KR102524860B1 - 열 전달 유체 및 열 전달 시스템에서 부식을 방지하는 방법 - Google Patents

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Abstract

열 전달 유체 농축물은 다음을 포함한다: 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합; 유기포스페이트; 카르복실산 또는 그의 염; 및 알칼리 토금속 이온, 알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 수용성 중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분. 열 전달 시스템에서 부식을 방지하는 즉시-사용가능한 열 전달 유체 및 방법이 기재된다.

Description

열 전달 유체 및 열 전달 시스템에서 부식을 방지하는 방법
본 발명의 교시는 일반적으로 열 전달 유체에 관한 것이고, 일부 실시양태에서, 열 전달 시스템에서 부식을 억제하는 열 전달 유체에 관한 것이다.
현대 차량 엔진은 일반적으로 그의 냉각 시스템의 장기 지속적 연중 보호를 제공하기 위해 열 전달 유체 (액체 냉각제)를 필요로 한다. 열 전달 유체의 주요 요건은, 효율적인 연료 경제성 및 윤활성을 위해 엔진 온도를 제어 및 유지하도록 효율적인 열 전달을 제공하고, 동결, 비등 또는 과열로 인한 엔진 파괴를 방지해야 한다는 것이다. 열 전달 유체의 추가의 핵심 요건은, 폭넓은 범위의 온도 및 작동 조건에 걸쳐 모든 냉각 시스템 금속의 부식 보호를 제공해야 한다는 것이다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로부터 제조된 엔진 블록, 실린더 헤드, 물 펌프, 열 교환기 및 기타 구성요소에 대한 알루미늄 부식 보호가 특히 중요하다. 금속 보호 이외에도, 부식 보호는 열 전달 유체가 엔진으로부터 과잉의 열을 소산시키기 위한 라디에이터로 전달하는 그의 주요 기능을 충족시키도록 돕는다.
자동차 냉각 시스템에서 일어날 수 있는 통상의 부식-관련 문제는 하기를 포함한다: (1) 공동화 부식 및 실린더 헤드 및 실린더 블록의 부식; (2) 물 펌프의 시일 누출, 벨로스 (bellows) 시일 파손 및 공동화 부식; (3) 땜납 블룸 (bloom), 스케일 및 침착물 형성 및 라디에이터 및 가열기 코어의 핏팅 (pitting); (4) 온도조절장치 점착; 및/또는 (5) 호스 목에서의 틈 부식. 또한, 침식-부식, 전식, 침착물-하 부식 및/또는 미주-전류 부식은 조건에 따라 냉각 시스템의 민감한 위치에 발생할 수 있다.
상이한 종류의 금속이 냉각 시스템의 다양한 부분을 제조하는데 사용될 수 있다. 예로서, 캐스트 철 및 캐스트 알루미늄 합금은 실린더 블록, 실린더 헤드, 흡기 매니폴드, 냉각제 펌프 및 전력 전자 장치 인클로저에 사용될 수 있고; 연 알루미늄 및 구리 합금은 라디에이터 및 가열기 코어에 사용될 수 있고; 땜납은 황동 또는 구리 라디에이터 또는 가열기 코어의 구성요소들을 결합시키는데 사용될 수 있고; 스틸은 실린더 헤드 가스켓 및 작은 구성요소 예컨대 냉동 플러그, 냉각제 펌프 하우징 인클로저, 및 냉각제 펌프 임펠러를 위해 사용될 수 있고; 구리 합금은 온도조절장치에 사용될 수 있다.
냉각제 용액의 pH의 실질적인 증가와 함께, 엔진 냉각제의 주요 부식 억제제 (예를 들어, 니트라이트)의 빠른 고갈이 필드에서 관찰되고, 또한 실험실 시험에서도 확인된다. 냉각제에 대한 이러한 변화는 그의 부식 보호 성능에 부정적인 영향을 미치고, 그의 안정성에 영향을 미친다. 시험 결과는 이러한 냉각제 변화가 엔진 냉각 시스템 작동 조건 하에, 제어된 대기 브레이징 (CAB, controlled atmosphere brazing) 기술에 의해 제조된 열 교환기의 알루미늄 표면과 접촉한 후에 가장 현저하다는 것을 입증한다. CAB 공정 후 알루미늄 표면에 남아있는 칼륨 플루오로알루미네이트 플럭스 잔류물은 엔진 냉각제의 화학적 특성 및 보호 성능을 변화시키는 것에서 주요 역할을 할 수 있다. 연료 경제성을 향상시키기 위한 보다 가볍고, 보다 컴팩트한 파워트레인의 개발 및 다른 기술 (예를 들어, 기계적 어셈블리 또는 진공 브레이징)에 의해 이전에 제조된 것을 대체하기 위한 엔진 냉각 시스템에서의 CAB 기술에 의해 제조된 알루미늄 열 교환기의 증가된 사용은 필드 사용 동안 엔진 냉각제의 관찰된 변화에 원인이 될 수 있다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금 (예를 들어, 엔진 블록, 실린더 헤드, 물 펌프, 열 교환기 등)으로부터 제조된 구성요소의 부식 보호, CAB 공정에 의해 제조된 열 전달 시스템 구성요소 (예를 들어, 열 교환기)의 부식 보호, 및 고온에서의 부식 보호 (예를 들어, 배기 가스 재순환 또는 EGR이 장착된 차량을 위한 냉각 시스템에서)는 흥미가 있다.
본 발명의 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서 한정되며, 본 발명의 내용 내의 서술에 의해서는 어느 정도로도 영향을 받지 않는다.
서론으로, 본 발명의 교시에 따른 제1 열 전달 유체 농축물은 (a) 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합; (b) 유기포스페이트; (c) 카르복실산 또는 그의 염; 및 (d) 알칼리 토금속 이온, 알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 수용성 중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함한다.
본 발명의 교시에 따른 제2 열 전달 유체 농축물은 (a) 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합, 여기서 동결점 강하제는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 wt.% 내지 약 99 wt.% 범위의 양으로 존재함; (b) 유기포스페이트, 여기서 유기포스페이트는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.002 wt.% 내지 약 5 wt.% 범위의 양으로 존재함; (c) 카르복실산 또는 그의 염, 여기서 카르복실산 또는 그의 염은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 wt.% 내지 약 10 wt.% 범위의 양으로 존재하고, 여기서 카르복실산은 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산을 포함하고, 여기서 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산은 개별적으로 지방족 모노-카르복실산, 지방족 디-카르복실산, 방향족 모노-카르복실산, 방향족 디-카르복실산 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨; (d) 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 200 mg/L 이하의 농도의 칼슘 이온; (e) 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 150 mg/L 이하의 농도의 마그네슘 이온; (f) 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 약 3 wt.% 범위의 양으로 존재하는 아졸 화합물; 및 (g) 임의로, 무기 포스페이트, 리튬 이온, 아연 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 몰리브데이트 이온, 포스포네이트, 포스피네이트, 아크릴레이트계 중합체, 착색제, 살생물제, 소포제, 계면활성제, 분산제, 스케일 억제제, 습윤제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 성분.
본 발명의 교시에 따른 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 물 및 상기 기재된 유형의 열 전달 유체 농축물을 포함한다. 열 전달 유체 농축물은 열 전달 유체의 총 부피를 기준으로 하여 약 30 vol.% 내지 약 60 vol.%의 범위의 양으로 존재한다.
열 전달 시스템에서 부식을 방지하기 위한 본 발명의 교시에 따른 방법은 적어도 열 전달 시스템의 부분을 상기 기재된 유형의 열 전달 유체와 접촉시키는 것을 포함한다.
도 1은 방열 열 전달 조건 하에 6시간 동안 25 vol.% 냉각제 농축물 + 100 ppm 클로라이드 이온 중에 침지된 AA319 캐스트 알루미늄 합금 전극에 대해 수득된 애노드 분극 곡선 측정을 나타낸다.
긴 수명을 보장하고 디자인 기능을 충족시키기 위해, 자동차 냉각 시스템에 사용되는 금속 구성요소를 엔진 냉각제에 의한 부식으로부터 보호하여야 한다. 또한, 엔진 냉각제는 냉각 시스템에 사용되는 비-금속 (예컨대, 호스, 가스켓 및 플라스틱)과 상용성이어야 한다. 냉각 시스템에 사용되는 재료의 과도한 부식 또는 분해는 재료 또는 구성요소의 강도의 실질적 감소, 시스템으로부터의 냉각제의 손실, 및 1종 이상의 냉각 시스템 구성요소의 후속적인 기능장애를 유발할 수 있다. 모든 이러한 사례는 엔진 파괴를 초래할 수 있다. 추가로, 비교적 온화한 부식 조차도, 열 전달 표면 상에 스케일 또는 침착물을 형성할 수 있는 부식 생성물의 형성을 초래할 수 있다. 이들 스케일 또는 침착물은 열 전달률을 상당히 감소시킬 수 있다. 비-다공성 스케일에 있어서 열전도도는 25℃에서 약 1.04 내지 3.46 W/mK이고, 침착물 또는 다공성 스케일의 경우는 25℃에서 약 0.35 W/mK일 수 있다. 이들 값은 냉각 시스템에서 사용되는 다양한 금속의 열전도도 (예를 들어, 구리의 경우 25℃에서 401 W/mK; 알루미늄의 경우 25℃에서 250 W/mK, 마그네슘의 경우 25℃에서 156 W/mK, 애드머럴티(admiralty) 황동의 경우 25℃에서 109 W/mK, 캐스트 철의 경우 25℃에서 55 W/mK, 또는 스테인레스 스틸의 경우 25℃에서 16 W/mK)보다 훨씬 더 낮다. 요컨대, 스케일 및 침착물의 열전도도는 500℃에서 단열재로서 사용되는 내화점토 브릭(brick)의 범위이다 (1.4 W/mK). 과도한 스케일 또는 부식 생성물 침착은 또한, 라디에이터 및 히터 코어 튜브 내 냉각제 유동의 제한, 심지어 히터 코어 및/또는 라디에이터의 폐쇄를 유발할 수 있다. 냉각제의 실질적인 열 전달률 감소 및 유동 제한은 엔진의 과열을 유발할 수 있다.
냉각 시스템의 다양한 금속성 구성요소를 위해 신뢰할 만한 부식 보호를 제공하는 것 뿐만 아니라, 엔진 냉각제는 차량을 위한 연중 계속되는 기능성 유체로서 사용하기 위한 그의 요건을 충족시키기 위해 또한 하기 특성을 가져야 한다: 고열 전도성; 고 열 용량 또는 고 비열; 사용의 온도 범위 내 우수한 유동성; 고 비점; 저 동결점; 저점도; 사용의 저 독성 및 안전성; 비용 효과성 및 공급의 적절성; 사용의 온도 및 조건에 걸쳐 화학적인 안정성; 저발포 경향; 및 우수한 재료 상용성 (즉, 금속성 및 비금속성 둘 다의 물질을 포함하는 시스템 재료를 부식, 침식, 또는 분해시키지 않음). 하기 기재된 열 전달 유체 농축물은 상기 기재된 특성 중 1종 이상을 제공하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 교시에 따라, 열 전달 유체 농축물, 및 (예를 들어, 물에 의한 희석에 의해) 열 전달 유체 농축물로부터 유도된 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 부식 억제에 대한 제제의 성분 간에 상승작용적 효과를 나타낸다. 하기 추가로 기재된 바와 같이, 상승작용적 열 전달 유체 농축물 및 그로부터 유도된 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 1종 이상의 유기포스페이트 (일명 포스페이트 에스테르)를 함유한다.
이 기재 전반에 걸쳐 및 첨부된 청구범위에서, 하기 정의가 이해되는 것이다:
용어 "헤테로원자"는 탄소 및 수소 이외의 임의의 원자를 지칭한다.
본 발명의 교시에 따른 헤테로원자의 대표적인 예는 질소, 산소, 황 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "알킬"은, 일부 실시양태에서, 1 내지 24개의 탄소 원자를 함유하는 치환 또는 비치환된, 직쇄형, 분지형 또는 시클릭 탄화수소 쇄를 지칭한다. 본 발명의 교시에 따른 비치환된 알킬 기의 대표적인 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, 시클로프로필, 부틸, 이소-부틸, tert-부틸, sec-부틸, 시클로부틸, 펜틸, 시클로펜틸, 헥실, 시클로헥실 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "알케닐"은 적어도 1개의 이중 결합 및, 일부 실시양태에서, 2 내지 24개의 탄소 원자를 함유하는 치환 또는 비치환된, 직쇄형, 분지형 또는 시클릭, 불포화 탄화수소 쇄를 지칭한다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 비치환된 알케닐 기는 에테닐 또는 비닐 (-CH=CH2), 1-프로페닐, 2-프로페닐 또는 알릴 (-CH2-CH=CH2), 1,3-부타디에닐 (-CH=CHCH=CH2), 1-부테닐 (-CH=CHCH2CH3), 헥세닐, 펜테닐, 1,3,5-헥사트리에닐 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 시클로알케닐 기는 5 내지 8개의 탄소 원자 및 적어도 1개의 이중 결합을 갖는다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 시클로알케닐 기는 시클로헥사디에닐, 시클로헥세닐, 시클로펜테닐, 시클로헵테닐, 시클로옥테닐, 시클로헥사디에닐, 시클로헵타디에닐, 시클로옥타트리에닐 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "알콕시"는 치환 또는 비치환된 -O-알킬을 지칭한다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 비치환된 알콕시 기는 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소-프로폭시, n-부톡시, tert-부톡시 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "실록시" 및 "실릴옥시"는 규소 치환된 산소 기를 지칭한다. 실록시 기의 규소-함유 부분은 치환되거나 비치환될 수 있다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 실록시 기는 트리메틸실릴옥시 (-OSi(CH3)3), 트리에틸실릴옥시 (-OSi(CH2CH3)3), 트리이소프로필실옥시 (-OSi(-Pr)3), tert-부틸디메틸실릴옥시 (-OSi(tert-Bu)(CH3)2) 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "알키닐"은 적어도 1개의 삼중 결합 및, 일부 실시양태에서, 2 내지 20개의 탄소 원자를 함유하는 치환 또는 비치환된, 직쇄형, 분지형 또는 시클릭 불포화 탄화수소 쇄를 지칭한다.
용어 "아릴"은 4-20개의 탄소 원자의 치환 또는 비치환된 모노-, 비-, 또는 폴리-시클릭 방향족 고리계를 지칭한다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 아릴 기는 벤젠, 치환된 벤젠 (예를 들어, 톨루엔, 크실렌, 스티렌), 나프탈렌, 안트라센, 비페닐 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "아미노"는 비치환되거나 치환된 아미노 (-NH2) 기를 지칭한다. 아민은 1급 (-NH2), 2급 (-NHRa) 또는 3급 (-NRaRb, 여기서 Ra 및 Rb는 동일하거나 상이함)일 수 있다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 치환된 아미노 기는 메틸아미노, 디메틸아미노, 에틸아미노, 디에틸아미노, 2-프로필아미노, 1-프로필아미노, 디(n-프로필)아미노, 디(이소-프로필)아미노, 메틸-n-프로필아미노, tert-부틸아미노 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "할로겐"은 플루오린, 염소, 아이오딘 또는 브로민을 지칭한다.
