボキシレートの組合せを用いることができ、かかる組合せは「カルボキシレート」及び「カルボン酸」の用語に包含されることが明確に意図される。幾つかの態様においては、本発明によるカルボキシレートは4~24個の炭素原子(例えば4~22個の炭素原子)を有する。他の態様においては、本発明によるカルボキシレートは6~20個の炭素原子を有する。カルボキシレートは、脂肪族、芳香族、又は両方の組合せであってよい。幾つかの態様においては、カルボン酸は、C~C20の一塩基性又は二塩基性の脂肪族又は芳香族カルボン酸、及び/又はそのアルカリ金属塩である。幾つかの態様においては、本発明によるカルボキシレートは、炭素、水素、及び酸素から構成され、非酸素ヘテロ原子を含まない。本発明にしたがって用いるための代表的な脂肪族カルボキシレートとしては、2-エチルヘキサン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ネオデカン酸、デカン酸、ノナン酸、イソヘプタン酸、ドデカン酸、セバシン酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な芳香族カルボキシレートとしては、安息香酸、トルイル酸(メチル安息香酸)、tert-ブチル安息香酸、アルコキシ安息香酸(例えば、o-、p-、又はm-アニシン酸のようなメトキシ安息香酸)、サリチル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、フェニル酢酸、マンデル酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0043]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるカルボキシレートは、複数のカルボキシレートを含む。幾つかの態様においては、カルボキシレートは、脂肪族モノカルボキシレート、脂肪族ジカルボキシレート、芳香族モノカルボキシレート、芳香族ジカルボキシレート、又はこれらの組合せを含む。幾つかの態様においては、カルボキシレートは、1種類又は複数のC~C20カルボキシレートを含み、1種類又は複数のC~C20カルボキシレートのそれぞれは、個々に、脂肪族モノカルボキシレート、脂肪族ジカルボキシレート、芳香族モノカルボキシレート、芳香族ジカルボキシレート、及びこれらの組合せからなる群から選択される。幾つかの態様においては、カルボキシレートは、ネオデカン酸、及び少なくとも1種類の更なるC~C20の一塩基性又は二塩基性の脂肪族又は芳香族カルボン酸を含む。幾つかの態様においては、カルボキシレートは、2-エチルヘキサン酸、ネオデカン酸、又はこれらの組合せを含む。
[0044]カルボキシレートの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、カルボキシレートは、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.1重量%~約25重量%、幾つかの態様においては約1重量%~約10重量%の量で存在する。この範囲内で、この量は約1.5重量%以上、幾つかの態様においては約2重量%以上であってよい。またこの範囲内で、この量は約7重量%以下、幾つかの態様においては約5重量%以下であってよい。
[0045]本発明による熱伝達流体濃縮液は、次のリスト:アルカリ土類金属イオン、アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅又は銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分から選択される1つの成分又は1つより多い成分の組合せを含む。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、上述の成分の1以上を明確に排除することができる(例えば、上述の成分の1以上を実質的に「含まなく」することができる)。
[0046]本発明によれば、熱伝達流体濃縮液に、少なくとも1種類の金属イオン(例えば、水溶性金属塩、不溶性又は難水溶性金属化合物、金属酸化物、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せ)を含ませることができる。幾つかの態様においては、金属イオンは、水溶性アルカリ土類金属塩(例えば、カルシウム塩、マグネシウム塩、及び/又はストロンチウム塩)、アルカリ土類金属化合物(例えば、カルシウム化合物、マグネシウム化合物、及び/又はストロンチウム化合物)、アルカリ土類金属酸化物(例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、及び/又は酸化ストロンチウム)、水溶性アルカリ金属塩(例えばリチウム塩)、アルカリ金属化合物(例えばリチウム化合物)、アルカリ金属酸化物(例えば酸化リチウム)、遷移金属塩(例えば亜鉛塩)、遷移金属化合物(例えば亜鉛化合物)、遷移金属酸化物(例えば酸化亜鉛)、及び/又はこれらの組合せから誘導することができる。
[0047]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、水中に溶解することによってアルカリ土類金属イオン(幾つかの態様においては、Ca2+、Mg2+、及び/又はSr2+)を生成する1種類以上の水溶性アルカリ土類金属塩を含む。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、熱伝達流体の他の酸性成分(例えば、カルボン酸及び/又は有機ホスフェート)と混合することによって、熱伝達流体中にアルカリ土類金属イオン(幾つかの態様においては、Ca2+、Mg2+、及び/又はSr2+)を生成する1種類以上の水溶性アルカリ土類金属酸化物を含む。幾つかの態様においては、1種類以上の水溶性アルカリ土類金属塩及び/又は1種類以上のアルカリ土類金属酸化物から誘導されるアルカリ土類金属イオンの濃度は、熱伝達流体濃縮液中において約0mg/L~約200mg/L(即ち約200mg/L以下)の範囲である。
[0048]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、カルシウムイオンの源を与える水溶性アルカリ土類金属塩及び/又はアルカリ金属化合物を含ませることができる。幾つかの態様においては、カルシウムイオンは、1種類又は複数のカルシウム化合物又は塩(例えば、1種類以上の水溶性カルシウム塩)から誘導される。幾つかの態様においては、カルシウムイオンは、室温において水溶液中で少なくとも部分的に解離するように構成される1種類又は複数の水溶性カルシウム塩から誘導される。幾つかの態様においては、1種類又は複数のカルシウム塩は、溶解することによって熱伝達流体濃縮液中で約1~約60mg/Lの間のカルシウムイオン(Ca2+)を生成するように構成される。
[0049]本発明にしたがって用いるためのカルシウム化合物としては、無機カルシウム化合物、及び1つ又は複数のカルボン酸基を含む有機酸のカルシウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な無機カルシウム化合物としては、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、モリブデン酸カルシウム、バナジン酸カルシウム、タングステン酸カルシウム、過塩素酸カルシウム、塩化カルシウム、及び/又は同類のもの、任意の上述の塩の水和物、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な有機酸のカルシウム塩としては、酢酸カルシウム、ギ酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、ポリマレイン酸カルシウム、ポリアクリル酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、グリコール酸カルシウム、グルコヘプトン酸カルシウム、クエン酸カルシウム、酒石酸カルシウム、グルカ酸カルシウム、コハク酸カルシウム、ヒドロキシコハク酸カルシウム、アジピン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、マロン酸カルシウム、スルファミン酸カルシウム、脂肪族トリカルボン酸のカルシウム塩、脂肪族テトラカルボン酸のカルシウム塩、及び/又は同類のもの、任意の上述のカルシウム塩の水和物、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0050]幾つかの態様においては、カルシウム化合物は、カルシウムイオンとホスホネート又はホスフィネートの間で形成されるカルシウム塩、例えばカルシウム-PBTC塩(ここで、PBTCは2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸である)、カルシウム-HEDP塩(ここで、HEDPは1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸である)、カルシウム-HPA塩(ここで、HPAはヒドロキシホスホノ酢酸又は2-ヒドロキシホスホノ酢酸である)、カルシウムホスホノコハク酸塩、カルシウム-PSO塩(ここでPSOは、米国特許6,572,789B1に記載されている単量体、二量体、及びオリゴマーホスフィノコハク酸付加体混合物である)、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せであってよい。
[0051]カルシウムイオン(Ca2+)の濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のカルシウム化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。本明細書において用いる「可溶」という用語は、粒子状の物質が肉眼で視認できる状態で残存してないような溶解の程度を指す。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のCa2+の濃度は、約0mg/L~約200mg/Lの間(即ち約200mg/L以下)である。他の態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のCa2+の濃度は、約0.1mg/L~約150mg/Lの間、約0.1mg/L~約80mg/Lの間、約0.2mg/L~約60mg/Lの間、0.2mg/L~約40mg/L、又は約1mg/L~約60mg/Lの間である。更なる態様においては、カルシウムイオンの濃度は約3mg/L~約40mg/Lの間である。更なる態様においては、カルシウムイオンの濃度は約4mg/L~約30mg/Lの間である。
[0052]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、マグネシウムイオンの源を与える水溶性アルカリ土類金属塩及び/又はアルカリ土類金属化合物を含ませることができる。幾つかの態様においては、マグネシウムイオンは、1種類又は複数のマグネシウム化合物又は塩(例えば1種類以上の水溶性マグネシウム塩)から誘導される。幾つかの態様においては、マグネシウムイオンは、室温において水溶液中で少なくとも部分的に解離するように構成される1種類又は複数の水溶性マグネシウム塩から誘導される。幾つかの態様においては、1種類又は複数のマグネシウム塩は、溶解することによって、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約150mg/L以下のマグネシウムイオンを熱伝達流体濃縮液中に生成するように構成される。
[0053]本発明にしたがって用いるためのマグネシウム化合物としては、無機マグネシウム化合物、及び1つ又は複数のカルボン酸基を含む有機酸のマグネシウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な無機マグネシウム化合物としては、モリブデン酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、タングステン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、塩化マグネシウム、バナジン酸マグネシウム、及び/又は同類のもの、任意の上述のマグネシウム塩の水和物、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な有機酸のマグネシウム塩としては、ギ酸マグネシウム、酢酸マグネシウム、プロピオン酸マグネシウム、ポリアクリル酸マグネシウム、ポリマレイン酸マグネシウム、乳酸マグネシウム、グルコン酸マグネシウム、グリコール酸マグネシウム、グルコヘプトン酸マグネシウム、クエン酸マグネシウム、酒石酸マグネシウム、グルカ酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、ヒドロキシコハク酸マグネシウム、アジピン酸マグネシウム、シュウ酸マグネシウム、マロン酸マグネシウム、スルファミン酸マグネシウム、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0054]幾つかの態様においては、マグネシウム化合物は、マグネシウムイオンとホスホネート又はホスフィネートの間で形成されるマグネシウム塩、例えばマグネシウム-PBTC塩(ここで、PBTCは2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸である)、マグネシウム-HEDP塩(ここで、HEDPは1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸である)、マグネシウム-HPA塩(ここで、HPAはヒドロキシホスホノ酢酸又は2-ヒドロキシホスホノ酢酸である)、マグネシウムホスホノコハク酸塩、マグネシウム-PSO塩(ここでPSOは、米国特許6,572,789B1に記載されている単量体、二量体、及びオリゴマーホスフィノコハク酸付加体混合物である)、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、又はこれらの組合せであってよい。
[0055]マグネシウムイオンの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のマグネシウム化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のマグネシウムイオン(Mg2+)の濃度は、約0mg/L~約200mg/Lの間(即ち約200mg/L以下)である。他の態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のMg2+の濃度は、約0mg/L~約150mg/Lの間(即ち約150mg/L以下)、約1mg/L~約100mg/Lの間、約0.1mg/L~約80mg/Lの間、約0.2mg/L~約40mg/Lの間、又は約1mg/L~約50mg(例えば1mg/L~25mg/L)の間である。更なる態様においては、マグネシウムイオンの濃度は約3mg/L~約80mg/Lの間である。他の態様においては、マグネシウムイオンの濃度は約2mg/L~約35mg/Lの間である。更なる態様においては、マグネシウムイオンの濃度は約4mg/L~約30mg/Lの間である。
[0056]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、ストロンチウムイオンの源を与える水溶性アルカリ土類金属塩及び/又はアルカリ土類金属化合物を含ませることができる。幾つかの態様においては、ストロンチウムイオンは、1種類又は複数のストロンチウム化合物又は塩(例えば1種類以上の水溶性ストロンチウム塩)から誘導される。幾つかの態様においては、ストロンチウムイオンは、室温において水溶液中で少なくとも部分的に解離するように構成される1種類又は複数の水溶性ストロンチウム塩から誘導される。幾つかの態様においては、1種類又は複数のストロンチウム塩は、溶解することによって、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約50mg/L以下のストロンチウムイオンを熱伝達流体濃縮液中に生成するように構成される。
[0057]本発明にしたがって用いるためのストロンチウム化合物としては、無機ストロンチウム化合物、及び1つ又は複数のカルボン酸基を含む有機酸のストロンチウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な無機ストロンチウム化合物としては、水酸化ストロンチウム、酸化ストロンチウム、塩化ストロンチウム、過塩素酸ストロンチウム、硝酸ストロンチウム、ヨウ化ストロンチウム、硫酸ストロンチウム、ホウ酸ストロンチウム、リン酸ストロンチウム、リン酸二水素ストロンチウム、モリブデン酸ストロンチウム、タングステン酸ストロンチウム、チタン酸ストロンチウム、及び/又は同類のもの、任意の上述のストロンチウム塩の水和物、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。ストロンチウム化合物はまた、ストロンチウムイオンと、1以上のカルボン酸基、又は1以上のホスホン酸基、又は1以上のホスフィン酸基、或いはこれらの官能基の組合せを含む有機酸との間に形成されるストロンチウム塩であってもよい。代表的な有機酸のストロンチウム塩としては、ギ酸ストロンチウム、酢酸ストロンチウム、プロピオン酸ストロンチウム、酪酸ストロンチウム、ポリアクリル酸ストロンチウム、乳酸ストロンチウム、ポリマレイン酸ストロンチウム、グルコン酸ストロンチウム、グリコール酸ストロンチウム、グルコヘプトン酸ストロンチウム、クエン酸ストロンチウム、酒石酸ストロンチウム、グルカ酸ストロンチウム、コハク酸ストロンチウム、ヒドロキシコハク酸ストロンチウム、アジピン酸ストロンチウム、シュウ酸ストロンチウム、マロン酸ストロンチウム、スルファミン酸ストロンチウム、セバシン酸ストロンチウム、安息香酸ストロンチウム、フタル酸ストロンチウム、サリチル酸ストロンチウム、ストロンチウム-PBTC(ここで、PBTCは2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸である)の塩、ストロンチウム-HEDP(ここで、HEDPは1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸である)の塩、ストロンチウム-HPA(ここで、HPAはヒドロキシホスホノ酢酸又は2-ヒドロキシホスホノ酢酸である)の塩、ストロンチウムホスホノコハク酸塩、ストロンチウム-PSO(ここでPSOは、単量体、二量体、及びオリゴマーホスフィノコハク酸付加体混合物である)の塩、又はこれらの塩の水和物、或いは上述のストロンチウム化合物の組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0058]ストロンチウムイオンの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のストロンチウム化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のストロンチウムイオン(Sr2+)の濃度は、約0mg/L~約50mg/Lの間(即ち約50mg/L以下)である。他の態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のSr2+の濃度は、約0.1mg/L~約40mg/Lの間、約0.5mg/L~約30mg/Lの間、約1mg/L~約25mg/Lの間、約2mg/L~約20mg/Lの間、又は約4mg/L~約16mgの間である。
