JP7198101B2 - 熱交換媒体 - Google Patents
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Description
上記一般式(1)において、nは1~5、R1はCmH2m、mは1~4、R2及びR3はCkH2k+1、kは1~5である。
上記一般式(2)において、nは1~5、R1はCmH2m、mは1~4、R2及びR3はOCCkH2k+1、kは1~4である。
上記一般式(3)において、nは1~5、R1はCmH2m、mは1~4、R2はCkH2k+1、kは1~5、R3はOCCLH2L+1、Lは1~4である。
熱媒体成分は、後述するグリコールジエーテル類、グリコールジエステル類及びグリコールモノエーテルエステル類から選ばれる少なくとも1つの化合物を含む。
R2-O-(-R1-O-)n-R3 (1)
R2-O-(-R1-O-)n-R3 (2)
R2-O-(-R1-O-)n-R3 (3)
腐食抑制剤としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸、芳香族モノカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸又はそれらの塩、ホウ酸又はこの塩、ケイ酸又はこの塩、リン酸又はこの塩、亜硝酸塩、硝酸塩、モリブデン酸塩、トリアゾール系化合物、ジアゾール系化合物、チアゾール系化合物、及びアミン化合物から選ばれる少なくとも一種を用いることができる。好ましくは、腐食抑制剤として、トリアゾール系化合物及び/又はアミン化合物を用いることができる。以下、具体的に説明する。
脂肪族モノカルボン酸としては、例えば、ペンタン酸、ヘキサン酸、へプタン酸、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、ステアリン酸等、及びそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が挙げられる。
芳香族モノカルボン酸としては、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ブチル安息香酸等のアルキル安息香酸、一般式RO-C6H4-COOH(Rは炭素数が1から5のアルキル基)で示されるアルコキシ安息香酸、一般式R-C6H4-CH=COOH(Rは炭素数が1から5のアルキル基又はアルコキシ基)で示されるケイヒ酸、アルキルケイヒ酸、アルコキシケイヒ酸、及びこれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、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、ウンデカン酸、ドデカン2酸、ブラシル酸、タブチン酸等、及びそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、無水フタル酸又はテレフタル酸等、及びそれらのアルカリ金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が挙げられる。
ホウ酸、及びホウ酸塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
ケイ酸、及びケイ酸塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
リン酸、及びリン酸塩としては、例えば、正リン酸、ピロリン酸、トリメタリン酸、テトラリン酸等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩が挙げられる。
亜硝酸塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
硝酸塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
モリブデン酸塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アミン塩、アンモニウム塩等が挙げられる。
トリアゾール系化合物としては、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、4-ニトロベンゾトリアゾールが挙げられる。
ジアゾール系化合物としては、例えば、イミダゾリン、イミダゾール、メルカプトイミダゾリン、メルカプトイミダゾール、ベンズイミダゾール、メチルイミダゾールが挙げられる。
チアゾール系化合物としては、例えば、ベンゾチアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、及びそのアルカリ金属塩が挙げられる。
アミン化合物としては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミンのようなエタノールアミン類;モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミンのようなイソプロパノールアミン類;シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、シクロヘキシルジエタノールアミンのようなシクロヘキシルアミン類;メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミンなどのような脂肪族アミン類が挙げられる。
本実施形態の熱交換媒体には、シリコン系消泡剤を含めることができる。ここで、シリコン系消泡剤の含有量は、熱媒体成分の100質量部に対して、0.001~0.1質量部とすることができる。