용어 "헤테로시클릭"은 3 내지 24개의 탄소 원자 (일부 실시양태에서, 4 내지 22개의 탄소 원자; 다른 실시양태 6 내지 20개의 탄소 원자)를 및 적어도 1개의 헤테로원자 (일부 실시양태에서 1 내지 3개의 헤테로원자)를 함유하는 포화, 부분 불포화 또는 방향족 고리계를 지칭한다. 고리는 임의로 1개 이상의 치환기로 치환될 수 있다. 더욱이, 고리는 모노-, 비- 또는 폴리시클릭일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "헤테로시클릭"은 용어 "헤테로아릴"을 포함한다. 고리 중에 함유되는 대표적인 헤테로원자는 질소, 산소 및 황을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 교시에 따른 대표적인 헤테로시클릭 기는 아지리딘, 아지린, 옥시란, 옥시렌, 티이란, 티이렌, 디아지린, 옥사지리딘, 디옥시란, 아제티딘, 아제트, 옥세탄, 옥세트, 티에탄, 티에트, 디아제티딘, 디옥세탄, 디옥세트, 디티에탄, 디티에트, 피롤리딘, 테트라히드로푸란, 티올란, 이미다졸리딘, 피라졸리덴, 옥사졸리딘, 이속사졸리딘, 티아졸리딘, 이소티아졸리덴, 디옥솔란, 디티올란, 푸라잔, 옥사디아졸, 디티아졸, 테트라졸, 피페리딘, 옥산, 피란, 티안, 티오피란, 피페라진, 디아진, 모르폴린, 옥사진, 티오모르폴린, 티아진, 디옥산, 디옥신, 디티안, 디티인, 트리옥산, 트리티안, 테트라진, 아제판, 아제핀, 옥세판, 옥세핀, 티에판, 티에핀, 호모피페라진, 디아제핀, 티아제핀, 아조칸, 아조신, 아크리딘, 벤자티아졸린, 벤즈이미다졸, 벤조푸란, 벤조티아펜, 벤즈티아졸, 벤조티오페닐, 카르바졸, 신놀린, 푸란, 이미다졸, 1H-인다졸, 인돌, 이소인돌, 이소퀴놀린, 이소티아졸, 옥사졸, 이속사졸, 옥사디아졸 (예를 들어, 1,2,3-옥사디아졸), 페나진, 페노 티아진, 페녹사진, 프탈라진, 프테리딘, 퓨린, 피라진, 피라졸, 피리다진, 피리딘, 피리미딘, 피롤, 퀴나졸린, 퀴놀린, 퀴녹살린, 티아졸, 티아디아졸 (예를 들어, 1,3,4-티아디아졸), 티오펜, 트리아진 (예를 들어, 1,3,5-트리아진), 트리아졸 (예를 들어, 1,2,3-트리아졸) 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
용어 "치환된"은 백본 구조 (예를 들어, 알킬 백본, 알케닐 백본, 헤테로시클릭 백본 등) 상에 1개 이상의 치환기의 임의적인 부착을 지칭한다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 치환기는 히드록실, 아미노 (-NH2, -NHRa, -NRaRb), 옥시 (-O-), 카르보닐 (-CO-), 티올, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 할로, 니트릴, 니트로, 아릴 및 헤테로시클릴 기를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이들 치환기는 임의로 1 내지 3개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 치환된 치환기의 예는 카르복스아미드, 알킬메르캅토, 알킬술포닐, 알킬아미노, 디알킬아미노, 카르복실레이트, 알콕시카르보닐, 알킬아릴, 아르알킬, 알킬헤테로시클릴, 헤테로시클릴아릴, 할로알킬 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 치환기는 실질적으로 본 발명의 반응과 화학적으로 간섭 (예를 들어, 반응물과 교차 반응하는 것, 반응을 종결시키는 것 등)하지 않아야 한다.
하기 기재된 다양한 대표적인 실시양태의 요소 및 특색은 마찬가지로 본 교시내용의 범주 내에 속하는 새로운 실시양태를 생성하도록 상이한 방식으로 조합될 수 있음을 이해하여야 한다.
일반적 서론으로, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 (a) 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합; (b) 유기포스페이트; (c) 카르복실산 또는 그의 염; 및 (d) 알칼리 토금속 이온, 알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 수용성 중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 포스포네이트, 포스피네이트, 착색제, 살생물제, 소포제, 계면활성제, 분산제, 스케일 억제제, 습윤제, 추가의 부식 억제제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 복수의 추가의 성분을 임의로 추가로 포함한다. 일부 실시양태에서, 50% 농도에서의 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물의 pH는 약 6.8 내지 약 10.0이다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합을 포함한다. 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 대표적인 동결점 강하제는 알콜 및 알콜의 혼합물 (예를 들어, 1가 알콜, 다가 알콜, 및 그의 혼합물)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 동결점 강하제로 사용하기 위한 대표적인 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 푸르푸롤, 푸르푸릴 알콜, 테트라히드로푸르푸릴 알콜, 에톡실화 푸르푸릴 알콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 글리세롤, 글리세롤-1,2-디메틸 에테르, 글리세롤-1,3-디메틸 에테르, 글리세롤의 모노에틸에테르, 소르비톨, 1,2,6-헥산트리올, 트리메틸로프로판, 알콕시 알칸올 (예를 들어, 메톡시에탄올) 등 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 동결점 강하제는, 일부 실시양태에서, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 글리세롤 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 알콜을 포함한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 글리콜 동결점 강하제를 포함한다. 동결점 강하제의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 예로서, 일부 실시양태에서, 동결점 강하제의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 wt.% 내지 약 60 wt.%의 범위 (예를 들어, 약 0 wt.% 내지 약 50 wt.%, 약 5 wt.% 내지 약 40 wt.%, 또는 약 11 wt.% 내지 약 25 wt.%)일 수 있다. 다른 실시양태에서, 동결점 강하제의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 wt.% 내지 약 99 wt.%의 범위, 일부 실시양태에서 약 10 wt.% 내지 약 99.9 wt.%의 범위 (예를 들어, 약 30 wt.% 내지 약 99.5 wt.% 또는 약 40 wt.% 내지 약 99 wt.%)일 수 있다. 일부 실시양태에서, 동결점 강하제의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 15 wt.% 내지 약 99 wt.%의 범위이다. 다른 실시양태, 동결점 강하제의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 20 wt.% 내지 약 98 wt.%의 범위이다. 추가 실시양태에서, 동결점 강하제의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 20 wt.% 내지 약 96 wt.%의 범위이다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 동결점 강하제 뿐만 아니라, 또는 그에 대한 대안으로서 물을 포함할 수 있다. 즉시-사용가능한 열 전달 유체가 (예를 들어, 희석에 의해) 열 전달 유체 농축물로부터 유도되고, 전형적으로 물을 함유한다. 일부 실시양태에서, 동결점 강하제를 함유하는 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 물에 의해 30 vol.% 내지 60 vol.% 용액으로 희석될 수 있다.
본 발명의 교시에 따라 사용된 물의 유형은 제한되지 않는다. 그러나, 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물 및/또는 열 전달 유체에 사용된 물은 탈이온수, 탈염수, 연수 또는 그의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, CaCO3으로 인한 물의 경도는 약 20 ppm 미만이다. 다른 실시양태에서, 물의 전기 전도성은 약 300 μS/cm 미만이다. 추가 실시양태에서, CaCO3로 인한 물의 경도는 약 20 ppm 미만이고, 물의 전기 전도성은 약 300 μS/cm 미만이다. 물의 양은 적용에 따라 달라질 수 있다. 예로서, 물의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 wt.% 내지 약 90 wt.%의 범위 (예를 들어, 약 0.5 wt.% 내지 약 70 wt.% 또는 약 1 wt.% 내지 약 60 wt.%)일 수 있다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 이상의 유기포스페이트 (일명 포스페이트 에스테르)를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 유기포스페이트는 하기 구조 (1)를 갖는다:
Figure 112019011308928-pct00001
여기서 R1, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소, 임의로 치환된 헤테로원자-함유 알킬, 임의로 치환된 헤테로원자-함유 알케닐, 임의로 치환된 카르보닐-함유 알킬, 임의로 치환된 카르보닐-함유 알케닐, 또는 알킬, 알케닐, 아릴, 포스포노, 포스피노, 알킬아미노, 아미노 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 임의로 치환된 모이어티이다. 유기포스페이트의 R 기 (즉 R1, R2, 및/또는 R3)가 1개 이상의 헤테로원자를 함유하는 일부 실시양태의 경우, 1개 이상의 헤테로원자는 에테르 연결 (예를 들어, -C-O-C-), 술피드 연결 (-C-S-C-), 아미노 연결 (-C-N-C) 또는 그의 조합을 형성할 수 있다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 유기포스페이트는 에틸렌 글리콜 포스페이트; 1,2,3-프로판트리올 포스페이트 (CAS#: 12040-65-2); 포스페이트 폴리에테르 에스테르; C6-C12 알킬 알콜 에톡실레이트 인산 (CAS#: 68921-24-4); 크레실 에톡실레이트의 포스페이트 에스테르의 알칼리 금속 염 (CAS # : 66057-30-5); 칼륨 크레실 포스페이트 (CAS#: 37281-48-4); 옥틸페녹시폴리에톡시에틸 포스페이트; 옥틸페녹시 폴리에틸 포스페이트; 폴리에틸렌 글리콜 모노(옥틸페닐) 에테르 포스페이트; 화학식 R-페닐(CH2CH2O)x포스페이트를 갖는 알킬페녹시폴리에톡시에틸 인산의 알칼리 금속 염 (여기서 R은 수소 또는 C1-C20 알킬 (일부 실시양태에서, C1-C12)이고, x는 1 내지 30 (일부 실시양태에서, 2 내지 10)임); 알킬 또는 아릴 산 포스페이트, 예컨대 이소옥틸 산 포스페이트, 2-에틸헥실 산 포스페이트, 아밀 산 포스페이트, 아밀 디히드로겐 포스페이트, 디아밀 히드로겐 포스페이트, 부틸 산 포스페이트 및/또는 등; 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 적합한 대표적인 포스페이트 에스테르는 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company) (미시간주 미들랜드), 스테판 캄파니(Stepan Company) (일리노이주 노스필드), 솔베이 에스.에이.(Solvay S.A.)/로디아 인크.(Rhodia Inc) (벨기에 브뤼셀), 앳슈랜드 인크.(Ashland Inc) (켄터키주 코빙턴), 클라리언트 코포레이션(Clariant Corporation) (스위스 무텐츠), PCC 케맥스 인크.(PCC Chemax Inc) (사우스 캐롤라이나주 피드몬트), 아이슬켐 엘엘씨(IsleChem LLC) (뉴욕주 그랜드 아일랜드) 및 레이크랜드 래보러토리즈 리미티드(Lakeland Laboratories Limited) (영국 맨체스터)을 포함하나, 이에 제한되지 않는 많은 공급업체로부터 입수가능하다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 사용된 유기포스페이트는 (a) 다우 케미칼 캄파니로부터의 트리톤(Triton)™ H-66, 트리톤™ H-55, 트리톤™ QS-44, 및/또는 트리톤™ XQS-20 계면활성제; (b) 로디아(Rhodia)로부터의 로다팍(Rhodafac)® H-66 또는 크레실 에톡실레이트의 포스페이트 에스테르의 칼륨 염 (CAS no. 66057-30-5), 로다팍 H-66-E 또는 방향족 에톡실레이트 포스페이트 에스테르의 칼륨 염, 로다팍 HA-70 또는 폴리옥시에틸렌 페닐 에스테르 포스페이트 산 형태 (CAS no. 39464-70-5), 로다팍 PA 23 또는 에톡실화 지방 알콜 포스페이트 에스테르 (CAS no. 68585-36-4), 및/또는 로다팍 LO/529-E 또는 에톡실화 알킬페놀 포스페이트의 나트륨 염 (CAS no. 68954-84-7); (c) 스테판 캄파니로부터의 C6-C12 알킬 알콜 에톡실레이트 인산 함유 세데포스 FA-600 (CAS. no. 68921-24-4, alt CAS no.68130-47-2) 및/또는 MERPOL A (알콜 포스페이트); (d) PCC 케맥스 인크.로부터의 켐팍(Chemfac) NF-100 (98% 폴리인산, 에틸렌 글리콜과의 에스테르, CAS no. 68553-96-8) 또는 에틸렌 글리콜 포스페이트, 켐팍 NA-350 또는 1,2,3-프로판트리올 포스페이트 (CAS no. 12040-65-2, 켐팍 NA-350의 주성분으로서임), 켐팍 PB-106K (폴리옥시에틸렌 데실 포스페이트, 칼륨 염, 또는 폴리(옥시-1,2-에탄디일), 알파-이소데실-오메가-히드록시-, 포스페이트, 칼륨 염, CAS. no. 68071-17-0), 켐팍 PB-184 (POE 올레일 포스페이트 또는 폴리(옥시-1,2-에탄디일), 알파-9-옥타데세닐-오메가-히드록시-(Z)-, 포스페이트, CAS no. 39464-69-2), 켐팍 PF-636 (폴리(옥시-1,2-에탄디일), 알파-히드로-오메가-히드록시, 포스페이트, CAS no. 9056-42-2), 켐팍 PB-264 (POE 에테르 포스페이트 또는 폴리(옥시-1,2-에탄디일), 알파-히드로-오메가-히드록시-, 모노-C12-14-알킬 에테르, 포스페이트, CAS no. 68511-37-5), 켐팍 NC-096 (POE (6) 노닐 페놀 포스페이트, 또는 폴리(옥시-1,2-에탄디일), 알파-(노닐페닐)-오메가-히드록시, 분지형, 포스페이트, CAS no. 68412-53-3), 켐팍 NB-041 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 NB-042 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 126 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 NB-159 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 NC-006E (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 NC-0910 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 PB-082 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 PB-104 (POE 지방족 포스페이트 에스테르), 켐팍 PB-109, 켐팍 PB-133, 켐팍 PB-135, 켐팍 PB-136, 켐팍 PB-139, 켐팍 PB-253, 켐팍 PC-006, 켐팍 PC-099, 켐팍 PC-188, 켐팍 PD-600, 켐팍 PD-990, 및/또는 켐팍 PF-623; (e) 레이크랜드 래보러토리즈 리미티드로부터의 포스페이트화 알콜, 예컨대 PA 100, PA 800, PA 800K, 및 PA 801; (f) 레이크랜드 래보러토리즈 리미티드로부터의 포스페이트화 알콜 에톡실레이트, 예컨대 PAE 802, PAE 106, PAE 126, PAE 136, PAE147, PAE 176, PAE 185 및 PAE 1780; (g) 레이크랜드 래보러토리즈 리미티드로부터의 인산화 페놀 에톡실레이트, 예컨대 PPE 604, PPE 604K, PPE 154, PPE 156, PPE 159 및 PPE 1513; (h) 및/또는 등; 및 (i) 그의 조합을 포함하나 이에 제한되지 않는 포스페이트 폴리에테르 에스테르 또는 알콜 포스페이트 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 유기포스페이트는 알킬 및 아릴 산 포스페이트를 포함한다. 본 발명의 교시에 따라 사용될 수 있는 대표적인 알킬 또는 아릴 산 포스페이트는 아밀 산 포스페이트, n-부틸 산 포스페이트, 메틸 산 포스페이트, 페닐 산 포스페이트, 2-에틸헥실 산 포스페이트, 디메틸 산 포스페이트, 이소옥틸 산 포스페이트 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 모노-알킬/아릴 산 포스페이트, 디알킬/아릴 산 포스페이트 또는 그의 조합은 본 발명의 교시에 따라 사용될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 유기포스페이트는 에틸렌 글리콜 포스페이트 (예를 들어, 켐팍 NF-100), 포스페이트 폴리에테르 에스테르 (예를 들어, 트리톤 H-66) 또는 그의 조합을 포함한다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 적합한 포스페이트 폴리에테르 에스테르는 미국 특허 번호 3,235,627; 3,462,520; 3,294,693; 및 3,462,520에 기재된 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