[0059]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、1種類又は複数の無機ホスフェートを含ませることができる。本発明にしたがって用いる無機ホスフェートは、水溶液中に溶解することによってホスフェートイオンを生成するように構成される。本発明にしたがって用いるための代表的な無機ホスフェートとしては、オルトホスフェート、例えばリン酸、アルカリ金属オルトホスフェート(例えば、ナトリウムオルトホスフェート、カリウムオルトホスフェート等)、他の水溶性アルカリ金属ホスフェート塩、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、本発明にしたがって用いるための無機ホスフェートは、リン酸、ナトリウムオルトホスフェート、カリウムオルトホスフェート、ナトリウムピロホスフェート、カリウムピロホスフェート、ナトリウムポリホスフェート、カリウムポリホスフェート、ナトリウムヘキサメタホスフェート、カリウムヘキサメタホスフェート、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せからなる群から選択される。幾つかの態様においては、無機ホスフェートとしては、リン酸、及び/又はアルカリ金属オルトホスフェートなど(しかしながらこれに限定されない)の1種類以上の更なるオルトホスフェート、及び/又は他の水溶性アルカリ金属ホスフェート塩が挙げられる。
[0060]無機ホスフェートの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のホスフェートイオンの濃度は、熱伝達流体の全重量を基準として約0.00重量%~約5重量%(即ち約5重量%以下)の範囲である。他の態様においては、ホスフェートイオンの濃度は、熱伝達流体の全重量を基準として約0.01重量%~約1重量%の範囲である。幾つかの態様においては、無機ホスフェートは、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.10重量%~約0.60重量%の間の量で熱伝達流体濃縮液中に存在させることができる。この範囲内で、この量は、約0.11重量%以上、幾つかの態様においては約0.12重量%以上であってよい。またこの範囲内で、この量は、約0.45重量%以下、幾つかの態様においては約0.40重量%以下であってよい。
[0061]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液にはリチウムイオンを含ませることができる。幾つかの態様においては、リチウムイオンは、1種類又は複数のリチウム化合物又は塩(例えば、1種類以上の水溶性リチウム塩)から誘導される。幾つかの態様においては、リチウムイオンは、室温において水溶液中で少なくとも部分的に解離するように構成される1種類又は複数の水溶性リチウム塩から誘導される。幾つかの態様においては、1種類又は複数のリチウム塩は、溶解することによって熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0ppm~約6000ppm(即ち約6000ppm以下)の範囲の濃度のリチウムイオンを熱伝達流体濃縮液中に生成するように構成される。
[0062]本発明にしたがって用いるためのリチウム化合物としては、無機リチウム化合物、及び1つ又は複数のカルボン酸基を含む有機酸のリチウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な無機リチウム化合物としては、水酸化リチウム、酸化リチウム、リン酸リチウム、ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、硫酸リチウム、モリブデン酸リチウム、バナジン酸リチウム、タングステン酸リチウム、炭酸リチウム、及び/又は同類のもの、任意の上述のリチウム塩の水和物、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。代表的な有機酸のリチウム塩としては、酢酸リチウム、安息香酸リチウム、ポリアクリル酸リチウム、ポリマレイン酸リチウム、乳酸リチウム、クエン酸リチウム、酒石酸リチウム、グルコン酸リチウム、グルコヘプトン酸リチウム、グリコール酸リチウム、グルカ酸リチウム、コハク酸リチウム、ヒドロキシルコハク酸リチウム、アジピン酸リチウム、シュウ酸リチウム、マロン酸リチウム、スルファミン酸リチウム、ギ酸リチウム、プロピオン酸リチウム、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0063]幾つかの態様においては、リチウム化合物は、リチウムイオンとホスホネート又はホスフィネートの間で形成されるリチウム塩、例えばリチウム-PBTC塩(ここで、PBTCは2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸である)、リチウム-HEDP塩(ここで、HEDPは1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸である)、リチウム-HPA塩(ここで、HPAはヒドロキシホスホノ酢酸又は2-ヒドロキシホスホノ酢酸である)、リチウムホスホノコハク酸塩、リチウム-PSO塩(ここでPSOは、米国特許6,572,789B1に記載されている単量体、二量体、及びオリゴマーホスフィノコハク酸付加体混合物である)、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、並びにこれらの組合せであってよい。
[0064]リチウムイオンの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のリチウム化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のリチウムイオン(Li)の濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0ppm~約6000ppmの間(例えば約0ppm~約5000ppmの間)である。この範囲内で、リチウムイオンの濃度は、約4000ppm未満、幾つかの態様においては約3000ppm以下であってよい。またこの範囲内で、リチウムイオンの濃度は、約50ppm以上、幾つかの態様においては約100ppm以上、他の態様においては約200ppm以上であってよい。
[0065]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には亜鉛イオンを含ませることができる。幾つかの態様においては、亜鉛イオンは、1種類又は複数の亜鉛化合物又は塩(例えば、1種類以上の水溶性亜鉛塩)から誘導される。幾つかの態様においては、亜鉛イオンは、室温において水溶液中で少なくとも部分的に解離するように構成される1種類又は複数の水溶性亜鉛塩から誘導される。幾つかの態様においては、1種類又は複数の亜鉛塩は、溶解することによって熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0ppm~約50ppm(即ち約50ppm以下)の範囲の濃度の亜鉛イオンを熱伝達流体濃縮液中に生成するように構成される。本発明にしたがって用いるための亜鉛化合物としては、無機亜鉛化合物、及び1つ又は複数のカルボン酸基を含む有機酸の亜鉛塩が挙げられるが、これらに限定されない。代表的な無機亜鉛化合物としては、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、過塩素酸亜鉛、塩素酸亜鉛、臭化亜鉛、臭素酸亜鉛、ヨウ化亜鉛、及び/又は同類のもの、任意の上述の亜鉛塩の水和物、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。用いるのに好適な亜鉛化合物はまた、亜鉛イオンと、1以上のカルボン酸基、1以上のホスホン酸基、1以上のホスフィン酸基、又はこれらの官能基の組合せを含む有機酸との間に形成される亜鉛塩であってもよい。代表的な有機酸の有機亜鉛塩としては、ギ酸亜鉛、酢酸亜鉛、プロピオン酸亜鉛、酪酸亜鉛、乳酸亜鉛、グリコール酸亜鉛、グルコン酸亜鉛、グルコヘプトン酸亜鉛、マロン酸亜鉛、コハク酸亜鉛、グルカ酸亜鉛、ヒドロキシコハク酸亜鉛、クエン酸亜鉛、安息香酸亜鉛、フタル酸亜鉛、アジピン酸亜鉛、サリチル酸亜鉛、ポリアクリル酸亜鉛、ポリマレイン酸亜鉛、亜鉛-PBTC(ここで、PBTCは2-ホスホノブタン-1,2,4-トリカルボン酸である)の塩、亜鉛-HEDP(ここで、HEDPは1-ヒドロキシエタン-1,1-ジホスホン酸、又は1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸である)の塩、亜鉛-HPA(ここで、HPAはヒドロキシホスホノ酢酸又は2-ヒドロキシホスホノ酢酸である)の塩、亜鉛ホスホノコハク酸塩、亜鉛ホスフィノコハク酸塩、亜鉛-PSO塩(ここでPSOは、単量体、二量体、及びオリゴマーホスフィノコハク酸付加体混合物である)、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、又はこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0066]亜鉛イオンの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上の亜鉛化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中の亜鉛イオン(Zn2+)の濃度は、約0mg/L~約50mg/Lの間(即ち約50mg/L以下)の間である。他の態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中のZn2+の濃度は、約0.1mg/L~約40mg/Lの間、約0.5mg/L~約30mg/Lの間、約1mg/L~約25mg/Lの間、約2mg/L~約20mg/Lの間、又は約4mg/L~約16mg/Lの間である。
[0067]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には1種類以上のニトレートを含ませることができる。幾つかの態様においては、ニトレートイオンは、1種類又は複数のニトレート塩(例えば1種類以上の水溶性ニトレート塩)から誘導される。本発明にしたがって用いるための代表的なニトレートとしては、アルカリ金属ニトレート及びアルカリ土類金属ニトレート、例えば硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸リチウム、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、硝酸ストロンチウム、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、又はこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。本発明にしたがって用いるための代表的なニトレートとしては、希土類金属ニトレート、例えば硝酸セリウム(IV)、硝酸セリウム(III)、及び他の希土類金属(例えば、Sc、Y、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、及びYb)のニトレート、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、又はこれらの組合せも挙げられるが、これらに限定されない。
[0068]ニトレートの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のニトレート化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、ニトレート化合物は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として0重量%~約4重量%(即ち約4重量%以下)、幾つかの態様においては約0重量%~約1重量%(即ち1重量%以下)、幾つかの態様においては約0重量%~約0.5重量%(即ち約0.5重量%以下)の量で存在する。
[0069]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には1種類以上のニトライトを含ませることができる。幾つかの態様においては、ニトライトイオンは、1種類又は複数のニトライト塩(例えば1種類又は複数の水溶性ニトライト塩)から誘導される。本発明にしたがって用いるための代表的なニトライトとしては、アルカリ金属ニトライト及びアルカリ土類金属ニトライト、例えば亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム、亜硝酸マグネシウム、亜硝酸ストロンチウム、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、又はこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。本発明にしたがって用いるための代表的なニトライトとしてはまた、希土類金属ニトライト、例えば亜硝酸ランタン(III)、及び他の希土類金属(例えば、Sc、Y、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Er、及びYb等)のニトライト、及び/又は同類のもの、上述の塩の水和物、又はこれらの組合せも挙げられるが、これらに限定されない。
[0070]ニトライトの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のニトライト化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、ニトライト化合物は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0重量%~約4重量%(即ち約4重量%以下)、幾つかの態様においては約0重量%~1重量%(即ち1重量%以下)、幾つかの態様においては約0重量%~約0.5重量%(即ち約0.5重量%以下)の量で存在する。
[0071]幾つかのヘビーデューティーディーゼルエンジンにおいて湿式鉄合金シリンダーライナーをキャビテーション腐食から保護するために、ニトライトを、ヘビーデューティーエンジンにおいて用いるように設計されているクーラント中で、単独か又はモリブデートイオンと組み合わせて用いることができる。ヘビーデューティーエンジン用にニトライト含有クーラントを用いることは、幾つかの相手先ブランド製造業者(即ちエンジン又はトラックの製造業者)によって、或いはクーラントの標準仕様の要求事項又は推奨事項(例えば、ASTM-D6210、中国自動車エンジンクーラント標準規格GB-29743-2013、及びトラック保守管理協議会推奨手順RP329)によって求められているので、広く普及している。鉄合金シリンダーライナーをキャビテーション腐食から保護するためにニトライトを用いることに関する通常の推奨事項に基づくと、ヘビーデューティー凍結防止剤/クーラントには、次の濃度範囲のニトライトイオンを含ませることができる。ヘビーデューティー凍結防止剤/クーラント濃縮液製品には、(1)NO として少なくとも2400ppmのニトライト、又は(2)合計最小濃度で1560ppmのNO としてのニトライト+MoO 2-としてのモリブデート(ニトライト及びモリブデートのそれぞれは少なくとも600ppmの量で存在する)を含ませることができる。予め希釈した使用準備済のヘビーデューティークーラント/凍結防止剤製品には、(1)NO として少なくとも1200ppmのニトライト、又は(2)最小合計濃度で780ppmのNO としてのニトライト+MoO 2-としてのモリブデート(ニトライト及びモリブデートのそれぞれは少なくとも300ppmの量で存在する)を含ませることができる。
[0072]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液にはモリブデートイオンを含ませることができる。幾つかの態様においては、モリブデートイオンは1種類又は複数のモリブデン酸の塩(例えば水溶性モリブデート塩)から誘導される。代表的なモリブデン酸の塩としては、アルカリ金属モリブデート、アルカリ土類金属モリブデート、三酸化モリブデン、アルカリ金属ヘテロポリモリブデート、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。本発明による熱伝達流体濃縮液中で随意的な添加剤として用いるのに好適な代表的なモリブデートとしては、モリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マグネシウム、モリブデン酸リチウム、シリコへテロポリモリブデン酸ナトリウム、ホスホロヘテロポリモリブデン酸ナトリウム、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。更に、アルカリ金属モリブデート、アルカリ土類金属モリブデート、及び/又はアルカリ金属ヘテロポリモリブデートの水和物(例えば、モリブデン酸ナトリウム二水和物)を用いることもできる。幾つかの態様においては、モリブデートイオンが本発明による熱伝達流体濃縮液中に場合により存在する場合には、モリブデートイオンは、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸ストロンチウム、モリブデン酸マグネシウム、及び/又はモリブデン酸亜鉛からは誘導されない。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、モリブデン酸リチウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸ストロンチウム、モリブデン酸マグネシウム、及び/又はモリブデン酸亜鉛を含まない。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中において用いるためのモリブデート化合物は、モリブデン酸ナトリウム及び/又はモリブデン酸ナトリウム二水和物である。
[0073]モリブデン酸イオンの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在する1種類以上のモリブデート化合物は、熱伝達流体濃縮液中に可溶である。幾つかの態様においては、モリブデート化合物は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0重量%~約10重量%(即ち約10重量%以下)、幾つかの態様においては約0重量%~約5重量%(即ち約5重量%以下)、幾つかの態様においては約0重量%~1重量%(即ち約1重量%以下)、幾つかの態様においては熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約0.6重量%の量で存在する。
[0074]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には1種類又は複数のアゾール化合物を含ませることができる。本発明にしたがって用いることができる代表的なアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール(例えば、4-メチルベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール)、ブチルベンゾトリアゾール、他のアルキルベンゾトリアゾール類(例えば、アルキル基は2~20個の炭素原子を含む)、メルカプトベンゾチアゾール、チアゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、テトラゾール、テトラヒドロトリルトリアゾール、四水素化ベンゾトリアゾール類(例えば、4,5,6,7-テトラヒドロベンゾトリアゾール)、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、テトラヒドロベンゾトリアゾール、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中で用いるアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、又はこれらの組合せが挙げられる。