熱交換媒体を試料瓶(容器)に充填し、試料瓶の上方に空気層を設けておく。試料瓶の底面から熱交換媒体の液面までの距離は110mmとする。試料瓶内の熱交換媒体の温度を-30℃とした後に、この試料瓶を逆さまにすると、空気層が試料瓶の底面から熱交換媒体の液面に向かって移動する。この空気層が熱交換媒体の液面に到達するまでの時間(空気層の移動時間)、言い換えれば、試料瓶を逆さまにしたタイミングから、空気層が熱交換媒体の液面に到達するまでの時間は、1.5秒以下であり、好ましくは1秒以下である。
本実施形態の熱交換媒体については、-30℃での動粘度が60mm2/s以下である。この動粘度は、好ましくは40mm2/s以下であり、さらに好ましくは20mm2/s以下である。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるトリエチレングリコールジメチルエーテルを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤を添加して熱交換媒体を製造した。トリエチレングリコールジメチルエーテルを100質量部としたとき、ジエタノールアミンを0.3質量部、トリルトリアゾールを0.3質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるトリプロピレングリコールジメチルエーテルを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤を添加して熱交換媒体を製造した。トリプロピレングリコールジメチルエーテルを100質量部としたとき、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるトリエチレングリコールジメチルエーテルを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤及び水を添加して熱交換媒体を製造した。トリエチレングリコールジメチルエーテルを100質量部としたとき、水を10質量部、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるジエチレングリコールジブチルエーテルを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤を添加して熱交換媒体を製造した。ジエチレングリコールジブチルエーテルを100質量部としたとき、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
熱媒体成分として、グリコールジエステル類であるプロピレングリコールジアセタートを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤を添加して熱交換媒体を製造した。プロピレングリコールジアセタートを100質量部としたとき、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量%とした。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるトリエチレングリコールジメチルエーテルを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤、水及びエチレングリコールを添加して熱交換媒体を製造した。トリエチレングリコールジメチルエーテルを100質量部としたとき、水を10質量部、エチレングリコールを20質量部、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるトリエチレングリコールジメチルエーテルと、グリコールジエステル類であるプロピレングリコールジアセタートと、グリコールモノエーテルエステル類であるジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタートを用い、腐食抑制剤として、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用い、シリコン系消泡剤を添加して熱交換媒体を製造した。トリエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジアセタート及びジエチレングリコールモノブチルエーテルアセタートの合計量を100質量部としたとき、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
水、エチレングリコール、腐食抑制剤及びシリコン系消泡剤を混合して熱交換媒体を製造した。腐食抑制剤としては、ジエタノールアミン及びトリルトリアゾールを用いた。ここで、水を70質量部とし、エチレングリコールを30質量部とした。水及びエチレングリコールの合計を100質量部としたとき、ジエタノールアミンを0.2質量部、トリルトリアゾールを0.1質量部、シリコン系消泡剤を0.01質量部とした。
熱媒体成分として、グリコールジエーテル類であるトリエチレングリコールジメチルエーテルを用い、水を添加して熱交換媒体を製造した。トリエチレングリコールジメチルエーテルを100質量部としたとき、水を10質量部とした。本比較例では、腐食抑制剤やシリコン系消泡剤は添加していない。
腐食性の評価では、アルミニウム及び鋳鉄でそれぞれ形成された2枚の試験片を互いに離した状態で試験液(150ml)に浸漬し、2枚の試験片に電圧を印加して試験片の質量の変化を調べた。試験液は、実施例1~7及び比較例1~2の熱交換媒体である。