유기포스페이트의 양은 적용에 따라 달라질 수 있다. 예로서, 1종 이상의 유기포스페이트의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0025 wt.% 내지 약 10 wt.%의 범위 (예를 들어, 약 0.005 wt.% 내지 약 5 wt.%, 약 0.01 wt.% 내지 약 3 wt.%, 약 0.05 wt.% 내지 약 2 wt.%, 또는 약 0.05 wt.% 내지 약 0.5 wt.%)에 있다. 이 범위 내에서, 양은 약 0.005 wt.% 이상이고, 일부 실시양태에서, 약 0.01 wt.% 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 양은 약 1 wt.% 이하이고, 일부 실시양태에서, 약 0.5 wt.% 이하일 수 있다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 또는 복수의 카르복실레이트를 포함한다. 본원에 사용된 용어 "카르복실레이트"은 카르복실산, 그의 염 및 1종 이상의 카르복실산 및 1종 이상의 카르복실산 염의 조합을 포함한다. 사용하기에 적합한 카르복실산 염은 알칼리 금속 (예컨대 리튬, 나트륨 및 칼륨 등) 염 및 알칼리 토금속 (예컨대 칼슘, 마그네슘 및 스트론튬 등) 염을 포함한다. 카르복실레이트는 단일 또는 복수의 카르복실 기를 포함할 수 있고, 선형 또는 분지형일 수 있다. 카르복실레이트의 조합이 사용될 수 있고 이러한 조합이 용어 "카르복실레이트" 및 "카르복실산"에 포함된다는 것은 명백히 고려된다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 카르복실레이트는 4 내지 24개의 탄소 원자 (예를 들어, 4 내지 22개의 탄소 원자)를 갖는다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 카르복실레이트는 6 내지 20개의 탄소 원자를 갖는다. 카르복실레이트는 지방족, 방향족 또는 둘 다의 조합일 수 있다. 일부 실시양태에서, 카르복실산은 C6 내지 C20 일염기성 또는 이염기성 지방족 또는 방향족 카르복실산 및/또는 그의 알칼리 금속 염이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 카르복실레이트는 탄소, 수소 및 산소로 이루어지고, 비-산소 헤테로원자가 없다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 지방족 카르복실레이트는 2-에틸 헥산산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오데칸산, 데칸산, 노난산, 이소헵탄산, 도데칸산, 세바스산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 도데칸디오산 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
대표적인 방향족 카르복실레이트는 벤조산, 톨루산 (메틸벤조산), p-톨루산, tert-부틸 벤조산, 알콕시 벤조산 (예를 들어, 메톡시벤조산, 예컨대 o-, p-, 또는 m-아니스산), 살리실산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 페닐아세트산, 만델산, 1,2,4-벤젠트리카르복실산 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용된 카르복실레이트는 복수의 카르복실레이트를 포함한다. 일부 실시양태에서, 카르복실레이트는 지방족 모노-카르복실레이트, 지방족 디-카르복실레이트, 방향족 모노-카르복실레이트, 방향족 디-카르복실레이트 또는 그의 조합을 포함한다. 일부 실시양태에서, 카르복실레이트는 1종 또는 복수의 C6-C20 카르복실레이트를 포함하고, 각각의 1종 또는 복수의 C6-C20 카르복실레이트는 개별적으로 지방족 모노-카르복실레이트, 지방족 디-카르복실레이트, 방향족 모노-카르복실레이트, 방향족 디-카르복실레이트 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 카르복실레이트는 네오데칸산 및 적어도 1종의 추가의 C6 내지 C20 일염기성 또는 이염기성 지방족 또는 방향족 카르복실산을 포함한다. 일부 실시양태에서, 카르복실레이트는 2-에틸 헥산산, 네오데칸산 또는 그의 조합을 포함한다.
카르복실레이트의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 카르복실레이트는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 wt.% 내지 약 25 wt.%의 양, 일부 실시양태에서 약 1 wt.% 내지 약 10 wt.%의 양으로 존재한다. 이 범위 내에서, 양은 약 1.5 wt.% 이상이고, 일부 실시양태에서, 약 2 wt.% 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 양은 약 7 wt.% 이하이고, 일부 실시양태에서, 약 5 wt.% 이하일 수 있다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 하기 목록으로부터 선택된 1종 또는 1종 초과의 성분의 조합을 포함한다: 알칼리 토금속 이온, 알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 수용성 중합체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 특히 상기 언급된 성분 중 1종 이상을 제외할 수 있다 (예를 들어, 상기 언급된 성분의 1종 이상이 실질적으로 "없음").
본 발명의 교시에 따라, 열 전달 유체 농축물은 적어도 1종의 금속 이온 (예를 들어, 수용성 금속 염, 불용성 또는 불량한 수용성 금속 화합물, 금속 산화물 및/또는 등으로부터 유도된 금속 이온 및 그의 조합)을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 금속 이온은 수용성 알칼리 토금속 염 (예를 들어, 칼슘 염, 마그네슘 염 및/또는 스트론튬 염), 알칼리 토금속 화합물 (예를 들어, 칼슘 화합물, 마그네슘 화합물 및/또는 스트론튬 화합물), 알칼리 토금속 산화물 (예를 들어, 칼슘 옥시드, 마그네슘 옥시드, 및/또는 스트론튬 옥시드), 수용성 알칼리 금속 염 (예를 들어, 리튬 염), 알칼리 금속 화합물 (예를 들어, 리튬 화합물), 알칼리 금속 산화물 (예를 들어, 리튬 옥시드), 전이 금속 염 (예를 들어, 아연 염), 전이 금속 화합물 (예를 들어, 아연 화합물), 전이 금속 산화물 (예를 들어, 아연 옥시드) 및/또는 그의 조합으로부터 유도될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 이상의 수용성 알칼리 토금속 염을 포함하고, 이는 물에 용해 시 알칼리 토금속 이온 (일부 실시양태에서, Ca2+, Mg2+, 및/또는 Sr2+)을 생성시킬 것이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 이상의 수용성 알칼리 토금속 산화물을 포함하고, 이는 열 전달 유체 (예를 들어, 카르복실산 및/또는 유기포스페이트)의 다른 산성 성분과 혼합 시 열 전달 유체에서 알칼리 토금속 이온 (일부 실시양태에서, Ca2+, Mg2+, 및/또는 Sr2+)을 생성시킬 것이다. 일부 실시양태에서, 1종 이상의 수용성 알칼리 토금속 염 및/또는 1종 이상의 알칼리 토금속 산화물로부터 유도된 알칼리 토금속 이온의 농도는 열 전달 유체 농축물에서 약 0 mg/L 내지 약 200 mg/L (즉, 최대 약 200 mg/L)의 범위이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 칼슘 이온의 공급원을 제공하는 수용성 알칼리 토금속 염 및/또는 알칼리 금속 화합물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 칼슘 이온은 1종 또는 복수의 칼슘 화합물 또는 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 칼슘 염)으로부터 유도된다. 일부 실시양태에서, 칼슘 이온은 1종 또는 복수의 수용성 칼슘 염으로부터 유도되고, 이는 실온에서 수용액 중에 적어도 부분적으로 해리하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 1종 또는 복수의 칼슘 염은 해리 시 열 전달 유체 농축물에서 약 1 내지 약 60 mg/L 칼슘 이온 (Ca2+)을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 칼슘 화합물은 무기 칼슘 화합물, 및 1종 또는 복수의 카르복실산 기를 함유하는 유기 산의 칼슘 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 무기 칼슘 화합물은 칼슘 히드록시드, 칼슘 옥시드, 칼슘 몰리브데이트, 칼슘 바나데이트, 칼슘 텅스테이트, 칼슘 퍼클로레이트, 칼슘 클로라이드 및/또는 등, 임의의 상기 언급된 염의 수화물 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 유기 산의 대표적인 칼슘 염은 칼슘 아세테이트, 칼슘 포르메이트, 칼슘 프로피오네이트, 칼슘 폴리말레에이트, 칼슘 폴리아크릴레이트, 칼슘 락테이트, 칼슘 글루코네이트, 칼슘 글리콜레이트, 칼슘 글루코헵토네이트, 칼슘 시트레이트, 칼슘 타르트레이트, 칼슘 글루카레이트, 칼슘 숙시네이트, 칼슘 히드록시숙시네이트, 칼슘 아디페이트, 칼슘 옥살레이트, 칼슘 말로네이트, 칼슘 술파메이트, 지방족 트리-카르복실산의 칼슘 염, 지방족 테트라-카르복실산의 칼슘 염 및/또는 등, 어떤 상기 언급된 칼슘 염의 수화물 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 칼슘 화합물은 칼슘 이온과 포스포네이트 또는 포스피네이트 간에 형성된 칼슘 염, 예컨대 칼슘-PBTC 염 (여기서 PBTC는 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산임), 칼슘-HEDP 염 (여기서 HEDP는 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산임), 칼슘-HPA 염 (여기서 HPA는 히드록시포스포노-아세트산 또는 2-히드록시 포스포노 아세트산임), 칼슘 포스포노숙신산 염, 칼슘-PSO 염 (여기서 PSO는 미국 특허 번호 6,572,789 B1에 기재된 모노-, 비스- 및 올리고머 포스피노숙신산 부가물 혼합물임) 및/또는 등, 및 그의 조합일 수 있다.
칼슘 이온 (Ca2+)의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 칼슘 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 본원에 사용된 용어 "가용성"은 어떠한 미립자 물질도 육안에 대해 가시적으로 남아 있지 않은 용해의 정도를 지칭한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에서 Ca2+의 농도는 약 0 mg/L 내지 약 200 mg/L (즉, 최대 약 200 mg/L)이다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물의 농도 Ca2+는 약 0.1 mg/L 내지 약 150 mg/L, 약 0.1 mg/L 내지 약 80 mg/L, 약 0.2 mg/L 내지 약 60 mg/L, 0.2 mg/L 내지 약 40 mg/L, 또는 약 1 mg/L 내지 약 60 mg/L이다. 추가 실시양태에서, 칼슘 이온의 농도는 약 3 mg/L 내지 약 40 mg/L이다. 추가 실시양태에서, 칼슘 이온의 농도는 약 4 mg/L 내지 약 30 mg/L이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 마그네슘 이온의 공급원을 제공하는 수용성 알칼리 토금속 염 및/또는 알칼리 토금속 화합물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 마그네슘 이온은 1종 또는 복수의 마그네슘 화합물 또는 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 마그네슘 염)으로부터 유도된다. 일부 실시양태에서, 마그네슘 이온은 1종 또는 복수의 수용성 마그네슘 염으로부터 유도되고, 이는 실온에서 수용액 중에 적어도 부분적으로 해리하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 1종 또는 복수의 마그네슘 염은 해리 시 열 전달 유체 농축물에서 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 150 mg/L 이하의 마그네슘 이온을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 마그네슘 화합물은 무기 마그네슘 화합물, 및 1종 또는 복수의 카르복실산 기를 포함하는 유기 산의 마그네슘 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 무기 마그네슘 화합물은 마그네슘 몰리브데이트, 마그네슘 히드록시드, 마그네슘 옥시드, 마그네슘 텅스테이트, 마그네슘 술페이트, 마그네슘 퍼클로레이트, 마그네슘 클로라이드, 마그네슘 바나데이트 및/또는 등, 임의의 상기 언급된 마그네슘 염의 수화물, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 유기 산의 대표적인 마그네슘 염은 마그네슘 포르메이트, 마그네슘 아세테이트, 마그네슘 프로피오네이트, 마그네슘 폴리아크릴레이트, 마그네슘 폴리말레에이트, 마그네슘 락테이트, 마그네슘 글루코네이트, 마그네슘 글리콜레이트, 마그네슘 글루코헵토네이트, 마그네슘 시트레이트, 마그네슘 타르트레이트, 마그네슘 글루카레이트, 마그네슘 숙시네이트, 마그네슘 히드록시숙시네이트, 마그네슘 아디페이트, 마그네슘 옥살레이트, 마그네슘 말로네이트, 마그네슘 술파메이트 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 마그네슘 화합물은 마그네슘 이온과 포스포네이트 또는 포스피네이트 간에 형성된 마그네슘 염, 예컨대 마그네슘-PBTC 염 (여기서 PBTC는 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산임), 마그네슘-HEDP 염 (여기서 HEDP는 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산임), 마그네슘-HPA 염 (여기서 HPA는 히드록시포스포노-아세트산 또는 2-히드록시 포스포노 아세트산임), 마그네슘 포스포노숙신산 염, 마그네슘-PSO 염 (여기서 PSO는 미국 특허 번호 6,572,789 B1에 기재된 모노-, 비스-, 및 올리고머 포스피노숙신산 부가물 혼합물임) 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물 또는 그의 조합일 수 있다.