[0075]本発明にしたがって用いるアゾール化合物は、置換又は非置換であってよい。代表的な置換アゾール化合物としては、置換チアゾール類、置換イミダゾール類、置換インダゾール類、置換テトラゾール類、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0076]アゾール化合物の濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、アゾール化合物の量は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約5重量%の範囲である。この範囲内で、アゾール化合物は、約0.05重量%以上、幾つかの態様においては約0.1重量%以上の量で存在させることができる。またこの範囲内で、アゾール化合物は、約2重量%以下、幾つかの態様においては約1重量%以下の量で存在させることができる。
[0077]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、銅及び銅合金のための腐食抑制剤を含ませることができる。代表的な銅及び銅合金腐食抑制剤としては、活性官能基として5又は6員の複素環式環を含む化合物(ここで、複素環式環は少なくとも1つの窒素原子を含む)(例えば上記に記載したタイプのアゾール化合物)が挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、銅及び銅合金腐食抑制剤としては、ベンゾトリアゾール、ヒドロベンゾトリアゾール類(例えばテトラヒドロベンゾトリアゾール)、トリルトリアゾール、ヒドロトリルトリアゾール類(例えば、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、及び米国特許8,236,205B1に記載されている他のテトラヒドロベンゾトリアゾール類)、メチルベンゾトリアゾール(例えば、4-メチルベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール)、アルキルベンゾトリアゾール(例えば、ブチルベンゾトリアゾールなど(しかしながらこれに限定されない)のC~C20アルキル基を有するベンゾトリアゾール)、メルカプトベンゾチアゾール、チアゾール、イミダゾール、ベンズイミダゾール、インダゾール、テトラゾール、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せからなる群から選択される置換又は非置換化合物-及び/又はその塩(例えばナトリウム又はカリウム塩)-が挙げられる。幾つかの態様においては、1種類以上の上述の銅及び銅合金腐食抑制剤は場合によっては置換されていてもよい。幾つかの態様においては、銅及び銅合金腐食抑制剤は、約0.01重量%~約5重量%の量で組成物中に存在させることができる。幾つかの態様においては、銅及び銅合金腐食抑制剤の量は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約4重量%の範囲である。この範囲内で、銅及び銅合金腐食抑制剤は、約0.05重量%以上、幾つかの態様においては約0.1重量%以上の量で存在させることができる。またこの範囲内で、銅及び銅合金腐食抑制剤は、約2重量%以下、幾つかの態様においては約1重量%以下の量で存在させることができる。
[0078]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液にはシリケートを含ませることができる。本発明にしたがって用いるのに好適なシリケートとしては、無機シリケート及び有機シリケートが挙げられる。有用な無機シリケートは、一般式(2):
(MO)SiO(4-n/2)(OH) (2)
(式中、Mは、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウム、及びテトラオルガノアンモニウムカチオンからなる群から選択される、グリコール又は水溶性シリケートを形成する一価カチオンであり;mは1~4(端点を含む)の値を有し;lは0~3(端点を含む)の値を有し;nは1~4(端点を含む)の値を有して、mとlの合計に等しい)
によって表される。
[0079]熱伝達流体濃縮液中に存在するシリケートの濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、シリケートは、Siとして約0ppm~約8,000ppm(即ち約8,000ppm以下)、幾つかの態様においてはSiとして約0ppm~約2,000ppm(即ち約2,000ppm以下)、幾つかの態様においてはSiとして約0ppm~約1000ppm(即ち約1,000ppm以下)の量で熱伝達流体濃縮液中に、幾つかの態様においては熱伝達流体濃縮液中にSiとして約700ppm未満の量で存在させることができる。
[0080]有用な有機シリケートとしては、一般式(3):
Si(OR) (3)
(式中、Rは、C~C36のアルキル、アリール、アルコキシアルキル、アルコキシアリール、ヒドロキシアルコキシ、及びこれらの混合物からなる群から選択される)
によって表されるシリケートエステルが挙げられる。幾つかの態様においては、1~20個の炭素原子を含むアルキル基を有するテトラアルキルオルトシリケートエステル(例えば、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケートなど)を用いることができる。シリケートエステルは、熱伝達流体の全重量を基準として約0重量%~約5重量%(即ち約5重量%以下)、例えば約0.01~約5重量%の量で熱伝達流体濃縮液配合物中に存在する。
[0081]また、本発明にしたがってコロイダルシリカを腐食抑制剤として用いるために含ませることもできる。コロイダルシリカは、約1nm~約200nmの間の呼び粒径を有する。幾つかの態様においては、コロイダルシリカの粒径は約1nm~約100nmである。他の態様においては、コロイダルシリカの粒径は約1nm~約40nmの間である。本発明にしたがって用いるのに好適なコロイダルシリカとしては、DuPont又はGrace DavidsonからのLudoxコロイダルシリカ、Akzo Nobel-Eka ChemicalsからのNyacol及び/又はBindzilコロイダルシリカ、Nissan ChemicalからのSnowtexコロイダルシリカ、並びにNalco及び他の供給業者からのコロイダルシリカが挙げられるが、これらに限定されない。いかなる特定の理論によっても縛られることは望まず、添付の特許請求の範囲又はそれらの均等範囲をいかなる程度でも限定することは意図しないが、現時点では、熱伝達流体中においてコロイダルシリカを用いることにより、ナノ粒子によって熱伝達流体の熱伝達効率及び/又は熱容量を増加させることができると考えられる。幾つかの態様においては、コロイダルシリカは、熱伝達流体濃縮液の約0ppm~約20,000ppm(即ち約20,000ppm以下)、幾つかの態様においては約0ppm~約2,000ppm(即ち約2,000ppm以下)の量で配合物中に存在する。
[0082]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液にはシリケート安定剤を含ませることができる。本発明にしたがって用いるための代表的なシリケート安定剤としては、シリケート安定化(silicate stabilizing)有機シラン化合物が挙げられるが、これに限定されない。本明細書において用いる「有機シラン」という用語は、少なくとも1つの炭素-ケイ素結合(Si-C)構造を含むシラン(即ち単量体ケイ素化合物)を指す。本発明にしたがって用いるためのシリケート安定化有機シラン化合物としては、ナトリウム-3-(トリヒドロキシシリル)プロピルメチルホスホネート(CAS No.84962-98-1又はMidland, MIのDow-Corning Corp.からのQ1-6083);ポリアルキレンオキシドアルコキシシラン[例えば、式:CHO(CHCHO)Si(OCH(式中、mは7.2の平均値を有する)を有するメトキシポリエチレンオキシプロピルトリメトキシシラン、又は式:CHO(CHCHO)Si(OCを有するメトキシポリエチレンオキシプロピルトリプロポキシシラン];Momentive Performance Materials Inc. (Waterford, NY)からのSilquest(登録商標)Y-5560又はSilquest(登録商標)Y-5630;3-(トリヒドロキシシリル)プロピルエトキシルホスホネートのナトリウム塩[例えば(HO)-Si-C-P(O)(ONa)(OC)];米国特許4,370,255に記載されている1種類以上のアルカリ金属シリコネートシリルアルキルホスホネート;EP特許0061694B1に記載されている1種類以上のアリールアルキルシリコーンスルホネート;米国特許4,629,602に記載されている1種類以上の有機シランシリケート安定剤;米国特許3,337,496及び3,341,469に記載されている1種類以上のシリケート安定剤;及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[0083]シリケート安定剤の濃度は用途に応じて変化させることができる。幾つかの態様においては、シリケート安定剤の量は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0重量%~約5重量%(即ち約5重量%以下)の範囲である。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中に存在するシリケート安定剤の量は、熱伝達流体濃縮液中に存在するシリケートの量に比例し、ここで、シリケート:シリケート安定剤の比は、重量基準で約20:1~約1:10の範囲である。幾つかの態様においては、シリケート:シリケート安定剤の比は、重量基準で約10:1~約1:2の範囲である。
[0084]幾つかの態様においては、熱伝達流体中のシリケート成分は、シリケートと有機シランのコポリマーであってよい。例としては、シリケート含有凍結防止剤/クーラント組成物中で用いるホスホネート-シリケート、スルホネート-シリケート、カルボキシレート-シリケート、及びシロキサン-シリケートコポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。これらのコポリマーは、予め形成することができ、或いは雰囲気温度において水溶液中で、水溶性シリケートと、水溶性のホスホネートシラン、スルホネートシラン、又はカルボキシレートシランとを混合することによってin situで形成することができる。いかなる特定の理論にも縛られることは望まず、添付の特許請求の範囲又はそれらの均等範囲をいかなる程度でも限定することは意図しないが、現時点において、有機シラン-シリケートコポリマーは、グリコール-水ベースの凍結防止剤/クーラント溶液中において約7~約11の間のpHで水溶性シリケートのゲル化傾向を実質的に抑制するので、これらのコポリマーは単純なアルカリ金属シリケートの使用を凌ぐ向上した金属腐食抑制を与えることができると考えられる。本発明にしたがって用いることができる代表的なシリケート-有機シランコポリマーとしては、米国特許3,198,820;3,337,496;3,341,496;3,312,622;3,248,329;3,203,969;4,093,641;4,287,077;4,333,843;4,352,742;4,354,002;4,362,644;4,434,065;4,370,255;4,629,602;4,701,277;4,772,408;及び4,965,344;ヨーロッパ特許0,061,694B1;及び米国特許出願公開2006/0017044A1;に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
[0085]本発明による熱伝達流体濃縮液には、1種類又は複数の水溶性(高分子電解質)ポリマーを含ませることができる。本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な水溶性ポリマーの代表例としては、重合性モノマーから誘導される高分子電解質分散液のような水溶性ポリマーが挙げられる。重合性モノマーは、不飽和カルボン酸又は塩、不飽和アミド、不飽和酸無水物、不飽和ニトリル、不飽和カルボニルハロゲン化物、不飽和カルボキシレートエステル、不飽和エーテル、不飽和アルコール、不飽和スルホン酸又は塩、不飽和ホスホン酸又は塩、不飽和ホスフィン酸又は塩、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つの基を含む。
[0086]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な水溶性ポリマーとしては、(1)C~C16のモノエチレン性不飽和モノ又はジカルボン酸又はこれらのアルカリ金属若しくはアンモニウム塩を含む少なくとも1つのモノマー単位;或いは(2)アミド、ニトリル、カルボキシレートエステル、酸ハロゲン化物(例えば酸塩化物)、酸無水物、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せのようなC~C16のモノエチレン性不飽和モノ又はジカルボン酸誘導体を含む少なくとも1つのモノマー単位;を有する、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、及びインターポリマーが挙げられる。幾つかの態様においては、本発明において用いるのに好適な水溶性ポリマーは、少なくとも5%の(1)又は(2)のマー単位(mer units)、幾つかの態様においては少なくとも10%の(1)又は(2)のマー単位を含んでいてよい。
[0087]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的なモノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、エチルアクリル酸、ビニル酢酸、アリル酢酸、及びクロトン酸が挙げられるが、これらに限定されない。
[0088]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的なモノカルボン酸エステルとしては、ブチルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、t-ブチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、tert-ブチルアクリレート、及び酢酸ビニルが挙げられるが、これらに限定されない。
[0089]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的なジカルボン酸としては、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、及びメチレンマロン酸が挙げられるが、これらに限定されない。
[0090]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的なアミドとしては、アクリルアミド(又は2-プロペンアミド)、メタクリルアミド、エチルアクリルアミド、プロピルアクリルアミド、N-t-ブチルアクリルアミド、tert-ブチルメタクリルアミド、tert-オクチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド(又は、N,N-ジメチル-2-プロペンアミド)、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、シクロヘキシルアクリルアミド、ベンジルメタクリルアミド、ビニルアセトアミド、スルホメチルアクリルアミド、スルホエチルアクリルアミド、2-ヒドロキシ-3-スルホプロピルアクリルアミド、スルホフェニルアクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、2-ヒドロキシ-3-スルホプロピルアクリルアミド、N-ビニルピロリドン(環式アミド)、2-ビニルピリデン(vinylpyridene)、4-ビニルピリデネン(vinylpyridenem)、及びカルボキシメチルアクリルアミドが挙げられるが、これらに限定されない。
[0091]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的な無水物としては、無水マレイン酸(又は2,5-フランジオン)、及び無水コハク酸が挙げられるが、これらに限定されない。
[0092]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的なニトリルとしては、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが挙げられるが、これらに限定されない。
[0093]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる水溶性ポリマーの製造において用いるのに好適な代表的な酸ハロゲン化物としては、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、及びメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリドが挙げられるが、これらに限定されない。
[0094]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるための水溶性ポリマーは、アリルヒドロキシプロピルスルホネート、AMPS又は2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、メタリルスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、1,2-ジヒドロキシ-3-ブテン、アリルアルコール、アリルホスホン酸、エチレングリコールジアクリレート、アスパラギン酸、ヒドロキサム酸、2-エチルオキサゾリン、アジピン酸、ジエチレントリアミン、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、アンモニア、エチレンジアミン、ジメチルアミン、ジアリルフタレート、3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ナトリウムスチレンスルホネート、アルコキシル化アリルアルコールスルホネート、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せからなる群から選択される少なくとも1つのモノマー単位を含む。