熱交換媒体の温度を150℃として、熱交換媒体の蒸気圧を測定した。蒸気圧は、比較的適用範囲が広いいわゆる「静置法」に基づいて測定した。蒸気圧が低いほど、熱交換媒体が揮発しにくいことを意味する。蒸気圧の評価においては、蒸気圧に関する2つの閾値e_th1,e_th2を設定した。閾値e_th1,eは閾値e_th2よりも低く、例えば、閾値e_th1を1atmとし、閾値e_th2を3atmとすることができる。蒸気圧が閾値e_th1以下であるときの評価をAとし、蒸気圧が閾値e_th1~e_th2の間であるときの評価をBとし、蒸気圧が閾値e_th2以上であるときの評価をCとした。
流動性の評価では、JIS K2233の耐寒性評価で規定される装置及び器具を用いた。直径37mm、高さ165mmの試料瓶に100mLの熱交換媒体を入れ、清浄なコルク栓で試料瓶の開口に栓をして密閉状態とした。-30℃±2℃に調節した低温槽中に試料瓶を入れ、144±4時間経過した後、試料瓶を低温槽から取り出し、試料瓶を速やかに逆さまに倒立させた。試料瓶を逆さまに倒立させてから、試料瓶内の空気層が熱交換媒体の液面に達するまでの時間(以下、液面到達時間という)をストップウオッチで測定した。この測定した液面到達時間に基づいて、熱交換媒体の流動性を評価した。
熱交換媒体の動粘度は、JIS K2283(2000)の規定に準じ、ウベローデ粘度計を用いて測定した。ここで、熱交換媒体の温度を-30℃に調整した。動粘度の評価としては、動粘度が20mm2/s以下であるときの評価をAとし、動粘度が20~40mm2/sであるときの評価をBとし、動粘度が40~60mm2/sであるときの評価をCとし、動粘度が60~80mm2/sであるときの評価をDとし、動粘度が80mm2/sを超えたときの評価をEとした。
JIS K2234の規定に準じて、熱交換媒体の泡立ち性を評価した。具体的には、メスシリンダーに所定量の熱交換媒体を入れ、メスシリンダーを所定回数だけ振とうした。振とう後、10秒間静置した後において、メスシリンダーの外部から泡が発生しているか否かを目視によって確認した。
Claims (7)
- 金属表面を伝熱面として、対象物との間で熱交換を行う液状の熱交換媒体であって、
下記一般式(1)で表されるグリコールジエーテル類、下記一般式(2)で表されるグリコールジエステル類及び、下記一般式(3)で表されるグリコールモノエーテルエステル類から選ばれる少なくとも1つの化合物を含む熱媒体成分を主成分とし、
前記熱媒体成分の100質量部に対して、0.05~10質量部である腐食抑制剤を有し、
R2-O-(-R1-O-)n-R3 (1)
ここで、nは1~5、R1はCmH2m、mは1~4、R2及びR3はCkH2k+1、kは1~5であり、
R2-O-(-R1-O-)n-R3 (2)
ここで、nは1~5、R1はCmH2m、mは1~4、R2及びR3はOCCkH2k+1、kは1~4であり、
R2-O-(-R1-O-)n-R3 (3)
ここで、nは1~5、R1はCmH2m、mは1~4、R2はCkH2k+1、kは1~5、R3はOCCLH2L+1、Lは1~4であり、
容器内に-30℃で充填された前記熱交換媒体において、前記容器の底面から前記熱交換媒体の液面に空気層が到達するまでの時間が1.5秒以下であることを特徴とする熱交換媒体。 - 金属表面を伝熱面として、対象物との間で熱交換を行う液状の熱交換媒体であって、
下記一般式(1)で表されるグリコールジエーテル類、下記一般式(2)で表されるグリコールジエステル類及び、下記一般式(3)で表されるグリコールモノエーテルエステル類から選ばれる少なくとも1つの化合物を含む熱媒体成分を主成分とし、
前記熱媒体成分の100質量部に対して、0.05~10質量部である腐食抑制剤を有し、
R 2 -O-(-R 1 -O-) n -R 3 (1)
ここで、nは1~5、R 1 はC m H 2m 、mは1~4、R 2 及びR 3 はC k H 2k+1 、kは1~5であり、
R 2 -O-(-R 1 -O-) n -R 3 (2)
ここで、nは1~5、R 1 はC m H 2m 、mは1~4、R 2 及びR 3 はOCC k H 2k+1 、kは1~4であり、
R 2 -O-(-R 1 -O-) n -R 3 (3)
ここで、nは1~5、R 1 はC m H2 m 、mは1~4、R 2 はC k H 2k+1 、kは1~5、R 3 はOCC L H 2L+1 、Lは1~4であり、
-30℃における動粘度が60mm2/s以下であることを特徴とする熱交換媒体。 - 前記熱媒体成分が前記グリコールジエーテル類を含む場合においては、
前記一般式(1)において、nは2又は3、mは2又は3、かつ、kは1~4であり、
前記熱媒体成分が前記グリコールジエステル類を含む場合においては、
前記一般式(2)において、nは1~3、mは2又は3、かつ、kは1であり、
前記熱媒体成分が前記グリコールモノエーテルエステル類を含む場合においては、
前記一般式(3)において、nは2又は3、mは2又は3、かつ、kは1~4であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換媒体。 - 前記熱交換媒体が、水及び/又はグリコール類を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の熱交換媒体。
- 前記熱媒体成分の100質量部に対して、前記水及び/又はグリコール類の合計が50質量部未満であることを特徴とする請求項4に記載の熱交換媒体。
- 前記腐食抑制剤がトリアゾール系化合物及び/又はアミン化合物であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の熱交換媒体。
- 前記熱媒体成分の100質量部に対して、0.001~0.1質量部のシリコン系消泡剤を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の熱交換媒体。
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