마그네슘 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 마그네슘 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 마그네슘 이온 (Mg2+)의 농도는 약 0 mg/L 내지 약 200 mg/L (즉, 최대 약 200 mg/L)이다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 Mg2+의 농도는 약 0 mg/L 내지 약 150 mg/L (즉, 최대 약 150 mg/L), 약 1 mg/L 내지 약 100 mg/L, 약 0.1 mg/L 내지 약 80 mg/L, 약 0.2 mg/L 내지 약 40 mg/L, 또는 약 1 mg/L 내지 약 50 mg/L (예를 들어, 1 mg/L 및 25 mg/L)이다. 추가 실시양태에서, 마그네슘 이온의 농도는 약 3 mg/L 내지 약 80 mg/L이다. 다른 실시양태에서, 마그네슘 이온의 농도는 약 2 mg/L 내지 약 35 mg/L이다. 추가 실시양태에서, 마그네슘 이온의 농도는 약 4 mg/L 내지 약 30 mg/L이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 스트론튬 이온의 공급원을 제공하는 수용성 알칼리 토금속 염 및/또는 알칼리 토금속 화합물을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 스트론튬 이온은 1종 또는 복수의 스트론튬 화합물 또는 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 스트론튬 염)으로부터 유도된다. 일부 실시양태에서, 스트론튬 이온은 1종 또는 복수의 수용성 스트론튬 염으로부터 유도되고, 이는 실온에서 수용액 중에 적어도 부분적으로 해리하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 1종 또는 복수의 스트론튬 염은 해리 시 열 전달 유체 농축물에서 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 50 mg/L 이하의 스트론튬 이온을 생성하록 구성된다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 스트론튬 화합물은 무기 스트론튬 화합물, 및 1종 또는 복수의 카르복실산 기를 함유하는 유기 산의 스트론튬 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 무기 스트론튬 화합물은 스트론튬 히드록시드, 스트론튬 옥시드, 스트론튬 클로라이드, 스트론튬 퍼클로레이트, 스트론튬 니트레이트, 스트론튬 아이오다이드, 스트론튬 술페이트, 스트론튬 보레이트, 스트론튬 포스페이트, 스트론튬 디히드로겐 포스페이트, 스트론튬 몰리브데이트, 스트론튬 텅스테이트, 스트론튬 티타네이트 및/또는 등, 임의의 상기 언급된 스트론튬 염의 수화물 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 스트론튬 화합물은 또한 1종 이상의 카르복실산 기 또는 1종 이상의 포스폰산 기 또는 1종 이상 포스핀산 기 또는 이들 관능기의 조합을 함유하는 유기 산과 스트론튬 이온 간에 형성된 스트론튬 염일 수 있다. 유기 산의 대표적인 스트론튬 염은 스트론튬 포르메이트, 스트론튬 아세테이트, 스트론튬 프로피오네이트, 스트론튬 부티레이트, 스트론튬 폴리아크릴레이트, 스트론튬 락테이트, 스트론튬 폴리말레에이트, 스트론튬 글루코네이트, 스트론튬 글리콜레이트, 스트론튬 글루코헵토네이트, 스트론튬 시트레이트, 스트론튬 타르트레이트, 스트론튬 글루카레이트, 스트론튬 숙시네이트, 스트론튬 히드록시숙시네이트, 스트론튬 아디페이트, 스트론튬 옥살레이트, 스트론튬 말로네이트, 스트론튬 술파메이트, 스트론튬 세바케이트, 스트론튬 벤조에이트, 스트론튬 프탈레이트, 스트론튬 살리실레이트, 스트론튬-PBTC (여기서 PBTC는 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산임) 염, 스트론튬-HEDP 염 (여기서 HEDP는 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산임), 스트론튬-HPA 염 (여기서 HPA는 히드록시포스포노-아세트산 또는 2-히드록시 포스포노 아세트산임), 스트론튬 포스포노숙신산 염, 스트론튬-PSO 염 (여기서 PSO는 모노, 비스 및 올리고머 포스피노숙신산 부가물 혼합물임) 또는 이들 염의 수화물 또는 상기 스트론튬 화합물의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
스트론튬 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 스트론튬 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 스트론튬 이온 (Sr2+)의 농도는 약 0 mg/L 내지 약 50 mg/L (즉, 최대 약 50 mg/L)이다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 Sr2+의 농도는 약 0.1 mg/L 내지 약 40 mg /L, 약 0.5 mg/L 내지 약 30 mg/L, 약 1 mg/L 내지 약 25 mg/L, 약 2 mg/L 내지 약 20 mg/L, 또는 약 4 mg/L 내지 약 16 mg/L이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 또는 복수의 무기 포스페이트를 포함할 수 있다. 본 발명의 교시에 따라 사용된 무기 포스페이트는 수용액 중에 해리 시 포스페이트 이온을 생성하도록 구성된다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 무기 포스페이트는 오르토포스페이트 예컨대 인산, 알칼리 금속 오르토포스페이트 (예를 들어, 나트륨 오르토포스페이트, 칼륨 오르토포스페이트 등), 다른 수용성 알칼리 금속 인산염 염 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 무기 포스페이트는 인산, 나트륨 오르토포스페이트, 칼륨 오르토포스페이트, 나트륨 피로포스페이트, 칼륨 피로포스페이트, 나트륨 폴리포스페이트, 칼륨 폴리포스페이트, 나트륨 헥사메타포스페이트, 칼륨 헥사메타포스페이트 및/또는 등으로 이루어진 군 및 그의 조합으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 무기 포스페이트는 인산 및/또는 알칼리 금속 오르토포스페이트 및/또는 다른 수용성 알칼리 금속 포스페이트 염을 포함하나 이에 제한되지 않는 1종 이상의 추가의 오르토포스페이트를 포함한다.
무기 포스페이트의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에서 포스페이트 이온 농도는 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.00 wt.% 내지 약 5 wt.% (즉, 최대 약 5 wt.%) 범위에 있다. 다른 실시양태, 포스페이트 이온 농도는 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 약 1 wt.% 범위에 있다. 일부 실시양태에서, 무기 포스페이트는 열 전달 유체 중에 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.10 wt.% 내지 약 0.60 wt.%의 양으로 존재한다. 이 범위 내에서, 양은 약 0.11 wt.% 이상이고, 일부 실시양태에서, 약 0.12 wt.% 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 양은 약 0.45 wt.% 이하이고, 일부 실시양태에서, 약 0.40 wt.% 이하일 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 리튬 이온을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 리튬 이온은 1종 또는 복수의 리튬 화합물 또는 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 리튬 염)으로부터 유도된다. 일부 실시양태에서, 리튬 이온은 1종 또는 복수의 수용성 리튬 염으로부터 유도되고, 이는 실온에서 수용액 중에 적어도 부분적으로 해리하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 1종 또는 복수의 리튬 염은 해리 시 열 전달 유체 농축물 중에 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 ppm 내지 약 6000 ppm (즉, 최대 약 6000 ppm) 범위의 농도로 리튬 이온을 생성하도록 구성된다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 리튬 화합물은 무기 리튬 화합물, 및 1종 또는 복수의 카르복실산 기를 포함하는 유기 산의 리튬 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 무기 리튬 화합물은 리튬 히드록시드, 리튬 옥시드, 리튬 포스페이트, 리튬 보레이트, 리튬 퍼클로레이트, 리튬 술페이트, 리튬 몰리브데이트, 리튬 바나데이트, 리튬 텅스테이트, 리튬 카르보네이트 및/또는 등, 임의의 상기 언급된 리튬 염의 수화물 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 유기 산의 대표적인 리튬 염은 리튬 아세테이트, 리튬 벤조에이트, 리튬 폴리아크릴레이트, 리튬 폴리말레에이트, 리튬 락테이트, 리튬 시트레이트, 리튬 타르트레이트, 리튬 글루코네이트, 리튬 글루코헵토네이트, 리튬 글리콜레이트, 리튬 글루카레이트, 리튬 숙시네이트, 리튬 히드록실 숙시네이트, 리튬 아디페이트, 리튬 옥살레이트, 리튬 말로네이트, 리튬 술파메이트, 리튬 포르메이트, 리튬 프로피오네이트 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 리튬 화합물은 리튬 이온과 포스포네이트 또는 포스피네이트 간에 형성된 리튬 염, 예컨대 리튬-PBTC 염 (여기서 PBTC는 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산임), 리튬-HEDP 염 (여기서 HEDP는 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산임), 리튬-HPA 염 (여기서 HPA는 히드록시포스포노-아세트산 또는 2-히드록시 포스포노 아세트산임), 리튬 포스포노숙신산 염, 리튬-PSO 염 (여기서 PSO는 미국 특허 번호 6,572,789 B1에 기재된 모노-, 비스-, 및 올리고머 포스피노숙신산 부가물 혼합물임) 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물 또는 그의 조합일 수 있다.
리튬 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 리튬 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 리튬 이온 (Li+)의 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 ppm 내지 약 6000 ppm (예를 들어, 약 0 ppm 내지 약 5000 ppm)이다. 이 범위 내에서, 리튬 이온 농도는 약 4000 ppm 미만이고, 일부 실시양태에서, 약 3000 ppm 이하일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 리튬 이온 농도는 약 50 ppm 이상이고, 일부 실시양태에서, 약 100 ppm 이상이고, 다른 실시양태에서 약 200 ppm 이하일 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 아연 이온을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 아연 이온은 1종 또는 복수의 아연 화합물 또는 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 아연 염)으로부터 유도된다. 일부 실시양태에서, 아연 이온은 1종 또는 복수의 수용성 아연 염으로부터 유도되고, 이는 실온에서 수용액 중에 적어도 부분적으로 해리하도록 구성된다. 일부 실시양태에서, 1종 또는 복수의 아연 염은 해리 시 열 전달 유체 농축물 중에 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 ppm 내지 약 50 ppm (즉, 최대 약 50 ppm) 범위의 농도로 아연 이온을 생성하도록 구성된다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 아연 화합물은 무기 아연 화합물, 및 1종 또는 복수의 카르복실산 기를 포함하는 유기 산의 아연 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 무기 아연 화합물은 아연 히드록시드, 아연 옥시드, 아연 니트레이트, 아연 술페이트, 아연 클로라이드, 아연 퍼클로레이트, 아연 클로레이트, 아연 브로마이드, 아연 브로메이트, 아연 아이오다이드 및/또는 등, 임의의 상기 언급된 아연 염의 수화물 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 사용하기에 적합한 아연 화합물은 또한 1종 이상의 카르복실산 기, 1종 이상의 포스폰산 기, 1종 이상의 포스핀산 기 또는 이들 관능기의 조합을 함유하는 유기 산과 아연 이온 간에 형성된 아연 염일 수 있다. 유기 산의 대표적인 유기 아연 염은 아연 포르메이트, 아연 아세테이트, 아연 프로피오네이트, 아연 부티레이트, 아연 락테이트, 아연 글리콜레이트, 아연 글루코네이트, 아연 글루코헵토네이트, 아연 말로네이트, 아연 숙시네이트, 아연 글루카레이트, 아연 히드록시숙시네이트, 아연 시트레이트, 아연 벤조에이트, 아연 프탈레이트, 아연 아디페이트, 아연 살리실레이트, 아연 폴리아크릴레이트, 아연 폴리말레에이트, 아연-PBTC 염 (여기서 PBTC는 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산임), 아연-HEDP 염 (여기서 HEDP는 1-히드록시에탄-1,1-디포스폰산 또는 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산임), 아연-HPA 염 (여기서 HPA는 히드록시포스포노-아세트산 또는 2-히드록시 포스포노 아세트산임), 아연 포스포노숙신산 염, 아연 포스피노숙신산 염, 아연-PSO 염 (여기서 PSO는 모노, 비스-, 및 올리고머 포스피노숙신산 부가물 혼합물임) 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물 또는 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
아연 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 아연 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 아연 이온 (Zn2+)의 농도는 약 0 mg/L 내지 약 50 mg/L (즉, 최대 약 50 mg/L)이다. 다른 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물 중 Zn2+의 농도는 약 0.1 mg/L 내지 약 40 mg/L, 약 0.5 mg/L 내지 약 30 mg/L, 약 1 mg/L 내지 약 25 mg/L, 약 2 mg/L 내지 약 20 mg/L, 또는 약 4 mg/L 내지 약 16 mg/L이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 이상의 니트레이트를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 니트레이트 이온은 1종 또는 복수의 니트레이트 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 니트레이트 염)으로부터 유도된다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 니트레이트는 알칼리 금속 니트레이트 및 알칼리 토금속 니트레이트, 예컨대 나트륨 니트레이트, 칼륨 니트레이트, 리튬 니트레이트, 칼슘 니트레이트, 마그네슘 니트레이트, 스트론튬 니트레이트 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물, 또는 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 니트레이트는 또한 희토류 금속 니트레이트, 예컨대 세륨 (IV) 니트레이트, 세륨 (III) 니트레이트 및 다른 희토류 금속 (예를 들어, Sc, Y, La, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu, 및 Yb) 니트레이트 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물 또는 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
니트레이트 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 니트레이트 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 니트레이트 화합물은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 0 wt.% 내지 약 4 wt.% (즉, 최대 약 4 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서 약 0 wt.% 내지 약 1 wt.% (즉, 최대 약 1 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서, 약 0 wt.% 내지 약 0.5 wt.% (즉, 최대 약 0.5 wt.%)의 양으로 존재한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 이상의 니트라이트를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 니트라이트 이온은 1종 또는 복수의 니트라이트 염 (예를 들어, 1종 이상의 수용성 니트라이트 염)으로부터 유도된다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 니트라이트는 알칼리 금속 니트라이트 및 알칼리 토금속 니트라이트, 예컨대 나트륨 니트라이트, 칼륨 니트라이트, 리튬 니트라이트, 칼슘 니트라이트, 마그네슘 니트라이트, 스트론튬 니트라이트 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물 또는 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 니트라이트는 또한 희토류 금속 니트라이트, 예컨대 란타넘 (III) 니트라이트 및 다른 희토류 금속 (예를 들어, Sc, Y, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er 및 Yb 등) 니트라이트 및/또는 등, 상기 언급된 염의 수화물 또는 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
니트라이트 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 니트라이트 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 니트라이트 화합물은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 wt.% 내지 약 4 wt.% (즉, 최대 약 4 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서 약 0 wt.% 내지 1 wt.% (즉, 최대 약 1 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서, 약 0 wt.% 내지 0.5 wt.% (즉, 최대 약 0.5 wt.%)의 양으로 존재한다.