[0095]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な水溶性ポリマーは、(a)アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、4-メチル-4-ペンテン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、3,6-エポキシ-1,2,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸無水物、ビシクル[2,2,2]-5-オクテン-2,3-ジカルボン酸無水物、3-メチル-1,2,6-テトラヒドロフタル酸無水物、2-メチル-1,3,6-テトラヒドロフタル酸無水物、イタコン酸、メサコン酸、メチレンマロン酸、フマル酸、シトラコン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-アリルオキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、アリルホスホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、2-ヒドロキシ-3-(2-プロペニルオキシ)プロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、他のアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、メタリルスルホン酸、イソプロ-フェニルスルホン酸(isopro-phenylsulfonic acid)、ビニルホスホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アスパラギン酸、ヒドロキサム酸、アジピン酸、及び上記の任意のもののアルカリ金属又はアンモニウム塩;(b)メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ホスホエチルメタクリレート、及び酢酸ビニル;(c)アクリルアミド(又は2-プロペンアミド)、メタクリルアミド、エチルアクリルアミド、プロピルアクリルアミド、N-t-ブチルアクリルアミド、tert-ブチルメタクリルアミド、tert-オクチルアクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド(又は、N,N-ジメチル-2-プロペンアミド)、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、シクロヘキシルアクリルアミド、ベンジルメタクリルアミド、ビニルアセトアミド、スルホメチルアクリルアミド、スルホエチルアクリルアミド、2-ヒドロキシ-3-スルホプロピルアクリルアミド、スルホフェニルアクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、2-ヒドロキシ-3-スルホプロピルアクリルアミド、N-ビニルピロリドン(環式アミド)、2-ビニルピリデン、4-ビニルピリデネン、及びカルボキシメチルアクリルアミド;(d)無水マレイン酸(又は2,5-フランジオン)及び無水コハク酸:アクリロニトリル、及びメタクリロニトリル;(e)アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、及びメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド;(f)1,2-ジヒドロキシ-3-ブテン、アリルアルコール、エチレングリコールジアクリレート、2-エチルオキサゾリン、ジエチレントリアミン、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、アンモニア、スチレン、エチレンジアミン、ジメチルアミン、ジアリルフタレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ナトリウムスチレンスルホネート、及びアルコキシル化アリルアルコールスルホネート;並びに(g)これらの組合せ;からなる群から選択される1種類以上のモノマーの重合から得られる少なくとも5モル%のマー単位(例えば重合単位)を含む。
[0096]幾つかの態様においては、本発明による水溶性ポリマーの製造において用いるための代表的なアルコキシル化アリルアルコールスルホネートモノマーは、一般式(4):
Figure 0007096810000002
(式中、Rは1~約10個の炭素原子を有するヒドロキシル置換アルキル又はアルキレン基であるか、又はRは1~約10個の炭素原子を有する非置換アルキル又はアルキレン基であるか、或いはRは-(CH-CH-O)-、-[CH-CH(CH)-O]-、又はこれらの組合せであり;nは約1~約50の整数であり;RはH又は低級アルキル(C~C)基であり;Xは、存在する場合には、-SO、-PO、-PO、及び-COOからなる群から選択されるアニオン性基であり;Yは、存在する場合には、H、又は一緒になってアニオン性基の価数を相殺する任意の1種類又は複数の水溶性カチオンであり;aは0又は1である)
で示される構造を有する。幾つかの態様においては、a=1である。
[0097]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な代表的な水溶性高分子電解質ポリマーは、幾つかの態様においては約200ダルトン~約200,000ダルトンの範囲の分子量(MW)を有していてよい。他の態様においては、好適な水溶性高分子電解質ポリマー分散剤は、約500ダルトン~約20,000ダルトンの範囲の分子量(MW)を有する。
[0098]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な代表的な水溶性高分子電解質ポリマーとしては、ポリカルボキシレートが挙げられるが、これに限定されない。代表的なポリカルボキシレートとしては、(1)ポリアクリル酸又はポリアクリレート、アクリレートベースのポリマー、コポリマー、ターポリマー、及び四元共重合体、例えばアクリレート/アクリルアミドコポリマー、アクリレート/AMPS(アクリルアミドメチレンスルホン酸又は2-アクリルアミド-2-メチル-1-プロパンスルホン酸)又はアクリルアミドアルカンスルホン酸コポリマー、アクリレート/スルホネートコポリマー、アクリレート/ヒドロキシアルキルアクリレートコポリマー、アクリレート/アルキルアクリレートコポリマー、アクリレート/AMPS/アルキルアクリルアミドターポリマー、アクリレート/アクリルアミドアルカンスルホン酸/スチレンスルホン酸(又は水溶性塩)ターポリマー、アクリレート/アクリルアミド/スルホアルキルアクリルアミドターポリマー、アクリル酸/アリルオキシ-2-ヒドロキシプロピルスルホン酸(AHPSE)/ポリエチレングリコールアリルエーテルターポリマー、アクリレート/メタクリレートメチルエステル/2-プロパン-1-スルホン酸,2-メチル-,ナトリウム塩/ベンゼンスルホン酸,4-[(2-メチル-2-プロペニル)オキシ]-,ナトリウム塩四元共重合体;(2)ポリメタクリル酸又はポリメタクリレート、(1)に列記されている対応するアクリレートベースのポリマーの1つのモノマーがメタクリレート又はメタクリル酸で置き換えられているメタクリレートベースのポリマー、コポリマー、ターポリマー、及び四元共重合体;(3)ポリマレイン酸又は無水マレイン酸ポリマー、(1)に列記されている対応するアクリレートベースのポリマーの1つのモノマーがマレイン酸又は無水マレイン酸で置き換えられているマレイン酸ベースのポリマー、これらのコポリマー、ターポリマー、及び四元共重合体;(4)ポリアクリルアミド、(1)に列記されている対応するアクリレートベースのポリマーの1つのモノマーがアクリルアミドで置き換えられている変性アクリルアミドベースのポリマー、及びアクリルアミドベースのコポリマー、ターポリマー、及び四元共重合体;(5)スルホン酸ベースのコポリマー、ターポリマー、及び四元共重合体、又はそれらの水溶性塩;ホスホン酸ベースのコポリマー、ターポリマー、四元共重合体、又はそれらの水溶性塩;ホスフィン酸ベースのコポリマー、ターポリマー、及び四元共重合体、又はそれらの水溶性塩;(6)ビニルピロリドンベースのホモポリマー及びコポリマー;(7)アルキレンオキシドベースのコポリマー及びターポリマー;並びに上記の1以上を含む組合せ;が挙げられるが、これらに限定されない。
[0099]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるための水溶性ポリマーはまた、米国特許5,338,477に記載されているポリエーテルポリアミノメチレンホスホネート、又はホスフィノポリアクリル酸のいずれかであってもよい。
[00100]本発明による熱伝達流体濃縮液中において水溶性高分子電解質ポリマーとして用いるのに好適な商業的に入手できるポリマーの代表例としては、(a)Noveon(又はLubrizol)から入手できる表1に示されるGood-Rite(登録商標)K-700シリーズのポリマー、(b)AkzoNobelから入手できる表2に示されるポリマー、及び(c)Dow(Rohm & Haas)から入手できる表3に示されるポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。
[00101]本熱伝達流体濃縮液中において水溶性高分子電解質ポリマーとして用いることができるNoveon(又はLubrizol)によって供給されるポリマーとしては、下表1に示されるものが挙げられる。
Figure 0007096810000003
[00102]本熱伝達流体濃縮液中において水溶性高分子電解質ポリマーとして用いることができるAkzoNobelから供給されるポリマーとしては、下表2に示されるものが挙げられる。
Figure 0007096810000004
Figure 0007096810000005
[00103]AR-335はポリアクリルアミドであり;AR-545及びAR-546はAA/AMPSコポリマーであり;Aquatreat AR-540はアクリル酸(AA)/2-プロペン酸,2-メチル,メチルエステル/ベンゼンスルホン酸,4-[(2-メチル-2-プロペニル)オキシ]-,ナトリウム塩/2-プロペン-1-スルホン酸,2-メチル,ナトリウム塩ターポリマーである。Versa TL-4=スルホン化スチレン/無水マレイン酸コポリマーである。Versa TL-3はVersa TL-4の乾燥形態である。AR-978はアクリル酸/マレイン酸コポリマーである。AR-980はアクリル酸/マレイン酸/非イオン性モノマーターポリマーである。
[00104]本熱伝達流体濃縮液中において水溶性高分子電解質ポリマーとして用いることができるDow(Rohm & Haas)から供給されるポリマーとしては、下表3に示すものが挙げられる。
Figure 0007096810000006
[00105]注:Acumer 2000及び2100はカルボン酸/スルホン酸コポリマー(即ちAA/AMPSコポリマー)であり;Acumer 3100及びAcumer 5000はアクリル酸/t-ブチルアクリルアミド/2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ターポリマーである。Optidose 1000、2000及びOptidose 3100は、それぞれAcumer 1000、2000、及び3100の標識型である。
[00106]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な水溶性ポリマーは、次の商業的に入手できるポリマー:(1)BASFからSOKALAN及びTAMOLのブランドで入手できるポリマー、例えばSokalan CP9(マレイン酸ベースのポリマー)、Sokalan CP10、CP42、10S、12S(全てアクリルベースのポリマーである)、13S、Sokalan HP22G、HP25、HP59、及びHP165(ポリビニルピロリドン)、Sokalan PA15、PA20、PA25Cl、PA30Cl、PA40、Sokalan PM10I、PM70、Tamol VS、及び他の同様の製品(しかしながらこれらに限定されない);(2)CytecからCYANAMERのブランドで入手できるポリマー、例えばP-35、P-70、P-80、A-100L、及びA-15(全てアクリレート又はアクリルアミドベースのポリマー又はコポリマーである)など(しかしながらこれらに限定されない);(3)Biolab AdditivesからBLECLENE及びBELSPERSEブランドで入手できるポリマー、例えばBeclene 200(マレイン酸ホモポリマー)、283(マレイン酸ターポリマー)、400(スルホン化ホスフィノポリカルボン酸)、及び499(スルホン化ホスホノポリカルボン酸);及びBelsperse 161(ホスフィノポリカルボン酸)、及び164(ホスフィノポリカルボン酸)など(しかしながらこれらに限定されない);及び(4)Nalco(例えば、アクリル酸/2-アクリルアミド-2-メチルプロピルスルホン酸コポリマー、米国特許5,338,477に記載されているポリエーテルポリアミノホスホネート、及びアクリル酸/アクリルアミド/アクリルアミドメタンスルホン酸ターポリマー)、GE Betz(例えば、アクリル酸/ポリエチレングリコールアリルエーテルコポリマー、アクリル酸/アリルオキシ-2-ヒドロキシプロピルスルホン酸(又はAHPSE)/ポリエチレングリコールアリルエーテルターポリマー、及びアクリル酸/AHPSEコポリマー)、Chemtreat[例えば、アリルオキシベンゼンスルホン酸(約3.5モル%)/メタリルスルホン酸(約2.5モル%)/メチルメタクリレート(13~18モル%)/アクリル酸(76~81モル%)四元共重合体]、Ciba、SNF Floerger、Rhone-Poulenc、Stockhausen、Hercules、Henkel、Allied Colloids、Hoechst Celanese、Ashland Chemical Company、Kurita Water Industries Ltd.、Nippon Shokubai Co.、及び他の供給業者から入手できる水溶性ポリマー製品;から選択される。
[00107]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる更なる水溶性ポリマーとしては、次の米国特許:3,085,916;3,578,589;3,709,815;3,806,367;4,499,002;4,510,059;4,532,048;4,563,284;4,566,973;4,566,974;4,640,793;4,707,271;4,762,621;4,784,774;4,885,097;4,952,326;4,952,327;5,023,001;5,658,465;6,361,768B1;4,556,493;4,581,145;4,457,847;4,703,092;4,801,388;4,919,821;4,929,425;5,035,806;5,049,310;5,080,801;5,128,419;5,167,828;5,171,459;5,213,691;5,216,086;5,260,386;5,422,408;5,403,493;5,534,611;5,726,267;5,736,405;5,776,875;5,750,070;5,788,866;5,858,244;5,876,623;6,005,040;6,017,994;6,022,401;6,153,106;6,225,430B1;6,232,419B1;6,312,644B1;6,344,531B1;6,380,431B1;6,426,383B1;6,440,327B1;6,461,518B1;6,645,428B1;7,115,254B1;4,443,340;4,659,480;4,659,482;4,913,822;4,929,362;4,929,695;4,931,206;4,944,885;5,030,748;5,078,891;5,100,558;5,102,555;5,108,619;5,128,427;5,139,643;5,147,555;5,158,622;5,158,685;5,169,537;5,180,498;5,194,620;5,211,845;5,234,604;5,248,438;5,242,599;5,256,302;5,264,155;5,271,847;5,271,862;5,282,905;5,320,757;5,332,505;5,342,540;5,350,536;5,374,336;5,378,327;5,378,372;5,393,456;5,445,758;5,512,183;5,518,630;5,527,468;5,575,920;5,601,754;6,228,950B1;6,444,747B1;6,641,754B2;4,517,098;4,530,766;4,711,725;5,055,540;5,071,895;5,185,412;5,223,592;5,277,823;5,342,787;5,395,905;5,401,807;5,420,211;5,451,644;5,457,176;5,516,432;5,531,934;5,552,514;5,554,721;5,556,938;5,597,509;5,601,723;5,658,464;5,755,972;5,866,664;5,929,098;6,114,294;6,197,522B1;6,207,780B1;6,218,491B1;6,251,680B1;6,335,404B1;6,395,185;5,023,368;5,547,612;5,650,473;5,654,198;5,698,512;5,789,511;5,866,012;5,886,076;5,925,610;6,040,406;6,995,120B2;7,087,189B2;5,346,626;5,624,995;5,635,575;5,716,529;5,948,268;6,001,264;6,162,391;6,368,552B1;6,656,365B2;6,645,384B1;5,000,856;5,078,879;5,087,376;5,124,046;5,153,390;5,262,061;5,322,636;5,338,477;5,378,368;5,391,303;5,407,583;5,454,954;5,534,157;5,707,529;6,691,715B2;6,869,998B2;4,372,870;5,124,047;4,797,224;4,485,223;5,254,286;4,460,477;5,015,390;4,933,090;4,868,263;4,895,664;4,895,916;5,000,856;4,900,451;4,584,105;4,872,995;4,711,726;4,851,490;4,849,129;4,589,985;4,847,410;4,657,679;4,801,387;4,889,637;4,604,211;4,710,303;4,589,985;4,324,664;3,752,760;4,740,314;4,647,381;4,836,933;4,814,406;4,326,980;4,008,164;5,246,332;及び5,187,238に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる更なる水溶性ポリマーとしては、次のヨーロッパ特許:EP-0,297,049B1;EP-0360746B1;及びEP-0,879,794B1に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いることができる更なる水溶性ポリマーとしては、次の米国特許出願公開:2006/0191852A1;2005/0202995A1;2002/0195583A1;2004/00225093A1;2005/0009959A1;及び2005/0092211A1に記載されているものが挙げられるが、これらに限定されない。
[00108]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いる水溶性ポリマーとしてはアクリレートベースのポリマーが挙げられる。本発明にしたがって用いるのに好適な代表的なアクリレートベースのポリマーとしては、アクリレートベースのホモポリマー、アクリレートベースのコポリマー、アクリレートベースのターポリマー、アクリレートベースの四元共重合体、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、アクリレートベースのポリマーはポリアクリレートを含む。
[00109]本発明による熱伝達流体濃縮液がマグネシウムイオンを更に含み、水溶性ポリマーがアクリレートベースのポリマーを含む幾つかの態様に関しては、マグネシウムイオン濃度に対する活性のアクリレートベースのポリマー安定剤の濃度の比は約1~約25の間であり、他の態様においては場合によっては約5より大きく約25未満である。本発明による熱伝達流体濃縮液がカルシウムイオンを更に含み、水溶性ポリマーがアクリレートベースのポリマーを含む幾つかの態様に関しては、熱伝達流体濃縮液中におけるカルシウムイオンの濃度に対する活性のアクリレートベースのポリマーの濃度の比は4より大きく約110未満である。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液中におけるカルシウムイオンの濃度に対する活性のアクリレートベースのポリマーの濃度の比は、約7より大きく約80未満である。
[00110]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、場合によって1種類又は複数のホスホノカルボキシレートを更に含ませることができる。ホスホノカルボキシレートは、一般式(5):
H[CHRCHR]-PO (5)
(式中、それぞれの単位中の少なくとも1つのR基は、COOM、CHOH、スルホノ、又はホスホノ基であり、他のR基(第1のR基と同一又は異なっていてよい)は、水素、又はCOOM、ヒドロキシル、ホスホノ、スルホノ、スルファト、C~Cアルキル、C~Cアルケニル基、或いはカルボキシレート、ホスホノ、スルホノ、スルファト、及び/又はヒドロキシル置換C~Cアルキル又はC~Cアルケニル基であり;nは1又は1より大きい整数であり;それぞれのMは、水素、又はアルカリ金属イオン、例えばナトリウムイオン、カリウムイオンなどである)
を有するホスホン化化合物である。更に、少なくとも1つのCOOM基がR基の1つの中に存在する。幾つかの態様においては、ホスホノカルボキシレートは、式(6):
H[CH(COOM)CH(COOM)]-PO (6)
(式中、nは1又は1より大きい整数であり、Mは、化合物が水溶性になるようなカチオン種(例えばアルカリ金属カチオン)である)
のマレイン酸のホスホン化オリゴマー又は複数のホスホン化オリゴマーの混合物である。代表的なホスホノカルボキシレートとしては、ホスホノコハク酸、1-ホスホノ-1,2,3,4-テトラカルボキシブタン、及び1-ホスホノ-1,2,3,4,5,6-ヘキサカルボキシヘキサンが挙げられるが、これらに限定されない。ホスホノカルボキシレートは、「n」に関して異なる値を有する式(6)を有する複数の化合物の混合物であってよい。「n」の平均値は、1又は2、或いは幾つかの態様においては1.3~1.5であってよい。ホスホノカルボキシレートの合成は公知であり、米国特許5,606,105に記載されている。ホスホノカルボキシレートは、上記に記載したカルボキシレートとは別の異なるものである。
[00111]本発明による熱伝達流体濃縮液において、ホスホノカルボキシレートは、場合によっては熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約10ppm~約500ppmの範囲の量で存在させることができる。この範囲内で、ホスホノカルボキシレートは、約20ppm以上、幾つかの態様においては約40ppm以上の量で存在させることができる。またこの範囲内で、ホスホノカルボキシレートは、約400ppm以下、幾つかの態様においては約300ppm以下の量で存在させることができる。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液はホスホノカルボキシレートを含まない。
[00112]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、場合によって1種類又は複数のホスフィノカルボキシレートを更に含ませることができる。ホスフィノカルボキシレートは、一般式(7):
H[CHRCHR-P(OM)-[CHRCHRH (7)
(式中、それぞれの単位中の少なくとも1つのR基は、COOM、CHOH、スルホノ、又はホスホノ基であり、他のR基(第1のR基と同一か又は異なっていてよい)は、水素、又はCOOM、ヒドロキシル、ホスホノ、スルホノ、スルファト、C~Cアルキル、C~Cアルケニル基、或いはカルボキシレート、ホスホノ、スルホノ、スルファト、及び/又はヒドロキシル置換C~Cアルキル又はC~Cアルケニル基であり;nは1以上の整数であり;それぞれのMは、水素、又はアルカリ金属イオン、例えばナトリウムイオン、カリウムイオンなどである)
を有する化合物である。同様に、それぞれの単位中の少なくとも1つのR基は、COOM、CHOH、スルホノ、又はホスホノ基であり、他のR基(第1のR基と同一か又は異なっていてよい)は、水素、又はCOOM、ヒドロキシル、ホスホノ、スルホノ、スルファト、C~Cアルキル、C~Cアルケニル基、或いはカルボキシレート、ホスホノ、スルホノ、スルファト、及び/又はヒドロキシル置換C~Cアルキル又はC~Cアルケニル基であり;mは0以上の整数である。更に、少なくとも1つのCOOM基がR及びR基の1つの中に存在する。代表的なホスフィノカルボキシレートとしては、米国特許6,572,789及び5,018,577に記載されている、ホスフィノコハク酸及びその水溶性塩、ホスフィニコビス(コハク酸)及びその水溶性塩、並びにホスフィニココハク酸オリゴマー及びその塩が挙げられるが、これらに限定されない。ホスホノカルボキシレートは、「n」及び「m」に関して異なる値を有する式(6)を有する複数の化合物の混合物であってよい。ホスフィノカルボキシレートは、上記に記載のカルボキシレートとは別の異なるものである。
[00113]本発明による熱伝達流体濃縮液中において、ホスフィノカルボキシレートは、場合によっては熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約10ppm~約500ppmの範囲の量で存在させることができる。この範囲内で、ホスフィノカルボキシレートは、約20ppm以上、幾つかの態様においては40ppm以上の量で存在させることができる。またこの範囲内で、ホスフィノカルボキシレートは、約400ppm以下、幾つかの態様においては約300ppm以下の量で存在させることができる。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液はホスフィノカルボキシレートを含まない。
[00114]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液には、場合によって1種類以上の更なる成分を更に含ませることができる。随意的な更なる成分の合計の全濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.0重量%~約15重量%(即ち約15重量%以下)の範囲であってよい。幾つかの態様においては、随意的な更なる成分の合計の全濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.0001重量%~約10重量%の間である。他の態様においては、随意的な更なる成分の合計の全濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.001重量%~約5重量%の間である。更なる態様においては、随意的な更なる成分の合計の全濃度は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約3重量%の間である。
[00115]本発明による熱伝達流体濃縮液中に場合によって存在させることができる代表的な更なる成分としては、着色剤、消泡剤又は泡止め剤、pH調節剤、ホスホネート(例えば、AMP又はアミノトリメチレンホスホン酸;HEDP又は1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸;HPA又はヒドロキシホスホノ酢酸又は2-ヒドロキシホスホノ酢酸;PBTC又は2-ブタンホスホノ-1,2,4-トリカルボン酸;PCAM又はホスホノカルボキシレート酸混合物;及び/又はBricorr 288(有機ホスホン酸のナトリウム塩:H-[CH(COONa)CH(COONa)]-PONa(式中、n<5であり、nの平均は1.4である)と他のホスホネートとの混合物)、ホスフィネート(例えば、単量体、二量体、及びオリゴマーホスフィノコハク酸付加体と他のホスフィネートとの混合物であるPSO又はホスフィン酸オリゴマー)、殺生物剤、ポリマー分散剤、スケール抑制剤、界面活性剤、苦味物質、更なる腐食抑制剤、他のクーラント/凍結防止添加剤、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、これらの随意的な更なる成分の1以上を明確に排除することができる(例えば、上述の更なる成分の1以上を実質的に「含まなく」することができる)。
[00116]本発明による熱伝達流体濃縮液中に場合によって含ませることができる更なる腐食抑制剤としては、トール油脂肪酸から誘導されるシクロヘキセン系カルボキシレート化合物の塩(例えば、アルカリ金属塩、アンモニウム塩、及び/又は同類のもの)、並びにアミン化合物が挙げられるが、これらに限定されない。代表的なアミン化合物としては、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、ベンジルアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ヘキシルアミン、AMP(2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール又はイソブタノールアミン)、DEAE(ジエチルエタノールアミン)、DEHA(ジエチルヒドロキシルアミン)、DMAE(2-ジメチルアミノエタノール)、DMAP(ジメチルアミノ-2-プロパノール)、MOPA(3-メトキシプロピルアミン)、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[00117]本発明による熱伝達流体濃縮液中において用いるのに好適な代表的な着色剤又は染料としては、Abbeys Color Inc.又はChromatech Incorporatedからの「ウラニンイエロー」、「ウラニン染料」、「アリザリングリーン」、「Chromatintオレンジ1735」、又は「グリーンAGS液」、Chromatech Incorporatedからの「Chromatintイエロー0963液体染料」、「Chromatintイエロー2741液体染料」、「Chromatintグリーン1572染料」、「Chromatintグリーン2384染料」、「Chromatintバイオレット1579染料」、Tokyo Chemical Industry Co.又はTCI Americaからの「アシッドレッド#52」又はスルホローダミンB、Sensient Technologies又は他の供給業者からの「オレンジII(アシッドオレンジ7)」又は「IntraacidローダミンWT(アシッドレッド388)が挙げられるが、これらに限定されない。
[00118]任意の好適な消泡剤又は泡消剤(従来公知のかかる薬剤が含まれるが、これらに限定されない)を本発明による熱伝達流体中で用いることができる。本発明による熱伝達流体濃縮液中で用いることができる代表的な消泡剤としては、有機変性ポリジメチルシロキサン含有ポリアルキレングリコール、シロキサンポリアルキレンオキシドコポリマー、ポリアルキレンオキシド、Prestone Products Corp.から入手できる「PM-5150」、BASF Corp.からの「Pluronic L-61」及び「Plurafac(登録商標)LF224」、Hydrite Chemical Co.及び他の供給業者から入手できる「Patcote 492」、「Patcote 415」、及び他のPatcoteブランドの消泡剤、並びにMunzing Chemie GmbH又は関連会社から入手できる「Foam Ban 136B」及び他のFoam Ban消泡剤が挙げられるが、これらに限定されない。随意的な消泡剤としてはまた、Boscawen, NHのPerformance Chemicals, LLCからのPC-5450NF;及びWoonsocket, RIのCNC InternationalからのCNC消泡剤XD-55NF及びXD-56など(しかしながらこれらに限定されない)のポリジメチルシロキサンエマルジョンベースの消泡剤を挙げることもできる。幾つかの態様においては、随意的な消泡剤としては、シリコーン又は有機変性ポリジメチルシロキサン、例えばOSI Specialties Inc.、Waterford, NYのMomentive Performance Materials Inc.、Dow Corning、及び他の供給業者からのSAGブランドのシリコーンベースの消泡剤(例えば、SAG-10、Silbreak(登録商標)320);エチレンオキシド-プロピレンオキシド(EO-PO)ブロックコポリマー、及びプロピレンオキシド-エチレンオキシド-プロピレンオキシド(PO-EO-PO)ブロックコポリマー(例えば、Pluronic L61、Pluronic L81、及び他のPluronic及びPluronic C製品);ポリ(エチレンオキシド)又はポリ(プロピレンオキシド)、例えばPPG2000(例えば、2000ダルトンの平均分子量を有するポリプロピレンオキシド);ポリジオルガノシロキサンベースの製品(例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)を含む製品など);脂肪酸又は脂肪酸エステル(例えば、ステアリン酸など);脂肪アルコール、アルコキシル化アルコール、及びポリグリコール;ポリエーテルポリオールアセテート、ポリエーテルエトキシル化ソルビタールヘキサオレエート、及びポリ(エチレンオキシド-プロピレンオキシド)モノアリルエーテルアセテート;ワックス、ナフサ、ケロシン、芳香族オイル;及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せを挙げることができる。
[00119]本発明による熱伝達流体濃縮液中で用いるのに好適な代表的な殺生物剤としては、種々の非酸化性殺生物剤、例えばグルタルアルデヒド、イソチアゾリン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド、2-ブロモ-2-ニトロプロパン-1,3-ジオール、メチレンビス(チオシアネート)、テルブチラジン、テトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウムスルフェート、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[00120]本発明による熱伝達流体濃縮液中で用いるのに好適な代表的なpH調節剤としては、アルカリ又はアルカリ土類金属水酸化物又は酸化物(例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム)、無機ホスフェート(例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、及びピロリン酸カリウム)、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[00121]本発明による熱伝達流体濃縮液中で用いるのに好適な代表的な非イオン界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステルのような脂肪酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールエステル、エチレンオキシド(EO)とプロピレンオキシド(PO)のコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。幾つかの態様においては、非イオン界面活性剤の平均分子量は、約55~約300,000の間、幾つかの態様においては約110~約10,000の間である。代表的なソルビタン脂肪酸エステルとしては、ソルビタンモノラウレート(例えば、Span(登録商標)20、Arlacel(登録商標)20、S-MAZ(登録商標)20M1の商品名で販売されているもの)、ソルビタンモノパルミテート(例えば、Span(登録商標)40又はArlacel(登録商標)40)、ソルビタンモノステアレート(例えば、Span(登録商標)60、Arlacel(登録商標)60、又はS-MAZ(登録商標)60K)、ソルビタンモノオレエート(例えば、Span(登録商標)80又はArlacel(登録商標)80)、ソルビタンモノセスキオレエート(例えば、Span(登録商標)83又はArlacel(登録商標)83)、ソルビタントリオレエート(例えば、Span(登録商標)85又はArlacel(登録商標)85)、ソルビタントリステアレート(例えばS-MAZ(登録商標)65K)、及びソルビタンモノトール油酸エステル(例えばS-MAZ(登録商標)90)が挙げられるが、これらに限定されない。代表的なポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。代表的なポリエチレングリコールとしては、Dow Chemical CompanyからのCARBOWAX(登録商標)ポリエチレングリコール及びメトキシポリエチレングリコール(例えば、CARBOWAX PEG200、300、400、600、900、1000、1450、3350、4000、及び8000等)、又はBASF Corp.からのPLURACOL(登録商標)ポリエチレングリコール(例えば、Pluracol(登録商標)E200、300、400、600、1000、2000、3350、4000、6000、及び8000等)が挙げられるが、これらに限定されない。代表的なポリアルキレングリコールエステルとしては、種々の脂肪酸のモノ及びジエステル、例えばBASFからのMAPEG(登録商標)ポリエチレングリコールエステル(例えば、MAPEG(登録商標)200ML又はPEG200モノラウレート、MAPEG(登録商標)400DO又はPEG 400ジオレエート、MAPEG(登録商標)400MO又はPEG400モノオレエート、及びMAPEG(登録商標)600DO又はPEG600ジオレエート等)が挙げられるが、これらに限定されない。代表的なエチレンオキシド(EO)とプロピレンオキシド(PO)のコポリマーとしては、BASFからの種々のPluronic及びPluronic Rブロックコポリマー界面活性剤、DOW ChemicalからのDOWFAX非イオン界面活性剤、UCON(登録商標)液、及びSYNALOX潤滑剤が挙げられるが、これらに限定されない。代表的なソルビタン脂肪酸エステルのポリオキシアルキレン誘導体としては、ポリオキシエチレン20ソルビタンモノラウレート(例えば、TWEEN20又はT-MAZ20の商品名で販売されている製品)、ポリオキシエチレン4ソルビタンモノラウレート(例えばTWEEN21)、ポリオキシエチレン20ソルビタンモノパルミテート(例えばTWEEN40)、ポリオキシエチレン20ソルビタンモノステアレート(例えば、TWEEN60又はT-MAZ60K)、ポリオキシエチレン20ソルビタンモノオレエート(例えば、TWEEN80又はT-MAZ80)、ポリオキシエチレン20トリステアレート(例えば、TWEEN65又はT-MAZ65K)、ポリオキシエチレン5ソルビタンモノオレエート(例えば、TWEEN81又はT-MAZ81)、ポリオキシエチレン20ソルビタントリオレエート(例えば、TWEEN85又はT-MAZ85K)、及び/又は同類のもの、並びにこれらの組合せが挙げられるが、これらに限定されない。