일부 대형 디젤 엔진에서 습윤 제1철 합금 실린더 라이너를 공동화 부식으로부터 보호하기 위해, 니트라이트는 대형 엔진에 사용하기 위해 지정된 냉각제 중에 단독으로 또는 몰리브데이트 이온과 조합하여 사용될 수 있다. 대형 엔진을 위한 니트라이트-함유 냉각제의 사용은 광범위한데, 이는 일부 원조 장비 제조업체 (즉, 엔진 또는 트럭 제조업체)에 의해, 또는 냉각제 표준 사양 요건 또는 권장사항 (예를 들어, ASTM D6210, 중국 자동차 엔진 냉각제 표준 GB 29743-2013 및 트럭 유지회 권장 실시 RP329)에 따라 요구되기 때문이다. 제1철 합금 실린더 라이너를 공동화 부식으로부터 보호하기 위한 니트라이트의 사용에 대한 종래 권장사항을 기반으로, 대형 부동액/냉각제는 니트라이트 이온을 하기 농도 범위로 함유할 수 있다. 대형 부동액/냉각제 농축물 제품은 (1) NO2 -로서의 니트라이트 적어도 2400 ppm 또는 (2) NO2 -로서의 니트라이트 플러스 MoO4 2-로서의 몰리브데이트의 합한 최소 농도 1560 ppm (여기서 각각의 니트라이트 및 몰리브데이트는 적어도 600 ppm의 양으로 존재함)을 함유할 수 있다. 사전-희석된 즉시-사용가능한 대형 냉각제/부동액 생성물은 (1) NO2 -로서의 니트라이트 적어도 1200 ppm 또는 (2) NO2 -로서의 니트라이트 플러스 MoO4 2-로서의 몰리브데이트의 합한 최소 농도 780 ppm (여기서 각각의 니트라이트 및 몰리브데이트는 적어도 300 ppm의 양으로 존재함)을 함유할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 몰리브데이트 이온을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 몰리브데이트 이온은 몰리브데넘산의 1종 또는 복수의 염 (예를 들어, 수용성 몰리브데이트 염)으로부터 유도된다. 몰리브데넘산의 대표적인 염은 알칼리 금속 몰리브데이트, 알칼리 토금속 몰리브데이트, 삼산화몰리브데넘, 알칼리 금속 헤테로폴리몰리브데이트 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물의 임의적인 첨가제로 사용하기 위해 적합한 대표적인 몰리브데이트는 나트륨 몰리브데이트, 칼륨 몰리브데이트, 칼슘 몰리브데이트, 마그네슘 몰리브데이트, 리튬 몰리브데이트, 나트륨 실리코헤테로폴리몰리브데이트, 나트륨 포스포로헤테로폴리몰리브데이트 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 알칼리 금속 몰리브데이트, 알칼리 토금속 몰리브데이트 및/또는 알칼리 금속 헤테로폴리몰리브데이트의 수화물 (예를 들어, 나트륨 몰리브데이트 2수화물)이 또한 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 몰리브데이트 이온이 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 임의로 존재하면, 몰리브데이트 이온은 리튬 몰리브데이트, 칼슘 몰리브데이트, 스트론튬 몰리브데이트, 마그네슘 몰리브데이트 및/또는 아연 몰리브데이트로부터 유도되지 않는다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 리튬 몰리브데이트, 칼슘 몰리브데이트, 스트론튬 몰리브데이트, 마그네슘 몰리브데이트 및/또는 아연 몰리브데이트를 포함하지 않는다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 몰리브데이트 화합물은 나트륨 몰리브데이트 및/또는 나트륨 몰리브데이트 2수화물이다.
몰리브데이트 이온의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 1종 이상의 몰리브데이트 화합물은 열 전달 유체 농축물에 가용성이다. 일부 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 wt.% 내지 약 10 wt.% (즉, 최대 약 10 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서 약 0 wt.% 내지 5 wt.% (즉, 최대 약 5 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서, 약 0 wt.% 내지 1 wt.% (즉, 최대 약 1 wt.%)의 양, 일부 실시양태에서 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 0.6 wt.%의 양으로 존재한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 또는 복수의 아졸 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 교시에 따라 사용될 수 있는 대표적인 아졸 화합물은 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 메틸 벤조트리아졸 (예를 들어, 4-메틸 벤조트리아졸, 5-메틸 벤조트리아졸), 부틸 벤조트리아졸, 다른 알킬 벤조트리아졸 (예를 들어, 2 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기), 메르캅토벤조티아졸, 티아졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 인다졸, 테트라졸, 테트라히드로톨릴트리아졸, 테트라수소화 벤조트리아졸 (예를 들어, 4,5,6,7-테트라히드로-벤조트리아졸),4-메틸-1H-벤조트리아졸, 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 1-부틸-1H-벤조트리아졸, 테트라히드로벤조트리아졸 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용된 아졸 화합물은 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸 또는 그의 조합을 포함한다.
본 발명의 교시에 따라 사용된 아졸 화합물은 치환되거나 비치환된다. 대표적인 치환된 아졸 화합물은 치환된 티아졸, 치환된 이미다졸, 치환된 인다졸, 치환된 테트라졸 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
아졸 화합물의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 아졸 화합물은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 약 5 wt.%의 범위에 있다. 이 범위 내에서, 아졸 화합물은 약 0.05 wt.% 이상의 양, 일부 실시양태에서, 약 0.1 wt.% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 아졸 화합물은 약 2 wt.% 이하의 양, 일부 실시양태에서, 약 1 wt.% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 구리 및 구리 합금을 위한 부식 억제제를 포함할 수 있다. 대표적인 구리 및 구리 합금 부식 억제제는 활성 관능기로서 5- 또는 6-원 헤테로시클릭 고리를 포함하는 화합물을 포함하나, 이에 제한되지 않으며, 여기서 헤테로시클릭 고리는 적어도 1개의 질소 원자를 포함한다 (예를 들어, 상기 기재된 유형의 아졸 화합물). 일부 실시양태에서, 구리 및 구리 합금 부식 억제제는 벤조트리아졸, 히드로벤조트리아졸 (예를 들어, 테트라히드로벤조트리아졸), 톨릴트리아졸, 히드로톨릴트리아졸 (예를 들어, 4-메틸-1H-벤조트리아졸, 5-메틸-1H-벤조트리아졸 및 미국 특허 번호 8,236,205 B1에 기재된 바와 같은 다른 테트라히드로벤조트리아졸), 메틸 벤조트리아졸 (예를 들어, 4-메틸 벤조트리아졸, 5-메틸 벤조트리아졸), 알킬 벤조트리아졸 (예를 들어, 부틸 벤조트리아졸을 포함하나 이에 제한되지 않는, C2 내지 C20 알킬 기를 갖는 벤조트리아졸), 메르캅토벤조티아졸, 티아졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 인다졸, 테트라졸 및/또는 등, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 치환 또는 비치환된 화합물 - 및/또는 그의 염 (예를 들어, 나트륨 또는 칼륨 염)-를 포함한다. 일부 실시양태에서, 상기 언급된 구리 및 구리 합금 부식 억제제 중 1종 이상은 임의로 치환될 수 있다. 일부 실시양태에서, 구리 및 구리 합금 부식 억제제는 약 0.01 wt.% 내지 약 5 wt.%의 양으로 조성물에 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 구리 및 구리 합금 부식 억제제의 양은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 약 4 wt.%의 범위에 있다. 이 범위 내에서, 구리 및 구리 합금 부식 억제제는 약 0.05 wt.% 이상의 양, 일부 실시양태에서, 약 0.1 wt.% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서 또한, 구리 및 구리 합금 부식 억제제는 약 2 wt.% 이하의 양, 일부 실시양태에서, 약 1 wt.% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 실리케이트를 포함할 수 있다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 적합한 실리케이트는 무기 실리케이트 및 유기 실리케이트를 포함한다. 유용한 무기 실리케이트는 화학식 (2)에 의해 나타내어진다:
Figure 112019011308928-pct00002
여기서 M은 나트륨, 칼륨, 리튬, 루비듐 및 테트라오르가노암모늄 양이온으로 이루어진 군으로부터 선택된, 글리콜 또는 수용성 실리케이트를 형성하는 1가 양이온이고; "m"은 1 내지 4의 값을 갖고; "l"은 0 내지 3의 값을 갖고; "n"은 1 내지 4의 값을 갖고, "m"과 "l"의 합계와 동등하다.
열 전달 유체 농축물에 존재하는 실리케이트의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 실리케이트는 열 전달 유체 농축물 중에 Si로서 약 0 ppm 내지 약 8,000 ppm (즉, 최대 약 8,000 ppm)의 양, 일부 실시양태에서 Si로서 약 0 ppm 내지 약 2,000 ppm (즉, 최대 약 2,000 ppm)의 양, 일부 실시양태에서 Si로서 약 0 ppm 내지 약 1000 ppm (즉, 최대 약 1,000 ppm)의 양, 일부 실시양태에서 열 전달 유체 농축물 중에 Si로서 약 700 ppm 미만의 양으로 존재할 수 있다.
유용한 유기 실리케이트는 하기 화학식으로 나타내어진 실리케이트 에스테르를 포함한다:
Figure 112019011308928-pct00003
여기서 R은 C1 내지 C36 알킬, 아릴, 알콕시알킬, 알콕시아릴, 히드록시알콕시, 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시양태에서, 1 내지 20개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기와의 테트라알킬오르토실리케이트 에스테르 (예를 들어, 테트라메틸오르토실리케이트, 테트라에틸오르토실리케이트 등)가 사용될 수 있다. 실리케이트 에스테르는 열 전달 유체 농축물 제제 중에 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 wt.% 내지 약 5 wt.% (즉, 최대 약 5 wt.%), 예를 들어 약 0.01 내지 약 5 wt.%의 양으로 존재한다.
콜로이드성 실리카는 또한 본 발명의 교시에 따라 부식 억제제로 사용하기 위해 포함될 수 있다. 콜로이드성 실리카는 약 1 nm 내지 약 200 nm의 공칭 입자 크기를 갖는다. 일부 실시양태에서, 콜로이드성 실리카 입자 크기는 약 1 nm 내지 약 100 nm이다. 다른 실시양태에서, 콜로이드성 실리카 입자 직경은 약 1 nm 내지 약 40 nm이다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 적합한 콜로이드성 실리카는 듀폰(DuPont)으로부터의 루독스 콜로이드성 실리카 또는 악조 노벨-에카 케미칼스(Akzo Nobel-Eka Chemicals)로부터의 그레이스 데이비드슨, 니아콜 및/또는 빈드질 콜로이드성 실리카, 닛산 케미칼스(Nissan Chemical)로부터의 스노우텍스 콜로이드성 실리카, 뿐만 아니라 날코(Nalco) 및 다른 공급업체로부터의 콜로이드성 실리카를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 어떠한 특정한 이론에 얽매이는 것을 원하거나, 또는 첨부된 청구범위 또는 그의 등가물의 범주를 임의의 정도로 제한하도록 의도하지 않지만, 본원에서는 열 전달 유체의 콜로이드성 실리카를 사용하여, 나노입자가 열 전달 유체의 열 전달 효율 및/또는 열 용량을 증가시킬 수 있는 것으로 여겨진다. 일부 실시양태에서, 콜로이드성 실리카는 열 전달 유체 농축물의 약 0 ppm 내지 약 20,000 ppm (즉, 최대 약 20,000 ppm)의 양, 일부 실시양태에서, 약 0 ppm 내지 약 2,000 ppm (즉, 최대 약 2,000 ppm)의 양으로 제제 중에 존재한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 실리케이트 안정화제를 포함할 수 있다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 대표적인 실리케이트 안정화제는 유기실란 화합물을 안정화하는 실리케이트를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본원에 사용된 용어 "유기실란"은 적어도 1개의 탄소-규소 (Si-C) 구조를 함유하는 실란 (즉, 단량체 규소 화합물)을 지칭한다. 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 실리케이트 안정화 유기실란 화합물은 나트륨 3-(트리히드록시실릴)-프로필메틸포스포네이트 (CAS no 84962-98-1 또는 다우-코닝 코포레이션(Dow-Corning Corp)로부터의 Q1-6083 실리콘, 미시간주 미들랜드); 폴리알킬렌옥시드알콕시실란 [예를 들어, 화학식: CH3O(CH2CH2O)mC3H6Si(OCH3)3을 갖는 메톡시폴리에틸렌옥시프로필트리메톡시실란 (여기서 m은 7.2의 평균값을 가짐) 또는 화학식 CH3O(CH2CH2O)7C3H6Si(OC3H7)3을 갖는 메톡시폴리에틸렌옥시프로필트리프로폭시실란]; 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스 인크(Momentive Performance Materials Inc) (뉴욕주 워터포드)로부터의 실퀘스트(Silquest)® Y-5560 또는 실퀘스트® Y-5630; 3-(트리히드록시실릴)-프로필 에톡실 포스포네이트의 나트륨 염 [예를 들어, (HO)3Si-C3H6-P(O)(ONa)(OC2H5)]; 미국 특허 번호 4,370,255에 기재된 1종 이상의 알칼리 금속 실리코네이트 실릴알킬포스포네이트; EP 특허 번호 0061694B1에 기재된 1종 이상의 아릴알킬 실리콘 술포네이트; 미국 특허 번호 4,629,602에 기재된 1종 이상의 유기실란 실리케이트 안정화제; 미국 특허 번호 3,337,496 및 3,341,469에 기재된 1종 이상의 실리케이트 안정화제; 및/또는 등; 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
실리케이트 안정화제의 농도는 적용에 따라 달라질 수 있다. 일부 실시양태에서, 실리케이트 안정화제의 양은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0 wt.% 내지 약 5 wt.% (즉, 최대 약 5 wt.%)의 범위에 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에 존재하는 실리케이트 안정화제의 양은 열 전달 유체 농축물에 존재하는 실리케이트의 양에 비례하며, 여기서 실리케이트:실리케이트-안정화제 비는 중량 기준으로 약 20:1 내지 약 1:10의 범위에 있다. 일부 실시양태에서, 실리케이트:실리케이트 안정화제 비는 중량 기준으로 약 10:1 내지 약 1:2의 범위에 있다.