[00122]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、冷却システムにおいて用いることができ、腐食抑制特性を与えることができる。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、(a)凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ(凝固点降下剤は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約99重量%の範囲の量で存在する);(b)有機ホスフェート(有機ホスフェートは、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.002重量%~約5重量%の範囲の量で存在する);(c)カルボン酸又はその塩(カルボン酸又はその塩は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約10重量%の範囲の量で存在し、カルボン酸は1種類又は複数のC~C20カルボン酸を含み、1種類又は複数のC~C20カルボン酸は、個々に、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される);(d)熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約200mg/L以下の濃度のカルシウムイオン;(e)熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約150mg/L以下の濃度のマグネシウムイオン;(f)熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約3重量%の範囲の量で存在するアゾール化合物;及び(g)場合によっては、無機ホスフェート、リチウムイオン、亜鉛イオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、モリブデートイオン、ホスホネート、ホスフィネート、アクリレートベースのポリマー、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される更なる成分;を含む。幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液は、熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.001mg/L~約200mg/Lの範囲の濃度のカルシウムイオンを含み、及び/又は熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.001mg/L~約150mg/Lの範囲の濃度のマグネシウムイオンを含む。
[00123]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、室温において単一相の均一な溶液である。幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、約-10℃~+100℃の間の温度において貯蔵安定性である。幾つかの態様においては、本熱伝達流体濃縮液及び/又はそれから(例えば希釈によって)誘導される使用準備済の熱伝達流体は、ASTM-D3306の特性及び性能要件を満足する。
[00124]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、(例えば水で)希釈して熱伝達流体を形成することができる。例えば、幾つかの態様においては、熱伝達流体濃縮液を約10体積%~約75体積%に希釈して、熱伝達流体を形成することができる。幾つかの態様においては、希釈のために用いる水は、ASTM-D3306-10のセクション4.5において記載されている脱イオン水である。
[00125]幾つかの態様においては、本発明による熱伝達流体濃縮液は、商業的に入手できる製品として供給することができる。他の態様においては、本熱伝達流体濃縮液を水で約50体積%に予め希釈した使用準備済の熱伝達流体を、商業的に入手できる製品として供給することができる。希釈によって使用準備済の熱伝達流体を製造する際には、使用条件において熱伝達流体濃縮液に加える水の最適レベルは、所望の凍結、吹きこぼれ、及び腐食の保護の要求によって決定することができる。
[00126]水を加えることによって希釈されていない熱伝達流体濃縮液は、通常はその比較的低い熱伝達係数(又は比熱)、高い粘度、及び高い凝固点のために、エンジン冷却システムにおいて熱伝達流体として用いられない。而して、熱伝達流体濃縮液は、エンジン冷却システムにおいて熱伝達流体として用いる前に、水を加えることによって(例えば30体積%~60体積%の溶液に)希釈することができる。自動車の製造業者は、通常は、自動車用冷却システム中の工場充填流体として、水によって希釈した50体積%の熱伝達流体濃縮液を用いる。水によって予め希釈して約30体積%~約60体積%の熱伝達流体濃縮液を含む熱伝達流体製品は、それらを自動車用冷却システム中に加える際に更なる水を必要としないので、使用準備済のクーラントである。
[00127]使用準備済の熱伝達流体中において、凝固点降下剤は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約1重量%乃至約90重量%未満の量で存在させることができる。この範囲内で、凝固点降下剤の量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約25重量%以上、約30重量%以上、約40重量%以上、約50重量%以上、約60重量%以上、約70重量%以上、約75重量%以上、約80重量%以上、約85重量%以上、約86重量%以上、約87重量%以上、約88重量%以上、又は約89重量%以上で、しかしながら約90重量%未満であってよい。また、この範囲内で、凝固点降下剤の量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約30重量%以下、約40重量%以下、約50重量%以下、約55重量%以下、約60重量%以下、約70重量%以下、約75重量%以下、約80重量%以下、約85重量%以下、約86重量%以下、約87重量%以下、約88重量%以下、又は約89重量%以下で、しかしながら約1重量%より多くてよい。
[00128]使用準備済の熱伝達流体中において、有機ホスフェートは、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.001重量%~約5重量%の量で存在させることができる。この範囲内で、この量は、約0.005重量%以上、又は幾つかの態様においては約0.01重量%以上であってよい。またこの範囲内で、この量は、約3重量%以下、又は幾つかの態様においては約1重量%以下であってよい。
[00129]使用準備済の熱伝達流体中において、カルボキシレートは、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.5重量%~約8重量%の量で存在させることができる。この範囲内で、この量は、約0.6重量%以上、又は幾つかの態様においては約0.7重量%以上であってよい。またこの範囲内で、この量は、約7重量%以下、又は幾つかの態様においては約6重量%以下であってよい。
[00130]使用準備済の熱伝達流体が1種類以上のアルカリ土類金属イオンを含む態様に関しては、アルカリ土類金属イオンの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001重量%~約0.02重量%の範囲であってよい。この範囲内で、この量は、約0.001重量%以上、又は幾つかの態様においては約0.002重量%以上であってよい。またこの範囲内で、この量は、約0.01重量%以下、又は幾つかの態様においては約0.006重量%以下であってよい。
[00131]使用準備済の熱伝達流体がカルシウムイオンを含む態様に関しては、カルシウムイオンの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.5ppmより多くてよい。この範囲内で、カルシウムイオンの量は約50ppm未満であってよい。またこの範囲内で、カルシウムイオンの量は約20ppm以下であってよい。
[00132]使用準備済の熱伝達流体がマグネシウムイオンを含む態様に関しては、マグネシウムイオンの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.5ppmより多くてよい。この範囲内で、マグネシウムイオンの量は約60ppm未満であってよい。またこの範囲内で、マグネシウムイオンの量は約25ppm以下であってよい。
[00133]使用準備済の熱伝達流体がストロンチウムイオンを含む態様に関しては、ストロンチウムイオンの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.1ppmより多くてよい。この範囲内で、ストロンチウムイオンの量は約40ppm未満であってよい。またこの範囲内で、ストロンチウムイオンの量は約20ppm以下であってよい。
[00134]使用準備済の熱伝達流体が水溶性無機ホスフェートを含む態様に関しては、水溶性無機ホスフェートの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として、Pとして約0.5ppmより多くてよい。この範囲内で、水溶性無機ホスフェートの量は、Pとして約2000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、水溶性無機ホスフェートの量は、Pとして約500ppm以下であってよい。
[00135]使用準備済の熱伝達流体がリチウムイオンを含む態様に関しては、リチウムイオンの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、リチウムイオンの量は約6000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、リチウムイオンの量は約2500ppm以下であってよい。
[00136]使用準備済の熱伝達流体が亜鉛イオンを含む態様に関しては、亜鉛イオンの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、亜鉛イオンの量は約30ppm未満であってよい。またこの範囲内で、亜鉛イオンの量は約15ppm以下であってよい。
[00137]使用準備済の熱伝達流体がニトレートを含む態様に関しては、ニトレートの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、ニトレートの量は約20,000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、ニトレートの量は約5000ppm以下であってよい。
[00138]使用準備済の熱伝達流体がニトライトを含む態様に関しては、ニトライトの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、ニトライトの量は約20,000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、ニトライトの量は約5000ppm以下であってよい。
[00139]使用準備済の熱伝達流体がモリブデートを含む態様に関しては、モリブデートの全量は、使用済みの熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、モリブデートの量は約20,000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、モリブデートの量は約2000ppm以下であってよい。
[00140]使用準備済の熱伝達流体がアゾール化合物を含む態様に関しては、アゾール化合物の全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.005重量%~約2重量%の範囲であってよい。この範囲内で、アゾール化合物は、約0.007重量%以上、又は幾つかの態様においては約0.01重量%以上の量で存在させることができる。またこの範囲内で、アゾール化合物は、約1.5重量%以下、又は幾つかの態様においては約1重量%以下の量で存在させることができる。
[00141]使用準備済の熱伝達流体が銅及び銅合金腐食抑制剤を含む態様に関しては、銅及び銅合金腐食抑制剤の全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、銅及び銅合金腐食抑制剤の量は約10,000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、銅及び銅合金腐食抑制剤の量は約2500ppm以下であってよい。
[00142]使用準備済の熱伝達流体がシリケートを含む態様に関しては、シリケートの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、シリケートの量は、Siとして約1000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、シリケートの量は、Siとして約600ppm以下であってよい。
[00143]使用準備済の熱伝達流体がシリケート安定剤を含む態様に関しては、シリケート安定剤は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多い量で存在させることができる。この範囲内で、シリケート安定剤の量は約3000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、シリケート安定剤の量は約800ppm以下であってよい。
[00144]使用準備済の熱伝達流体がアクリレートベースのポリマーを含む態様に関しては、アクリレートベースのポリマーの全量は、使用準備済の熱伝達流体の全重量を基準として約0.0001ppmより多くてよい。この範囲内で、アクリレートベースのポリマーの量は約5000ppm未満であってよい。またこの範囲内で、アクリレートベースのポリマーの量は約1500ppm以下であってよい。
[00145]使用準備済の熱伝達流体のpHは、室温において約6.8~約10.0の間であってよい。この範囲内で、このpHは、約7.5以上、又は幾つかの態様においては約7.8以上であってよい。またこの範囲内で、このpHは、約9.0以下、又は幾つかの態様においては約8.8以下であってよい。
[00146]本発明にしたがって腐食を防ぐ方法は、ここに記載するタイプの使用準備済の熱伝達流体を熱伝達システムと接触させることを含む。熱伝達システムは、制御雰囲気ろう付け(即ちCAB)によって製造された1つ又は複数の部品を含んでいてよい。幾つかの態様においては、熱伝達システムはアルミニウムを含んでいてよい。
[00147]またヘビーデューティーエンジンのような幾つかの用途においては、1種類以上の更なる腐食抑制剤(例えば、ニトライト、モリブデート、及び/又は同類のもの、これらの塩、並びにこれらの組合せなど(しかしながらこれらに限定されない))を含ませることが望ましい可能性があることも意図される。
[00148]本発明による使用準備済の熱伝達流体を、以下の非限定的な実施例によって更に示す。以下の実施例は、本発明による特徴を示すものであり、単に例示の目的で与えるものである。これらは、添付の特許請求の範囲又はそれらの均等範囲を限定することは意図しない。
[00149]3種類の異なる試験を用いて、他の熱伝達流体と比べて向上した本発明による熱伝達流体の腐食保護性能を示した。試験熱伝達流体(又はクーラント)溶液は、熱伝達流体濃縮液を脱イオン水で25体積%又は50体積%溶液のいずれかの所望の濃度に希釈することによって調製した。添加剤(例えば、有機ホスフェート、HEDP、フェニルホスホン酸、酢酸カルシウム一水和物、酢酸マグネシウム四水和物、ポリアクリレート等)を、クーラント濃縮液中に加えるか、或いは表6に示すクーラント濃縮液配合物P、Q、及びRの調製中に加えた。
[00150]ラジエーター立方体試料(cube)浸出試験を用いて、試験流体をCAB技術によって製造されたアルミニウム製熱交換器部品表面と接触させた際の迅速な不動態化及び減少したニトライト消費に関する試験した熱伝達流体の性能を比較及び差異化した。最近発表された北米のライトデューティー自動車の2つの異なるモデルからの2つの異なるタイプのラジエーターを、試験のために選択した。これらのラジエーターは、折り曲げ加工型チューブ(Bタイプチューブ)を有する。ラジエーターのアルミニウム部品を、25mm×25mm×25mmの大凡の寸法を有する立方体に切断した。所望の数(12~22)のラジエーター立方体試料を、新しいポリプロピレンボトル(500mL又は1000mL)又はガラス瓶(16オンス)のいずれかの中に入れた。50体積%の予め希釈した熱伝達流体試験溶液を、ラジエーター立方体試料を有するボトル中に加えて、立方体試料を完全に浸漬させた。次に、ボトルをキャップでしっかりと密封し、100℃の温度のオーブン内に14日間配置した。浸出試験の終了時において、ラジエーター立方体試料を取り出し、試験溶液の上部部分を分析のためにサンプリングした。試験において用いる熱伝達流体溶液の量及びラジエーター立方体試料の数は、ラジエーター立方体試料1グラムあたりの試験溶液の体積が約9.5mL/g~約15mL/gの間の値を有するように選択した。ラジエーター立方体試料1グラムあたりでより低い試験溶液の体積の値を有する試験条件は、より厳しい試験条件に対応している。
[00151]ASTM-D4340試験、及び修正GM9066P試験条件下でのアノード分極曲線測定を用いて、エンジンブロック及びシリンダーヘッドにおいて通常遭遇する排熱熱伝達条件下での高温腐食からの鋳造アルミニウムの保護に関する熱伝達流体の性能を測定して比較した。アノード分極測定において用いた試験装置は、GM9066Pに定められているものと同じであった。試験溶液は、25体積%のクーラント(脱イオン水によって希釈)と、100ppmのNaClからの塩化物を含んでいた。エンジンブロックから切り出した砂型鋳造AA319を作用電極として用いた。AA319電極表面温度は、試験中において130±2℃に制御した。溶液温度が5~6時間で定常状態の値(即ち102±2℃)に達した後、2mV/秒の走査速度を用いてアノード分極曲線を得た。ASTM-D4340試験は、最新のASTM-D4340規格にしたがって行った。
[00152]本発明による熱伝達流体を用いる利益を示す実験データを、下記の表4~19にまとめる。表4は、試験において用いた熱伝達流体溶液を調製するのに用いたベースの熱伝達流体濃縮液A~H(又はクーラント濃縮液)の組成を示す。表5は、試験において用いた熱伝達流体溶液を調製するのに用いたベースの熱伝達流体濃縮液I~N(又はクーラント濃縮液)の組成を示す。表6は、試験において用いた熱伝達流体溶液を調製するのに用いたベースの熱伝達流体濃縮液P~R(又はクーラント濃縮液)の組成を示す。表7~10は、試験溶液として比較の熱伝達流体を用いた比較例1~12に関するラジエーター立方体試料浸出試験において得られた結果を示す。表11~18は、本発明による熱伝達流体を用いた実施例1~30に関するラジエーター立方体試料浸出試験において得られた結果を示す。表19は、比較の熱伝達流体溶液(比較例13~22)及び本発明による熱伝達流体溶液(実施例31~51)に関するASTM-D4340試験結果を示す。
[00153]結果は、本発明による有機ホスフェート又はホスフェートエステル(例えば、Triton H-66、Triton H-55、Cedephos FA-600、Chemfac NF-100、Chemfac NA-350、Chemfac PF-636、ブチルアシッドホスフェート、エチルヘキシルアシッドホスフェート、イソオクチルアシッドホスフェート)を含むクーラント(又は熱伝達流体)は、有機ホスフェートを含まない比較例の対応する流体よりも実質的に良好な腐食保護性能を与えることを明確に示している。
[00154]表7における比較例2、3、及び4、並びに表10における比較例11及び12は、100℃において2週間のラジエーター立方体試料浸出試験の後に、4種類の異なる試験クーラントに関して、有機ホスフェートの不存在下でニトライトのほぼ100%の減少を示している。これに対して、表11~18における実施例において示される試験クーラント中に0.025重量%~0.2重量%の有機ホスフェートが存在していた場合には、100℃において2週間のラジエーター立方体試料浸出試験の後の試験クーラント中のニトライト濃度の減少は劇的に減少した。幾つかの場合においては、実施例11(表13)及び実施例21~24(表16)において示されるように、0.05重量%~0.1重量%の間の濃度のTriton H-55又はTriton H-66の存在下においては、100℃において2週間のラジエーター立方体試料浸出の後の試験クーラント中のニトライト濃度の減少は、米国特許8,617,416B1に記載されている無機ホスフェート、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、及びポリアクリレートを含む試験クーラントにおいて達成されたもの(表7における比較例1を参照)よりもなお一層良好であるレベルまで減少した。
[00155]米国特許出願公開2014/0061529A1には、1-ヒドロキシエチリデン-1,1-ジホスホン酸(HDEP)、フェニルホスホン酸、又はフェニルホスフィン酸を加えることによって、ニトライトの存在下における熱交換器の金属表面のクーラントとの化学的反応性を不動態化する方法が記載されている。HEDP、フェニルホスホン酸、又はフェニルホスフィン酸を、2-エチルヘキサン酸、セバシン酸、及びトリルトリアゾールを含むエンジンクーラントに加えると、クーラントをアルミニウム製自動車用熱交換器と接触させた際のニトライトの消費の減少がもたらされた。これにもかかわらず、本発明による試験クーラントにおける有機ホスフェートの存在下でのカリウムフルオロアルミネートフラックス残渣で被覆されたろう付けアルミニウム表面の不動態化の向上は、米国特許出願公開2014/0061529A1に記載されているようにフェニルホスホネートを用いて達成されたものよりも実質的により良好であった(表8における比較例5~7;表9における比較例9及び10;並びに表11~18における実施例を比較されたい)。表19における結果は、米国特許出願公開2014/0061529A1(米国特許出願公開2015/0267101A1も参照)における記載にしたがう9種類の異なる試験クーラント配合物中に最も有効なクーラント添加剤のHEDPを存在させた場合に、ASTM-D4340試験条件下で非常に高い鋳造アルミニウムAA329腐食速度がもたらされたことを示している。これらの速度は、ASTM-D4340試験において1.0mg/cm/週以下のASTM-D3306、D6210による腐食速度要件、並びにライトデューティー及びヘビーデューティーの使用のためのグリコールベースのエンジンクーラントについての多くの自動車OEMの工業標準規格を実質的に超えている。
[00156]これに対して、表19に示されるように、Triton H-66、Chemfac NF100、及びイソオクチルアシッドホスフェートのような有機ホスフェートを含む本発明による試験クーラントは全て、ASTM-D4340試験においてHEDPを含む試験クーラント溶液よりも遙かに低い腐食速度を与え、更にライトデューティー及びヘビーデューティー使用のためのグリコールベースのエンジンクーラントについてのASTM-D3306及びD6210の腐食速度要件を満足する。表19に示されるように、本発明にしたがう濃度範囲でChemfac NF-100、Triton H-66、イソオクチルアシッドホスフェート、Chemfac NF-100、又はTriton H-66を含む試験クーラントの幾つかは、0.1mg/cm/週未満のASTM-D4340腐食速度を与えた(例えば、表19における実施例39~47及び実施例51を参照)。
[00157]表11~19に示される結果は、本発明による有機ホスフェートを含むクーラントは、CABアルミニウム熱交換器表面と接触させた際に優れた腐食保護及び実質的に減少したニトライト消費を与えることができるだけでなく、エンジン冷却システムにおいてエンジンブロック及びシリンダーヘッドにおいて通常遭遇する排熱高温条件下での優れた腐食保護も与えることができることを更に示している。例えば、排熱高温条件下での優れた腐食保護は、本発明にしたがう濃度範囲での、カルシウムイオンとマグネシウムイオン、又はストロンチウムイオンとマグネシウムイオンの存在下において、ポリアクリレートを更に存在させるか又は存在させないで、観察することができる。表19における実施例40~48に関するD4340試験後の試料を目視観察すると、金属表面は腐食の兆候を有しておらず、外観が輝いていて新品に匹敵する状態のままであり、而して、試験試料に関する重量損失測定から得られる腐食速度結果と合致していたことが示される。
Figure 0007096810000007
Figure 0007096810000008
Figure 0007096810000009
Figure 0007096810000010
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[00158]図1は、排熱熱伝達条件下で25体積%クーラント濃縮液+100ppm塩化物イオンの中に6時間浸漬したAA319鋳造アルミニウム合金電極について得られたアノード分極測定結果を示す。AA319電極表面温度は130℃である。有機ホスフェート(Chemfac NF-100)を含むクーラントP及びR(表6)は、試験条件下において、他のクーラント(即ち、クーラントE、クーラントE+0.05重量%HEDPナトリウム塩、クーラントD、及びクーラントJ)よりも実質的に良好な、3.0L自動車エンジンブロックから切り出したAA319鋳造アルミニウムに対する腐食保護を与えたことが分かる。図1に示されるように、クーラントE中にHEDPを存在させた場合には排熱高温腐食条件下においてAA319の腐食の大きな増加がもたらされ、これは表19に示されるASTM-D4340の結果と合致した。実際、図1における結果は、クーラントE+0.05重量%のHEDPナトリウム塩が、試験条件下において最も高いAA319腐食攻撃性を有していたことを示す。
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[00159]ここで引用したありとあらゆる特許及び非特許文献の全ての内容は、本明細書と不一致の開示事項又は規定の場合(この場合には、本明細書における開示事項又は規定が優先するとみなされる)を除いて、参照として本明細書中に包含する。
[00160]構成要素に関する不定冠詞の「a」及び「an」(例えば、「凝固点降下剤」、「有機ホスフェート」、「カルボン酸又はその塩」、「成分」等)の使用は、幾つかの態様においては複数のかかる構成要素の存在を排除しないことを理解すべきである。
[00161]上記の詳細な記載及び添付の図面は例示及び例証の目的で与えたものであり、添付の特許請求の範囲を限定することは意図しない。本明細書に示されている現在好ましい態様における多くのバリエーションは当業者に明らかであり、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等範囲内に含まれる。
[00162]添付の特許請求の範囲において示す構成要素及び特徴を異なるように組み合わせて、これも本発明の範囲内に含まれる新しい請求項を形成することができることを理解すべきである。而して、下記に添付した従属請求項は単一の独立又は従属請求項のみに従属しているが、これらの従属請求項は、或いは別形態においては任意の先行する請求項(独立か従属かにかかわらず)に従属させることができ、かかる新しい組合せは本明細書の一部を形成すると理解すべきであることを理解すべきである。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[態様1]
凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;
有機ホスフェート;
カルボン酸又はその塩;並びに
アルカリ土類金属イオン、アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;
を含む熱伝達流体濃縮液。
[態様2]
ホスホネート、ホスフィネート、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、更なる腐食抑制剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される更なる成分を更に含む、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様3]
前記凝固点降下剤がアルコールを含む、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様4]
前記アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、フルフロール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エトキシル化フルフリルアルコール、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、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール、グリセロール-1,2-ジメチルエーテル、グリセロール-1,3-ジメチルエーテル、グリセロールのモノエチルエーテル、ソルビトール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、メトキシエタノール、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様3に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様5]
前記水が、脱イオン水、脱塩水、軟化水、又はこれらの組合せである、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様6]
前記有機ホスフェートが、式:
Figure 0007096810000035
(式中、R 、R 、及びR は、それぞれ独立して、水素、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルキル、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルケニル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルキル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルケニル、又はアルキル、アルケニル、アリール、ホスホノ、ホスフィノ、アルキルアミノ、アミノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される場合によっては置換されている基である)
を有する、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様7]
前記有機ホスフェートが、エチレングリコールホスフェート、1,2,3-プロパントリオールホスフェート、ホスフェートポリエーテルエステル、C ~C 12 アルキルアルコールエトキシレートリン酸、クレシルエトキシレートのホスフェートエステルのアルカリ金属塩、カリウムクレシルホスフェート、オクチルフェノキシポリエトキシエチルホスフェート、オクチルフェノキシポリエチルホスフェート、ポリエチレングリコールモノ(オクチルフェニル)エーテルホスフェート、アルキルアシッドホスフェート、アリールアシッドホスフェート、アルキルフェノキシポリエトキシエチルリン酸のアルカリ金属塩、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様8]
前記カルボン酸が1種類又は複数のC ~C 20 カルボン酸を含み、前記1種類又は複数のC ~C 20 カルボン酸のそれぞれは、個々に、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様9]
前記カルボン酸が、2-エチルヘキサン酸、ヘプトン酸、オクタン酸、アジピン酸、デカン酸、ネオデカン酸、セバシン酸、安息香酸、p-トルイル酸、t-ブチル安息香酸、アルコキシ安息香酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様10]
前記アルカリ土類金属イオンが、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様11]
前記アルカリ土類金属イオンが、水溶性アルカリ土類金属塩、アルカリ土類金属化合物、又はこれらの組合せから誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様12]
前記アルカリ土類金属イオンがアルカリ土類金属酸化物から誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様13]
前記アルカリ金属イオンがリチウムである、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様14]
前記アルカリ金属イオンが、水溶性アルカリ金属塩、アルカリ金属化合物、又はこれらの組合せから誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様15]
前記アルカリ金属イオンがアルカリ金属酸化物から誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様16]
前記アルカリ金属酸化物が酸化リチウムである、態様15に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様17]
前記遷移金属イオンが亜鉛である、態様15に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様18]
前記遷移金属イオンが、水溶性遷移金属塩、遷移金属化合物、又はこれらの組合せから誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様19]
前記遷移金属イオンが遷移金属酸化物から誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様20]
前記遷移金属酸化物が酸化亜鉛である、態様19に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様21]
前記ホスフェートがリンオキソ酸を含む、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様22]
前記リンオキソ酸が、リン酸、オルトリン酸ナトリウム、オルトリン酸カリウム、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様21に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様23]
前記アゾール化合物が、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、4-メチルベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール、1-ブチル-1H-ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、チアゾール、置換チアゾール類、イミダゾール、ベンズイミダゾール、置換イミダゾール類、インダゾール、置換インダゾール類、テトラゾール、置換テトラゾール類、テトラヒドロベンゾトリアゾール類、四水素化ベンゾトリアゾール類、テトラヒドロトリルトリアゾール、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、テトラヒドロベンゾトリアゾール、これらのアルカリ金属塩、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様24]
前記モリブデートイオンが、アルカリ金属モリブデート、アルカリ土類金属モリブデート、又はこれらの組合せから誘導される、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様25]
前記シリケートがアルカリ金属シリケートを含む、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様26]
前記シリケート安定剤がシリコーンを含む、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様27]
前記水溶性ポリマーが、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、四元共重合体、又はこれらの組合せである、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様28]
前記水溶性ポリマーがポリカルボキシレートである、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様29]
前記ポリカルボキシレートが、アクリレートベースのポリマー、アクリレートベースのコポリマー、アクリレートベースのターポリマー、アクリレートベースの四元共重合体、又はこれらの組合せである、態様28に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様30]
前記水溶性ポリマーが、アクリレート/アクリルアミドコポリマー、ポリメタクリレート、ポリマレイン酸、無水マレイン酸ベースのポリマー、マレイン酸ベースのポリマー、マレイン酸ベースのコポリマー、マレイン酸ベースのターポリマー、変性アクリルアミドベースのポリマー、アクリルアミドベースのコポリマー、又はアクリルアミドベースのターポリマーである、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様31]
50%の濃度における前記熱伝達流体濃縮液のpHが約6.8~約10.0の間である、態様1に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様32]
態様1に記載の熱伝達流体濃縮液及び水を含む使用準備済の熱伝達流体であって、前記熱伝達流体濃縮液が前記使用準備済の熱伝達流体の全体積を基準として約40体積%~約60体積%の範囲の量で存在する上記使用準備済の熱伝達流体。
[態様33]
熱伝達流体濃縮液であって、
凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ(ここで、前記凝固点降下剤は、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約99重量%を構成する);
有機ホスフェート(ここで、前記有機ホスフェートは、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.002重量%~約5重量%を構成する);
カルボン酸又はその塩(ここで、前記カルボン酸又はその塩は、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約1重量%~約10重量%を構成し、前記カルボン酸は1種類又は複数のC ~C 20 カルボン酸を含み、前記1種類又は複数のC ~C 20 カルボン酸は、個々に、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される);
前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約200mg/L以下の濃度のカルシウムイオン;