일부 실시양태에서, 열 전달 유체 중 실리케이트 성분은 실리케이트 및 유기실란의 공중합체일 수 있다. 예는 실리케이트-함유 부동액/냉각제 조성물에 사용된 포스포네이트-실리케이트, 술포네이트-실리케이트, 카르복실레이트-실리케이트 및 실록산-실리케이트 공중합체를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이들 공중합체는 사전-형성될 수 있거나, 또는 주위 온도에서 수용액 중에 수용성 실리케이트 및 수용성 포스포네이트 실란, 술포네이트 실란 또는 카르복실레이트 실란을 조합함으로써 계내에서 형성될 수 있다. 어떠한 특별한 이론에 얽매이는 것을 원하거나, 또는 첨부된 청구범위 또는 그의 등가물의 범주를 임의의 정도로 제한하도록 의도하지 않지만, 이들 공중합체는 단순 알칼리 금속 실리케이트의 사용에 비해 개선된 금속 부식 억제를 제공할 수 있으며, 그 이유는 유기실란-실리케이트 공중합체가 글리콜-물 기반 부동액/냉각제 용액에서 약 7 내지 약 11의 pH에서 수용성 실리케이트의 겔화 경향을 실질적으로 억제하기 때문인 것으로 본원에서 여겨진다. 본 발명의 교시에 따라 사용될 수 있는 대표적인 실리케이트-유기실란 공중합체는 미국 특허 번호 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; 및 4,965,344; 유럽 특허 번호 0,061,694 B1; 및 미국 특허 출원 공개 번호 2006/001704 A1에 기재된 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 1종 또는 복수의 수용성 (다가전해질) 중합체를 포함할 수 있다. 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 수용성 중합체의 예시적인 예는 수용성 중합체 예컨대 중합성 단량체로부터 유도된 다가전해질 분산제를 포함한다. 중합성 단량체는 불포화 카르복실산 또는 염, 불포화 아미드, 불포화 산 무수물, 불포화 니트릴, 불포화 카르보닐 할라이드, 불포화 카르복실레이트 에스테르, 불포화 에테르, 불포화 알콜, 불포화 술폰산 또는 염, 불포화 포스폰산 또는 염, 불포화 포스핀산 또는 염 및/또는 등, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 기를 함유한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 수용성 중합체는 (1) C3 내지 C16 모노에틸렌계 불포화 모노- 또는 디카르복실산, 또는 그의 알칼리 금속 또는 암모늄 염을 함유하는 적어도 1종의 단량체 단위; 또는 (2) C3 내지 C16 모노에틸렌계 불포화 모노- 또는 디카르복실산 유도체 예컨대 아미드, 니트릴, 카르복실레이트 에스테르, 산 할라이드 (예를 들어, 산 클로라이드), 산 무수물 및/또는 등, 및 그의 조합을 함유하는 적어도 1종의 단량체 단위를 갖는 단독중합체, 공중합체, 삼원공중합체 및 혼성-중합체를 포함한다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 적합한 수용성 중합체는 (1) 또는 (2)의 mer 단위 적어도 5%, 일부 실시양태에서, 적어도 (1) 또는 (2)의 mer 단위 적어도 10%를 포함할 수 있다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 모노카르복실산은 아크릴산, 메타크릴산, 에틸 아크릴산, 비닐아세트산, 알릴아세트산 및 크로톤산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 모노카르복실산 에스테르는 부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 3급 부틸아크릴레이트 및 비닐 아세테이트를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 디카르복실산은 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 시트라콘산, 메사콘산 및 메틸렌말론산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 아미드는 아크릴아미드 (또는 2-프로펜아미드), 메타크릴아미드, 에틸 아크릴아미드, 프로필 아크릴아미드, N-t-부틸아크릴아미드, 3급 부틸 메타크릴아미드, 3급 옥틸 아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 (또는 N,N-디메틸 -2-프로펜아미드), 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 시클로헥실 아크릴아미드, 벤질 메타크릴아미드, 비닐 아세트아미드, 술포메틸아크릴아마이드, 술포에틸아크릴아미드, 2-히드록시-3-술포프로필 아크릴아미드, 술포페닐아크릴아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐 아세트아미드, 2-히드록시-3-술포프로필 아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 (시클릭 아미드), 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘 및 카르복시메틸아크릴아미드를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 무수물은 말레산 무수물 (또는 2, 5-푸란디온) 및 숙신산 무수물을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 니트릴은 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 적합한 대표적인 산 할라이드는 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드 및 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 수용성 중합체는 알릴히드록시프로필술포네이트, AMPS 또는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 비닐 술폰산, 스티렌 술폰산, 아크릴아미도메틸 프로판 술폰산, 메트알릴 술폰산, 알릴옥시벤젠술폰산, 1,2-디히드록시-3-부텐, 알릴 알콜, 알릴 포스폰산, 에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 아스파르트산, 히드록삼산, 2-에틸-옥사졸린, 아디프산, 디에틸렌트리아민, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 암모니아, 에틸렌 디아민, 디메틸아민, 디알릴 프탈레이트, 3-알릴옥시-2-히드록시 프로판 술폰산, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 나트륨 스티렌 술포네이트, 알콕실화 알릴 알콜 술포네이트 및/또는 등 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 단량체 단위를 포함한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 수용성 중합체는 (a) 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 비닐 아세트산, 4-메틸-4 펜텐산, 말레산, 말레산 무수물, 1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 3,6-에폭시-1,2,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 5-노르보르넨-2,3-디카르복실산 무수물, 비사이클[2,2,2]-5-옥텐-2,3-디카르복실산 무수물, 3-메틸-1,2,6-테트라히드로프탈산 무수물, 2-메틸-1,3,6-테트라히드로프탈산 무수물, 이타콘산, 메사콘산, 메틸렌말론산, 푸마르산, 시트라콘산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 3-알릴옥시-2-히드록시 프로판 술폰산, 알릴 포스폰산, 알릴옥시벤젠술폰산, 2-히드록시-3-(2-프로페닐옥시)프로판술폰산, 알릴술폰산, 다른 아크릴아미도메틸 프로판 술폰산, 메트알릴 술폰산, 이소프로-페닐술폰산, 비닐포스폰산, 스티렌술폰산, 비닐술폰산, 아스파르트산, 히드록삼산, 아디프산 및 상기 중 임의의 것의 알칼리 금속 또는 암모늄 염; (b) 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 3급 부틸아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트, 포스포에틸 메타크릴레이트, 및 비닐 아세테이트; (c) 아크릴아미드 (또는 2-프로펜아미드), 메타크릴아미드, 에틸 아크릴아미드, 프로필 아크릴아미드, N-t-부틸아크릴아미드, 3급 부틸 메타크릴아미드, 3급 옥틸 아크릴아미드, N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 (또는 N,N-디메틸-2-프로펜아미드), 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 시클로헥실 아크릴아미드, 벤질 메타크릴아미드, 비닐 아세트아미드, 술포메틸아크릴아마이드, 술포에틸아크릴아미드, 2-히드록시-3-술포프로필 아크릴아미드, 술포페닐아크릴아미드, N-비닐 포름아미드, N-비닐 아세트아미드, 2-히드록시-3-술포프로필 아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 (시클릭 아미드), 2-비닐피리딘, 4-비닐피리딘, 및 카르복시메틸아크릴아미드; (d) 말레산 무수물 (또는 2, 5-푸란디온) 및 숙신산 무수물; 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴; (e) 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드 및 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드; (f) 1,2-디히드록시-3-부텐, 알릴 알콜, 에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 2-에틸-옥사졸린, 디에틸렌트리아민, 에틸렌 옥시드, 프로필렌 옥시드, 암모니아, 스티렌, 에틸렌 디아민, 디메틸아민, 디알릴 프탈레이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트, 나트륨 스티렌 술포네이트, 및 알콕실화 알릴 알콜 술포네이트; 및 (g) 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 단량체의 중합으로부터 생성된 mer 단위 (예를 들어, 중합된 단위로서임)를 적어도 5 몰% 함유한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 수용성 중합체를 제조하는데 사용하기 위한 대표적인 알콕실화 알릴 알콜 술포네이트 단량체는 화학식 (4)에 나타낸 구조를 갖는다:
Figure 112019011308928-pct00004
여기서 R1은 1 내지 약 10개의 탄소 원자를 갖는 히드록실 치환된 알킬 또는 알킬렌 라디칼이거나 또는 R1은 1 내지 약 10개의 탄소 원자를 갖는 비-치환된 알킬 또는 알킬렌 라디칼이거나, 또는 R1은 -(CH2-CH2-O)n-, -[CH2-CH(CH3)-O]n-, 또는 그의 조합 (여기서, "n"은 약 1 내지 약 50의 정수임)이고; R2는 H, 또는 저급 알킬 (C1-C3) 기이고; 여기서 X는, 존재하는 경우, -SO3, -PO3, -PO4, 및 -COO로 이루어진 군으로부터 선택된 음이온성 라디칼이고; 여기서 Y는, 존재하는 경우, H, 또는 음이온성 라디칼의 원자가를 함께 상쇄하는 임의의 수용성 양이온 또는 양이온들이며; 여기서 a는 0 또는 1이다. 일부 실시양태에서, a=1이다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 대표적인 수용성 다가전해질 중합체는, 일부 실시양태에서, 약 200 달톤 내지 약 200,000 달톤의 범위에 있는 분자량 (MW)을 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 적합한 수용성 다가전해질 중합체 분산제는 약 500 달톤 내지 약 20,000 달톤의 범위에 있는 분자량 (MW)을 갖는다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기에 적합한 예시된 수용성 다가전해질 중합체는 폴리카르복실레이트를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 폴리카르복실레이트는
(1) 폴리아크릴산 또는 폴리아크릴레이트, 아크릴레이트계 중합체, 공중합체, 삼원공중합체, 및 사원공중합체 예컨대 아크릴레이트/아크릴아미드 공중합체, 아크릴레이트/AMPS (아크릴아미도 메틸렌 술폰산 또는 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판술폰산) 또는 아크릴아미도알칸 술폰산 공중합체, 아크릴레이트/술포네이트 공중합체, 아크릴레이트/히드록시알킬 아크릴레이트 공중합체, 아크릴레이트/알킬 아크릴레이트 공중합체, 아크릴레이트/AMPS/알킬 아크릴아미드 삼원공중합체, 아크릴레이트/아크릴아미도알칸 술폰산/스티렌 술폰산 (또는 수용성 염) 삼원공중합체, 아크릴레이트/아크릴아미드/술포알킬아크릴아미드 삼원공중합체, 아크릴산/알릴옥시-2-히드록시프로필술폰산(AHPSE)/폴리에틸렌글리콜 알릴 에테르 삼원공중합체, 아크릴레이트/메타크릴레이트 메틸 에스테르/2-프로판-1-술폰산, 2-메틸-, 나트륨 염 벤젠술폰산, 4-[(2-메틸-2-프로페닐)옥시]-, 나트륨 염 사원공중합체;
(2) 폴리메타크릴산 또는 폴리메타크릴레이트, 메타크릴레이트계 중합체, 공중합체, 삼원공중합체 및 사원공중합체 (여기서 (1)에 열거된 상응하는 아크릴레이트계 중합체 중 1종 단량체는 메타크릴레이트 또는 메타크릴산에 의해 대체됨);
(3) 폴리말레산 또는 말레산 무수물 중합체, 말레산계 중합체, 그의 공중합체, 삼원공중합체 및 사원공중합체 (여기서 (1)에 열거된 상응하는 아크릴레이트계 중합체 중 1종의 단량체가 말레산 또는 말레산 무수물로 대체됨);
(4) 폴리아크릴아미드, 개질된 아크릴아미드계 중합체 및 아크릴아미드계 공중합체, 삼원공중합체 및 사원공중합체 (여기서 (1)에 열거된 상응하는 아크릴레이트계 중합체 중 1종의 단량체가 아크릴아미드로 대체됨)
(5) 술폰산계 공중합체, 삼원공중합체 및 사원공중합체 또는 그의 수용성 염; 포스폰산계 공중합체, 삼원공중합체 및 사원공중합체 또는 그의 수용성 염; 포스핀산계 공중합체, 삼원공중합체 및 사원공중합체 또는 그의 수용성 염;
(6) 비닐피롤리돈계 단독중합체 및 공중합체;
(7) 알킬렌 옥시드계 공중합체 및 삼원공중합체; 및 상기 중 1종 이상을 포함하는 조합물
을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 수용성 중합체는 또한, 미국 특허 번호 5,338,477에 기재된 바와 같은 폴리에테르 폴리아미노 메틸렌 포스포네이트이거나 또는 포스피노 폴리아크릴레이트 산일 수 있다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물의 수용성 다가전해질 중합체로 사용하기 위해 적합한 상업적으로 입수가능한 중합체의 대표적인 예는 하기를 포함하나, 이에 제한되지 않는다: (a) 노베온(Noveon) (또는 루브리졸(Lubrizol))로부터 입수가능한 표 1에 제시된 중합체의 굿-라이트(Good-Rite)® K-700 시리즈; (b) 악조노벨로부터 입수가능한 표 2에 제시된 중합체, 및 (c) 다우 (롬 앤드 하스(Rohm & Haas))로부터 입수가능한 표 3에 제시된 중합체.
열 전달 유체 농축물에서 수용성 다가전해질 중합체로서 사용될 수 있는 노베온 (또는 루브리졸)에 의해 공급되는 중합체는 하기 표 1에 나타낸 것들을 포함한다.
표 1. 노베온 (또는 루브리졸)에 의해 공급되는 중합체: 굿 라이트® K-700 시리즈 중합체.
Figure 112019011308928-pct00005
PAA = 폴리아크릴레이트, NaPAA = 나트륨 폴리아크릴레이트, NaPMAA = 나트륨 폴리메타크릴레이트 AA = 아크릴산, SA = 술폰산 또는 AMPS, SS = 나트륨 스티렌 술포네이트
'활성 고형분' = '총 고형분' - 중합 후 NaOH에 의한 중화로부터의 '반대 이온' (나트륨)
* 1 % 용액의 pH
**수분 함량을 포함함
N.P. 공개되지 않음
열 전달 유체 농축물에서 수용성 다가전해질 중합체로서 사용될 수 있는 악조노벨에 의해 공급되는 중합체는 하기 표 2에 나타낸 것들을 포함한다.
표 2. 악조노벨 아쿠아트리트(Aquatreat) 산업용수 처리 제품의 전형적 특성
Figure 112019011308928-pct00006
AR-335는 폴리아크릴아미드이고; AR-545 및 AR-546은 AA/AMPS 공중합체이고; 아쿠아트리트 AR-540은 아크릴산 (AA)/2-프로펜산, 2-메틸, 메틸 에스테르/벤젠술폰산, 4-[(2-메틸-2-프로페닐)옥시]-, 나트륨 염/2-프로펜-1-술폰산, 2-메틸-, 나트륨 염 삼원공중합체이다. 베르사 TL-4 = 술폰화 스티렌/말레산 무수물 공중합체이다. 베르사 TL-3은 베르사 TL-4의 건조 형태이다. AR-978은 아크릴산/말레산 공중합체이다. AR-980은 아크릴산/말레산/비이온성 단량체 삼원공중합체이다.
열 전달 유체 농축물에서 수용성 다가전해질 중합체로서 사용될 수 있는 다우 (롬 앤드 하스)에 의해 공급되는 중합체는 하기 표 3에 나타낸 것들을 포함한다.
표 3. 다우 (롬 앤드 하스)로부터 입수가능한 중합체
Figure 112019011308928-pct00007
주: 아큐머 2000 및 2100은 카르복실산/술폰산 공중합체 (즉, AA/AMPS 공중합체); 아큐머 3100 및 아큐머 5000은 아크릴산/t-부틸 아크릴아미드/2-아크릴아미도-2-메틸 프로판 술폰산 삼원공중합체이다. 옵티도스 1000, 2000 및 옵티도스 3100은 각각 아큐머 1000, 2000 및 3100의 태그부착된 버전이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 수용성 중합체는 하기 상업적으로 입수가능한 중합체로부터 선택된다: (1) 소칼란 CP 9 (말레산계 중합체) 중합체, 소칼란 CP 10, CP 42, 10S, 12S (모두가 아크릴레이트계 중합체임), 13S, 소칼란 HP 22 G, HP 25, HP 59 및 HP 165 (폴리비닐피롤리돈), 소칼란 PA 15, PA 20, PA 25 CI, PA 30 CI, PA 40, 소칼란 PM 10 I, PM 70, 타몰 VS, 및 다른 유사한 제품을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 소칼란(SOKALAN) 및 타몰 브랜드 하에 바스프(BASF)로부터 입수가능한 중합체; (2) P-35, P-70, P-80, A-100L 및 A-15 (모두가 아크릴레이트- 또는 아크릴아미드계 중합체 또는 공중합체임) 등을 포함하나 이에 제한되지 않는, 시아나머(CYANAMER) 브랜드 하에 사이텍(Cytec)으로부터 입수가능한 중합체; (3) 블레클렌(BLECLENE) 200 (말레산 단독중합체), 283 (말레산 삼원공중합체), 400 (술폰화 포스피노 폴리카르복실산) 및 499 (술폰화 포스포노 폴리카르복실산); 및 벨스퍼스(BELSPERSE) 161 (포스피노 폴리카르복실산) 및 164 (포스피노 폴리카르복실산) 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는, 블레클렌 및 벨스퍼스 브랜드 하에 바이오랩 애디티브즈(Biolab additives)로부터 입수가능한 중합체; 및 (4) 날코 (예를 들어, 아크릴산/2-아크릴아미도-2-메틸프로필 술폰산 공중합체, 미국 특허 번호 5,338,477에 기재된 폴리에테르 폴리아미노 포스포네이트, 및 아크릴산/아크릴아미드/아크릴아미도메탄술폰산 삼원공중합체), GE 베츠(GE Betz) (예를 들어, 아크릴산/폴리에틸렌글리콜 알릴 에테르 공중합체, 아크릴산/알릴옥시-2-히드록시프로필술폰산 (또는 AHPSE)/폴리에틸렌글리콜 알릴 에테르 삼원공중합체 및 아크릴산/AHPSE 공중합체), 켐트리트(Chemtreat) [예를 들어, 알릴옥시벤젠술폰산 (약 3.5 몰%)/메타알릴 술폰산 (약 2.5 몰%)/ 메틸 메타크릴레이트 (13-18 몰%)/아크릴산 (76-81 몰%) 사원공중합체], 시바(Ciba), 에스엔에프 플뢰거(SNF Floerger), 롱-프랑(Rhone-Poulenc), 스톡하우젠(Stockhausen), 허큘레스(Hercules), 헨켈(Henkel), 얼라이드 콜로이즈(Allied Colloids), 훽스트 셀라니즈(Hoechst Celanese), 앳슈랜드 케미칼 캄파니(Ashland Chemical Company), 쿠리타 워터 인더스트리스 리미티드(Kurita Water Industries Ltd), 니폰 쇼쿠바이 캄파니(Nippon Shokubai Co.), 및 다른 공급업체로부터 입수가능한 수용성 중합체 제품.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 추가의 수용성 중합체는 하기 미국 특허에 기재된 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다: 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; 및 5,187,238. 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 추가의 수용성 중합체는 하기 유럽 특허에 기재된 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다: EP 0,297,049B1; EP 0360746B1; 및 EP 0,879,794B1. 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 추가의 수용성 중합체는 하기 미국 특허 출원 공개에 기재된 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다: 2006/0191852A1; 2005/0202995A1; 2002/0195583A1; 2004/00225093A1; 2005/0009959A1; 및 2005/0092211A1.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용된 수용성 중합체는 아크릴레이트계 중합체를 포함한다.
본 발명의 교시에 따라 사용하기 위한 적합한 대표적인 아크릴레이트계 중합체는 아크릴레이트계 단독중합체, 아크릴레이트계 공중합체, 아크릴레이트계 삼원공중합체, 아크릴레이트계 사원공중합체 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 아크릴레이트계 중합체는 폴리아크릴레이트를 포함한다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물이 추가로 마그네슘 이온을 포함하고 수용성 중합체가 아크릴레이트계 중합체를 포함하는 실시양태의 일부의 경우, 활성 아크릴레이트계 중합체 안정화제 농도 대 마그네슘 이온 농도의 비는 약 1 내지 약 25이고, 다른 실시양태에서 임의로 약 5 초과 및 약 25 미만이다. 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물이 추가로 칼슘 이온을 포함하고 수용성 중합체가 아크릴레이트계 중합체를 포함하는 실시양태의 일부의 경우, 열 전달 유체 농축물에서 활성 아크릴레이트계 중합체 농도 대 칼슘 이온 농도의 비는 4 초과 및 약 110 미만이다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물에서 활성 아크릴레이트계 중합체 농도 대 칼슘 이온 농도 비는 약 7 초과 및 약 80 미만이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 임의로 추가로 1종 또는 복수의 포스포노카르복실레이트를 포함할 수 있다. 포스포노카르복실레이트는 화학식 (5)를 갖는 포스폰화 화합물이다:
Figure 112019011308928-pct00008
여기서 각각의 단위 중 적어도 1개의 R 기는 COOM, CH2OH, 술포노 또는 포스포노 기이고, 다른 R 기 (제1 R 기와 동일하거나 또는 상이할 수 있음)는 수소 또는 COOM, 히드록실, 포스포노, 술포노, 술페이토, C1-7 알킬, C1-7 알케닐 기 또는 카르복실레이트, 포스포노, 술포노, 술페이토 및/또는 히드록실 치환된 C1-7 알킬 또는 C1-7 알케닐 기이고; 여기서 n은 1 또는 1 초과의 정수이고; 여기서 각각의 M은 수소 또는 알칼리 금속 이온 예컨대 나트륨 이온, 칼륨 이온 등이다. 게다가, 적어도 1개의 COOM 기는 R 기 중 1개 내에 존재할 것이다. 일부 실시양태에서, 포스포노카르복실레이트는 화학식 (6)의 말레산의 포스폰화 올리고머 또는 포스폰화 올리고머의 혼합물이다:
Figure 112019011308928-pct00009
여기서 n은 1 또는 1 초과의 정수이고, M은 화합물이 수용성이도록 양이온 종 (예를 들어, 알칼리 금속 양이온)이다. 대표적인 포스포노카르복실레이트는 포스포노숙신산, 1-포스포노-1,2,3,4-테트라카르복시부탄 및 1-포스포노-1,2,3,4,5,6-헥사카르복시헥산을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 포스포노카르복실레이트는 "n"의 값이 상이한 화학식 (6)을 갖는 화합물들의 혼합물일 수 있다. "n"의 평균 값은 1 내지 2이거나, 또는 일부 실시양태에서, 1.3 내지 1.5일 수 있다. 포스포노카르복실레이트의 합성은 공지되고, 미국 특허 번호 5,606,105에 기재되어 있다. 포스포노카르복실레이트는 상기 기재된 카르복실레이트와 별개이고, 상이하다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에서, 포스포노카르복실레이트는 임의로 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 10 ppm 내지 약 500 ppm 범위의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 포스포노카르복실레이트는 약 20 ppm 이상의 양, 일부 실시양태에서, 약 40 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 포스포노카르복실레이트는 약 400 ppm 이하의 양, 일부 실시양태에서, 약 300 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 어떠한 포스포노카르복실레이트도 없다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 임의로 추가로 1종 또는 복수의 포스피노카르복실레이트를 포함할 수 있다. 포스피노카르복실레이트는 화학식 (7)을 갖는 화합물이다:
Figure 112019011308928-pct00010
여기서 각각의 단위 중 적어도 1개의 R1 기는 COOM, CH2OH, 술포노 또는 포스포노 기이고, 다른 R1 기 (제1 R1 기와 동일하거나 상이할 수 있음)는 수소 또는 COOM, 히드록실, 포스포노, 술포노, 술페이토, C1-7 알킬, C1-7 알케닐 기 또는 카르복실레이트, 포스포노, 술포노, 술페이토 및/또는 히드록실 치환된 C1-7 알킬 또는 C1-7 알케닐 기이고; 여기서 n은 1 이상의 정수이고; 여기서 각각의 M은 수소 또는 알칼리 금속 이온 예컨대 나트륨 이온, 칼륨 이온 등이다. 유사하게, 각각의 단위 중 적어도 1개의 R2 기는 COOM, CH2OH, 술포노 또는 포스포노 기 및 다른 R2 기 (제1 R2 기와 동일하거나 상이할 수 있음)는 수소 또는 COOM, 히드록실, 포스포노, 술포노, 술페이토, C1-7 알킬, C1-7 알케닐 기 또는 카르복실레이트, 포스포노, 술포노, 술페이트 및/또는 히드록실 치환된 C1-7 알킬 또는 C1-7 알케닐 기이고; 여기서 m은 0 이상의 정수이다. 게다가, 적어도 1개의 COOM 기는 R1 및 R2 기 중 1개에 존재할 것이다. 대표적인 포스피노카르복실레이트는 미국 특허 번호 6,572,789 및 5,018,577에 기재된 포스피니코숙신산 및 그의 수용성 염, 포스피니코비스(숙신산) 및 그의 수용성 염, 및 포스피니코숙신산 올리고머 및 그의 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 포스포노카르복실레이트는 "n" 및 "m"의 값이 상이한 화학식 (6)을 갖는 화합물들의 혼합물일 수 있다. 포스피노카르복실레이트는 상기 기재된 카르복실레이트와 별개이고, 상이하다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에서, 포스피노카르복실레이트는 임의로 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 10 ppm 내지 약 500 ppm 범위에 있는 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 포스피노카르복실레이트는 약 20 ppm 이상의 양, 일부 실시양태에서, 40 ppm 이상의 양으로 존재할 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 포스피노카르복실레이트는 약 400 ppm 이하의 양, 일부 실시양태에서, 약 300 ppm 이하의 양으로 존재할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 어떠한 포스피노카르복실레이트도 없다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 임의로 추가로 1종 이상의 추가의 성분을 포함할 수 있다. 임의적인 추가의 성분의 합한 총 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0 wt.% 내지 약 15 wt.% (즉, 최대 약 15 wt.%)의 범위일 수 있다. 일부 실시양태에서, 임의적인 추가의 성분의 합한 총 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 wt.% 내지 약 10 wt.%이다. 다른 실시양태에서, 임의적인 추가의 성분의 합한 총 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.001 wt.% 내지 약 5 wt.%이다. 추가 실시양태에서, 임의적인 추가의 성분의 합한 총 농도는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 약 3 wt.%이다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 임의로 존재할 수 있는 대표적인 추가의 성분은 착색제, 소포제 또는 탈포제, pH-조절제, 포스포네이트 (예를 들어, AMP 또는 아미노트리메틸렌 포스폰산; HEDP 또는 1-히드록시 에틸리덴-1,1-디포스폰산; HPA 또는 히드록시포스포노-아세트산 또는 2-히드록시 포스포노 아세트산; PBTC 또는 2-부탄 포스포노-1,2,4-트리카르복실산; PCAM 또는 포스포노 카르복실레이트 산 혼합물; 및/또는 브리코르 288 (오르가노포스폰산의 나트륨 염 H-[CH(COONa)CH(COONa)]n-P03Na2 (여기서 n <5이고 n평균 =1.4임) 및 다른 포스포네이트의 혼합물), 포스피네이트 (예를 들어, PSO 또는 포스핀산 올리고머 (모노-, 비스-, 및 올리고머 포스피노숙신산 부가물 및 다른 포스피네이트의 혼합물), 살생물제, 중합체 분산제, 스케일 억제제, 계면활성제, 고미제, 추가의 부식 억제제, 다른 냉각제/부동액 첨가제 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 구체적으로 이들 임의적인 추가의 성분 중 1종 이상을 제외할 수 있다 (예를 들어, 상기 언급된 추가의 성분 중 1종 이상이 실질적으로 "없음").