前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約150mg/L以下の濃度のマグネシウムイオン;
前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として約0.01重量%~約3重量%を構成するアゾール化合物;及び
場合によっては、無機ホスフェート、リチウムイオン、亜鉛イオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、モリブデートイオン、ホスホネート、ホスフィネート、アクリレートベースのポリマー、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される更なる成分;
を含む上記熱伝達流体濃縮液。
[態様34]
前記アクリレートベースのポリマーを更に含む、態様33に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様35]
前記凝固点降下剤が、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、グリセロール、及びこれらの組合せからなる群から選択される、態様33に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様36]
前記有機ホスフェートが、式:
Figure 0007096810000036
(式中、R 、R 、及びR は、それぞれ独立して、水素、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルキル、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルケニル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルキル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルケニル、又はアルキル、アルケニル、アリール、ホスホノ、ホスフィノ、アルキルアミノ、アミノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される場合によっては置換されている基である)
を有する、態様33に記載の熱伝達流体濃縮液。
[態様37]
熱伝達システムにおける腐食を抑制する方法であって、
前記熱伝達システムの少なくとも一部を、使用準備済の熱伝達流体と接触させる工程を含み;
前記使用準備済の熱伝達流体は、
凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;
有機ホスフェート;
カルボン酸又はその塩;及び
アルカリ土類金属イオン、アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;
を含む、上記方法。
[態様38]
前記使用準備済の熱伝達流体が、アゾール化合物、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、及びアクリレートベースのポリマーを更に含む、態様37に記載の方法。
[態様39]
前記熱伝達システムの一部が、制御雰囲気ろう付けによって製造される部品を含む、態様37に記載の方法。
[態様40]
凝固点降下剤、水、有機ホスフェート、カルボン酸又はその塩、並びに、水溶性アルカリ土類金属塩、アルカリ土類金属化合物、アルカリ土類金属酸化物、水溶性リチウム塩、リチウム化合物、リチウム酸化物、水溶性亜鉛塩、亜鉛化合物、亜鉛酸化物、水溶性無機ホスフェート、ニトレート、ニトライト、モリブデート、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、水溶性ポリマー、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分を混合することを含む方法によって製造される熱伝達流体濃縮液。
[態様41]
50%の濃度における前記熱伝達流体濃縮液のpHが約6.8~約10.0の間である、態様40に記載の熱伝達流体濃縮液。

Claims (38)

  1. 凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;
    有機ホスフェート;
    カルボン酸又はその塩;
    アルカリ土類金属イオン;
    水溶性ポリマー;並びに
    アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;
    を含
    リチウムを含まない、熱伝達流体濃縮液。
  2. ホスホネート、ホスフィネート、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、更なる腐食抑制剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される更なる成分を更に含む、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  3. 前記凝固点降下剤がアルコールを含む、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  4. 前記アルコールが、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、フルフロール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、エトキシル化フルフリルアルコール、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、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール、グリセロール-1,2-ジメチルエーテル、グリセロール-1,3-ジメチルエーテル、グリセロールのモノエチルエーテル、ソルビトール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、メトキシエタノール、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項3に記載の熱伝達流体濃縮液。
  5. 前記水が、脱イオン水、脱塩水、軟化水、又はこれらの組合せである、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  6. 前記有機ホスフェートが、式:
    Figure 0007096810000037
    (式中、R、R、及びRは、それぞれ独立して、水素、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルキル、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルケニル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルキル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルケニル、又はアルキル、アルケニル、アリール、ホスホノ、ホスフィノ、アルキルアミノ、アミノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される場合によっては置換されている基である)
    を有する、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  7. 前記有機ホスフェートが、エチレングリコールホスフェート、1,2,3-プロパントリオールホスフェート、ホスフェートポリエーテルエステル、C~C12アルキルアルコールエトキシレートリン酸、クレシルエトキシレートのホスフェートエステルのアルカリ金属塩、カリウムクレシルホスフェート、オクチルフェノキシポリエトキシエチルホスフェート、オクチルフェノキシポリエチルホスフェート、ポリエチレングリコールモノ(オクチルフェニル)エーテルホスフェート、アルキルアシッドホスフェート、アリールアシッドホスフェート、アルキルフェノキシポリエトキシエチルリン酸のアルカリ金属塩、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  8. 前記カルボン酸が1種類又は複数のC~C20カルボン酸を含み、前記1種類又は複数のC~C20カルボン酸のそれぞれは、個々に、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  9. 前記カルボン酸が、2-エチルヘキサン酸、ヘプトン酸、オクタン酸、アジピン酸、デカン酸、ネオデカン酸、セバシン酸、安息香酸、p-トルイル酸、t-ブチル安息香酸、アルコキシ安息香酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  10. 前記アルカリ土類金属イオンが、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  11. 前記アルカリ土類金属イオンが、水溶性アルカリ土類金属塩、アルカリ土類金属化合物、又はこれらの組合せから誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  12. 前記アルカリ土類金属イオンがアルカリ土類金属酸化物から誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  13. 前記アルカリ金属イオンが、水溶性アルカリ金属塩、アルカリ金属化合物、又はこれらの組合せから誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  14. 前記アルカリ金属イオンがアルカリ金属酸化物から誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  15. 前記遷移金属イオンが亜鉛である、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  16. 前記遷移金属イオンが、水溶性遷移金属塩、遷移金属化合物、又はこれらの組合せから誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  17. 前記遷移金属イオンが遷移金属酸化物から誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  18. 前記遷移金属酸化物が酸化亜鉛である、請求項17に記載の熱伝達流体濃縮液。
  19. 前記無機ホスフェートがリンオキソ酸を含む、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  20. 前記リンオキソ酸が、リン酸、オルトリン酸ナトリウム、オルトリン酸カリウム、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項19に記載の熱伝達流体濃縮液。
  21. 前記アゾール化合物が、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、4-メチルベンゾトリアゾール、5-メチルベンゾトリアゾール、1-ブチル-1H-ベンゾトリアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、チアゾール、置換チアゾール類、イミダゾール、ベンズイミダゾール、置換イミダゾール類、インダゾール、置換インダゾール類、テトラゾール、置換テトラゾール類、テトラヒドロベンゾトリアゾール類、四水素化ベンゾトリアゾール類、テトラヒドロトリルトリアゾール、4-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、5-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、テトラヒドロベンゾトリアゾール、これらのアルカリ金属塩、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  22. 前記モリブデートイオンが、アルカリ金属モリブデート、アルカリ土類金属モリブデート、又はこれらの組合せから誘導される、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  23. 前記シリケートがアルカリ金属シリケートを含む、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  24. 前記シリケート安定剤がシリコーンを含む、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  25. 前記水溶性ポリマーが、ホモポリマー、コポリマー、ターポリマー、四元共重合体、又はこれらの組合せである、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  26. 前記水溶性ポリマーがポリカルボキシレートである、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  27. 前記ポリカルボキシレートが、アクリレートベースのポリマー、アクリレートベースのコポリマー、アクリレートベースのターポリマー、アクリレートベースの四元共重合体、又はこれらの組合せである、請求項26に記載の熱伝達流体濃縮液。
  28. 前記水溶性ポリマーが、アクリレート/アクリルアミドコポリマー、ポリメタクリレート、ポリマレイン酸、無水マレイン酸ベースのポリマー、マレイン酸ベースのポリマー、マレイン酸ベースのコポリマー、マレイン酸ベースのターポリマー、変性アクリルアミドベースのポリマー、アクリルアミドベースのコポリマー、又はアクリルアミドベースのターポリマーである、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  29. 50%の濃度における前記熱伝達流体濃縮液のpHが6.8~10.0の間である、請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液。
  30. 請求項1に記載の熱伝達流体濃縮液及び水を含む使用準備済の熱伝達流体であって、前記熱伝達流体濃縮液が前記使用準備済の熱伝達流体の全体積を基準として40体積%~60体積%の範囲の量で存在する上記使用準備済の熱伝達流体。
  31. 熱伝達流体濃縮液であって、
    凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ(ここで、前記凝固点降下剤は、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として1重量%~99重量%を構成する);
    有機ホスフェート(ここで、前記有機ホスフェートは、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として0.002重量%~5重量%を構成する);
    カルボン酸又はその塩(ここで、前記カルボン酸又はその塩は、前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として1重量%~10重量%を構成し、前記カルボン酸は1種類又は複数のC~C20カルボン酸を含み、前記1種類又は複数のC~C20カルボン酸は、個々に、脂肪族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、及びこれらの組合せからなる群から選択される);
    前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として200mg/L以下の濃度のカルシウムイオン;
    前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として150mg/L以下の濃度のマグネシウムイオン;
    前記熱伝達流体濃縮液の全重量を基準として0.01重量%~3重量%を構成するアゾール化合物;
    水溶性ポリマー;及び
    場合によっては、無機ホスフェート、亜鉛イオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、モリブデートイオン、ホスホネート、ホスフィネート、着色剤、殺生物剤、消泡剤、界面活性剤、分散剤、スケール防止剤、湿潤剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される更なる成分;
    を含
    リチウムを含まない、上記熱伝達流体濃縮液。
  32. 前記水溶性ポリマーがアクリレートベースのポリマーを含む、請求項31に記載の熱伝達流体濃縮液。
  33. 前記凝固点降下剤が、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、グリセロール、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項31に記載の熱伝達流体濃縮液。
  34. 前記有機ホスフェートが、式:
    Figure 0007096810000038
    (式中、R、R、及びRは、それぞれ独立して、水素、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルキル、場合によっては置換されているヘテロ原子含有アルケニル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルキル、場合によっては置換されているカルボニル含有アルケニル、又はアルキル、アルケニル、アリール、ホスホノ、ホスフィノ、アルキルアミノ、アミノ、及びこれらの組合せからなる群から選択される場合によっては置換されている基である)
    を有する、請求項31に記載の熱伝達流体濃縮液。
  35. 熱伝達システムにおける腐食を抑制する方法であって、
    前記熱伝達システムの少なくとも一部を、使用準備済の熱伝達流体と接触させる工程を含み;
    前記使用準備済の熱伝達流体は、
    凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;
    有機ホスフェート;
    カルボン酸又はその塩;
    アルカリ土類金属イオン;
    水溶性ポリマー;及び
    アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;
    を含
    前記使用準備済の熱伝達流体がリチウムを含まない、上記方法。
  36. 前記使用準備済の熱伝達流体がアゾール化合物を更に含み、前記アルカリ土類金属イオンがカルシウムイオン及びマグネシウムイオンを含み、前記水溶性ポリマーがアクリレートベースのポリマーを含む、請求項35に記載の方法。
  37. 前記熱伝達システムの一部が、制御雰囲気ろう付けによって製造される部品を含む、請求項35に記載の方法。
  38. 凝固点降下剤、水、又はこれらの組合せ;
    エチレングリコールホスフェート、ホスフェートポリエーテルエステル、1,2,3-プロパントリオールホスフェート、及びこれらの組合せからなる群から選択される有機ホスフェート;
    カルボン酸又はその塩;
    アルカリ土類金属イオン;
    水溶性ポリマー;並びに
    アルカリ金属イオン、遷移金属イオン、無機ホスフェート、モリブデートイオン、ニトレートイオン、ニトライトイオン、アゾール化合物、銅及び銅合金腐食抑制剤、シリケート、シリケート安定剤、及びこれらの組合せからなる群から選択される成分;
    を含
    リチウムを含まない、熱伝達流体濃縮液。
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