임의로 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 포함될 수 있는 추가의 부식 억제제는 톨 오일 지방산 (예를 들어, 알칼리 금속 염, 암모늄 염, 및/또는 등) 뿐만 아니라 아민 화합물로부터 유도된 시클로헥산산 카르복실레이트 화합물의 염을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 아민 화합물은 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모르폴린, 벤질아민, 시클로헥실아민, 디시클로헥실아민, 헥실아민, AMP (2-아미노-2-메틸-1-프로판올 또는 이소부탄올아민), DEAE (디에틸에탄올아민), DEHA (디에틸히드록실아민), DMAE (2-디메틸아미노에탄올), DMAP (디메틸아미노-2-프로판올), MOPA (3-메톡시프로필아민) 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 대표적인 착색제 또는 염료는 아베이스 컬러 인크.(Abbeys Color Inc), 또는 크로마테크 인코포레이티드(Chromatech Incorporated)로부터의 우라닌 옐로우", "우라닌 염료", "알리자린 그린", "크로마틴트 오렌지 1735" 또는 "그린 AGS 액체", 크로마테크 인코포레이티드로부터의 "크로마틴트 옐로우 0963 액체 염료", "크로마틴트 옐로우 2741 액체 염료", "크로마틴트 그린 1572 염료", "크로마틴트 그린 2384 염료", "크로마틴트 바이올렛 1579 염료", 도쿄 케미칼 인더스트리 캄파니(Tokyo Chemical Industry Co.) 또는 티씨아이 아메리카(TCI America)로부터의 "애시드 레드 #52" 또는 술포로다민 B, 센시엔트 테크놀로지스(Sensient Technologies) 또는 다른 공급업체로부터의 "오렌지 II (애시드 오렌지 7)" 또는 "인트라시드 로다민 WT (애시드 레드 388)"를 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
통상적으로 공지된 이러한 작용제를 포함하나 이에 제한되지는 않는, 임의의 적합한 소포제 또는 탈포제가 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체에 사용될 수 있다. 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체 농축물에 사용될 수 있는 대표적인 탈포제는 유기-개질 폴리디메틸실록산-함유 폴리알킬렌 글리콜, 실록산 폴리알킬렌 옥시드 공중합체, 폴리알킬렌 옥시드, 프레스톤 프로덕츠 코포레이션(Prestone Products Corp)으로부터 입수가능한 "PM-5150", 바스프 코포레이션으로부터의 "플루로닉 L-61" 및 "플루라팍(Plurafac)® LF 224, 히드라이트 케미칼스 캄파니(Hydrite Chemical Co.) 및 다른 공급업체로부터 입수가능한 "패트코트 492", "패트코트 415" 및 다른 패트코트-브랜드의 소포제, 및 먼징 케미 게엠베하(Munzing Chemie GmbH) 또는 제휴 회사로부터 입수가능한 "폼 밴 136B" 및 다른 폼 밴 안티폼을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 임의적인 소포 작용제는 또한 뉴햄프셔주 보스카웬 소재의 퍼포먼스 케미칼스, 엘엘씨(Performance Chemicals, LLC)로부터의 PC-5450NF; 및 로드 아일랜드주의 운소켓 소재의 CNC 인터내셔널(CNC International)로부터의 CNC 안티폼 XD-55 NF 및 XD-56을 포함하나 이에 제한되지 않는 폴리디메틸실록산 에멀젼계 소포제를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 임의적인 소포 작용제는 실리콘 또는 유기-개질 폴리디메틸실록산, 예를 들어, OSI 스페셜티스 인크.(OSI Specialties Inc), 뉴욕주 워터포드 소재의 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스 인크.(Momentive Performance Materials Inc), 다우 코닝(Dow Corning) 및 다른 공급업체로부터의 실리콘계 소포제의 SAG 브랜드 (예를 들어, SAG-10, 실브레이크(Silbreak)® 320); 에틸렌 옥시드-프로필렌 옥시드 (EO-PO) 블록 공중합체 및 프로필렌 옥시드-에틸렌 옥시드-프로필렌 옥시드 (PO-EO-PO) 블록 공중합체 (예를 들어, 플루로닉 L61, 플루로닉 L81, 및 다른 플루로닉 및 플루로닉 C 제품); 폴리(에틸렌 옥시드) 또는 폴리(프로필렌 옥시드), 예를 들어, PPG 2000 (예를 들어, 2000 달톤의 평균 분자량을 갖는 폴리프로필렌 옥시드); 폴리디오르가노실록산계 제품 (예를 들어, 폴리디메틸실록산 (PDMS) 등을 포함하는 제품); 지방산 또는 지방산 에스테르 (예를 들어, 스테아르산 등); 지방 알콜, 알콕실화 알콜 및 폴리글리콜; 폴리에테르 폴리올 아세테이트, 폴리에테르 에톡실화 소르비탈 헥사올레에이트 및 폴리(에틸렌 옥시드-프로필렌 옥시드)모노알릴 에테르 아세테이트; 왁스, 나프타, 케로센 및 방향족 오일; 및/또는 등; 및 그의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 대표적인 살생물제는 다양한 비-산화 살생물제, 예컨대 글루타르알데히드, 이소티아졸린, 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온, 1,2-벤즈이소티아졸린-3-온, 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드, 2-브로모-2-니트로프로판-1,3-디올, 메틸렌 비스(티오시아네이트), 테르부틸라진, 테트라키스(히드록시메틸) 포스포늄 술페이트 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 대표적인 pH-조절 작용제는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 수산화물 또는 산화물 (예를 들어, 나트륨 히드록시드, 칼륨 히드록시드), 무기 포스페이트 (예를 들어, 인산나트륨, 인산칼륨, 나트륨 피로포스페이트, 및 칼륨 피로포스페이트) 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물에 사용하기 위한 적합한 대표적인 비-이온성 계면활성제는 지방산 에스테르, 예컨대 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리알킬렌 글리콜, 폴리알킬렌 글리콜 에스테르, 에틸렌 옥시드 (EO) 및 프로필렌 옥시드 (PO)의 공중합체, 소르비탄 지방산 에스테르의 폴리옥시알킬렌 유도체 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일부 실시양태에서, 비-이온성 계면활성제의 평균 분자량은 약 55 내지 약 300,000, 일부 실시양태에서, 약 110 내지 약 10,000이다. 대표적인 소르비탄 지방산 에스테르는 소르비탄 모노라우레이트 (예를 들어, 상표명 스팬(Span)® 20, 아를라셀(Arlacel)® 20, S-MAZ® 20M1 하에 판매됨), 소르비탄 모노팔미테이트 (예를 들어, 스팬® 40 또는 아를라셀® 40), 소르비탄 모노스테아레이트 (예를 들어, 스팬® 60, 아를라셀® 60, 또는 S-MAZ® 60K), 소르비탄 모노올레에이트 (예를 들어, 스팬® 80 또는 아를라셀® 80), 소르비탄 모노세스퀴올레에이트 (예를 들어, 스팬® 83 또는 아를라셀® 83), 소르비탄 트리올레에이트 (예를 들어, 스팬® 85 또는 아를라셀® 85), 소르비탄 트리스테아레이트 (예를 들어, S-MAZ® 65K) 및 소르비탄 모노탈레이트 (예를 들어, S-MAZ® 90)를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 폴리알킬렌 글리콜은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 폴리에틸렌 글리콜은 다우 케미칼 캄파니로부터 카르보왁스(CARBOWAX)™ 폴리에틸렌 글리콜 및 메톡시폴리에틸렌 글리콜 (예를 들어, 카르보왁스 PEG 200, 300, 400, 600, 900, 1000, 1450, 3350, 4000 & 8000 등) 또는 바스프 코포레이션으로부터의 플루라콜(Pluracol)® 폴리에틸렌 글리콜 (예를 들어, 플루라콜® E 200, 300, 400, 600, 1000, 2000, 3350, 4000, 6000 및 8000 등.)을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 대표적인 폴리알킬렌 글리콜 에스테르는 다양한 지방산의 모노- 및 디-에스테르, 예컨대 바스프로부터의 마페그® 폴리에틸렌 글리콜 에스테르 (예를 들어, 마페그(MAPEG)® 200ML 또는 PEG 200 모노라우레이트, 마페그® 400 DO 또는 PEG 400 디올레에이트, 마페그® 400 MO, 또는 PEG 400 모노올레에이트, 및 마페그® 600 DO 또는 PEG 600 디올레에이트 등.)를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 에틸렌 옥시드 (EO) 및 프로필렌 옥시드 (PO)의 대표적인 공중합체는 바스프로부터의 다양한 플루로닉 및 플루로닉 R 블록 공중합체 계면활성제, 다우 케미칼로부터의 다우팩스(DOWFAX) 비-이온성 계면활성제, 유콘(UCON)™ 유체 및 신알록스(SYNALOX) 윤활제를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 소르비탄 지방산 에스테르의 대표적인 폴리옥시알킬렌 유도체는 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노라우레이트 (예를 들어, 제품이 상표명 트윈 20 또는 T-MAZ 20 하에 판매됨), 폴리옥시에틸렌 4 소르비탄 모노라우레이트 (예를 들어, 트윈 21), 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노팔미테이트 (예를 들어, 트윈 40), 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노스테아레이트 (예를 들어, 트윈 60 또는 T-MAZ 60K), 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 모노올레에이트 (예를 들어, 트윈 80 또는 T-MAZ 80), 폴리옥시에틸렌 20 트리스테아레이트 (예를 들어, 트윈 65 또는 T-MAZ 65K), 폴리옥시에틸렌 5 소르비탄 모노올레에이트 (예를 들어, 트윈 81 또는 T-MAZ 81), 폴리옥시에틸렌 20 소르비탄 트리올레에이트 (예를 들어, 트윈 85 또는 T-MAZ 85K), 및/또는 등, 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 냉각 시스템에 사용될 수 있고, 부식 억제 특성을 제공할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 (a) 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합, 여기서 동결점 강하제는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 wt.% 내지 약 99 wt.% 범위의 양으로 존재함; (b) 유기포스페이트, 여기서 유기포스페이트는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.002 wt.% 내지 약 5 wt.% 범위의 양으로 존재함; (c) 카르복실산 또는 그의 염, 여기서 카르복실산 또는 그의 염은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 1 wt.% 내지 약 10 wt.% 범위의 양으로 존재하고, 여기서 카르복실산은 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산을 포함하고, 여기서 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산은 개별적으로 지방족 모노-카르복실산, 지방족 디-카르복실산, 방향족 모노-카르복실산, 방향족 디-카르복실산 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨; (d) 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 200 mg/L 이하의 농도의 칼슘 이온; (e) 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 150 mg/L 이하의 농도의 마그네슘 이온; (f) 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.01 wt.% 내지 약 3 wt.% 범위의 양으로 존재하는 아졸 화합물; 및 (g) 임의로, 무기 포스페이트, 리튬 이온, 아연 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 몰리브데이트 이온, 포스포네이트, 포스피네이트, 아크릴레이트계 중합체, 착색제, 살생물제, 소포제, 계면활성제, 분산제, 스케일 억제제, 습윤제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 성분을 함유한다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물은 칼슘 이온을 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.001 mg/L 내지 약 200 mg/L 범위의 농도로 함유하고/거나, 마그네슘 이온을 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.001 mg/L 내지 약 150 mg/L 범위의 농도로 함유한다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 실온에서 단일-상, 균질 용액이다. 일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 약 -10℃ 내지 + 100℃의 온도에서 안정한 저장물질이다. 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물 및/또는 그로부터 (예를 들어, 희석에 의해) 유도된 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 ASTM D3306의 특성 및 성능요건을 충족시킬 것이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 (예를 들어, 물로) 희석되어 열 전달 유체를 형성할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서, 열 전달 유체 농축물은 약 10 vol.% 내지 약 75 vol.%로 희석되어 열 전달 유체를 형성할 수 있다. 일부 실시양태에서, 희석에 사용된 물은 ASTM D3306-10의 섹션 4.5에 기재된 바와 같이 탈이온수이다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 농축물은 상업적으로 입수가능한 제품으로서 제공될 수 있다. 다른 실시양태, 열 전달 유체 농축물이 물에 의해 약 50 vol.%로 사전-희석된, 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 상업적으로 입수가능한 제품으로서 제공될 수 있다. 희석에 의해 즉시-사용가능한 열 전달 유체를 제조함에 있어서, 사용 조건에서의 열 전달 농축물에 첨가된 물의 최적 수준은 바람직한 동결, 비등 및 부식 보호 요건에 의해 결정될 수 있다.
물을 첨가하여 희석되지 않은 열 전달 유체 농축물은 전형적으로 그의 상대적으로 낮은 열 전달 계수 (또는 비열), 높은 점도 및 높은 동결점으로 인해 엔진 냉각 시스템에 열 전달 유체로서 사용되지 않는다. 따라서, 열 전달 유체 농축물은 열 전달 유체로서 엔진 냉각 시스템에 사용되기 전에 물을 첨가함으로써 희석될 수 있다 (예를 들어, 30 vol.% 내지 60 vol.% 용액). 차량 제조업체는 전형적으로 차량 냉각 시스템에서 공장 충전 유체로서 물로 희석된 50 vol.% 열 전달 농축물을 사용한다. 물로 사전-희석되어 약 30 vol.% 내지 약 60 vol.%의 열 전달 유체 농축물을 함유하는 열 전달 유체 생성물은 즉시-사용가능한 냉각제인데, 이는 어떠한 추가의 물도 이들이 차량 냉각 시스템에 첨가될 때 필요하지 않기 때문이다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체에서, 동결점 강하제는 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여, 약 1 wt.% 내지 약 90 wt.% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 동결점 강하제의 양은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 25 wt.% 이상, 약 30 wt.% 이상, 약 40 wt.% 이상, 약 50 wt.% 이상, 약 60 wt.% 이상, 약 70 wt.% 이상, 약 75 wt.% 이상, 약 80 wt.% 이상, 약 85 wt.% 이상, 약 86 wt.% 이상, 약 87 wt.% 이상, 약 88 wt.% 이상, 또는 약 89 wt.% 이상이지만, 약 90 wt.% 미만이다. 또한, 이 범위 내에서, 동결점 강하제의 양은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 30 wt.% 이하, 약 40 wt.% 이하, 약 50 wt.% 이하, 약 55 wt.% 이하, 약 60 wt.% 이하, 약 70 wt.% 이하, 약 75 wt.% 이하, 약 80 wt.% 이하, 약 85 wt.% 이하, 약 86 wt.% 이하, 약 87 wt.% 이하, 약 88 wt.% 이하, 또는 약 89 wt.% 이하이지만, 약 1 wt.% 초과이다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체에서, 유기포스페이트는 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여, 약 0.001 wt.% 내지 약 5 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 양은 약 0.005 wt.% 이상이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 0.01 wt.% 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 양은 약 3 wt.% 이하이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 1 wt.% 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체에서, 카르복실레이트는 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여, 약 0.5 wt.% 내지 약 8 wt.%의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 양은 약 0.6 wt.% 이상이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 0.7 wt.% 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 양은 약 7 wt.% 이하이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 6 wt.% 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 1종 이상의 알칼리 토금속 이온을 포함하는 실시양태의 경우, 알칼리 토금속 이온의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 wt.% 내지 약 0.02 wt.% 범위일 수 있다. 이 범위 내에서, 양은 약 0.001 wt.% 이상이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 0.002 wt.% 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 양은 약 0.01 wt.% 이하이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 0.006 wt.% 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 칼슘 이온을 포함하는 실시양태의 경우, 칼슘 이온의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 칼슘 이온의 양은 약 50 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 칼슘 이온의 양은 약 20 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 마그네슘 이온을 포함하는 실시양태의 경우, 마그네슘 이온의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.5 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 마그네슘 이온의 양은 약 60 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 마그네슘 이온의 양은 약 25 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 스트론튬 이온을 포함하는 실시양태의 경우, 스트론튬 이온의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.1 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 스트론튬 이온의 양은 약 40 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 스트론튬 이온의 양은 약 20 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 수용성 무기 포스페이트를 포함하는 실시양태의 경우, 수용성 무기 포스페이트의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 P로서 약 0.5 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 수용성 무기 포스페이트의 양은 P로서 약 2000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 수용성 무기 포스페이트의 양은 P로서 약 500 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 리튬 이온을 포함하는 실시양태의 경우, 리튬 이온의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 리튬 이온의 양은 약 6000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 리튬 이온의 양은 약 2500 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 아연 이온을 포함하는 실시양태의 경우, 아연 이온의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 아연 이온의 양은 약 30 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 아연 이온의 양은 약 15 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 니트레이트를 포함하는 실시양태의 경우, 니트레이트의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 니트레이트의 양은 약 20,000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 니트레이트의 양은 약 5000 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 니트라이트를 포함하는 실시양태의 경우, 니트라이트의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 니트라이트의 양은 약 20,000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 니트라이트의 양은 약 5000 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 몰리브데이트를 포함하는 실시양태의 경우, 몰리브데이트의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 몰리브데이트의 양은 약 20,000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 몰리브데이트의 양은 약 2000 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 아졸 화합물을 포함하는 실시양태의 경우, 아졸 화합물의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.005 wt.% 내지 약 2 wt.%의 범위에 있을 수 있다. 이 범위 내에서, 아졸 화합물은 약 0.007 wt.% 이상의 양이거나, 또는, 일부 실시양태에서, 약 0.01 wt.% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 아졸 화합물은 약 1.5 wt.% 이하의 양이거나, 또는, 일부 실시양태에서, 약 1 wt.% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 구리 및 구리 합금 부식 억제제를 포함하는 실시양태의 경우, 구리 및 구리 합금 부식 억제제의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 구리 및 구리 합금 부식 억제제의 양은 약 10,000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 구리 및 구리 합금 부식 억제제의 양은 약 2500 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 실리케이트를 포함하는 실시양태의 경우, 실리케이트의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 실리케이트의 양은 Si로서 약 1000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 실리케이트의 양은 Si로서 약 600 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 실리케이트 안정화제를 포함하는 실시양태의 경우, 실리케이트 안정화제는 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과의 양으로 존재할 수 있다. 이 범위 내에서, 실리케이트 안정화제의 양은 약 3000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 실리케이트 안정화제의 양은 약 800 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체가 아크릴레이트계 중합체를 포함하는 실시양태의 경우, 아크릴레이트계 중합체의 총량은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 중량을 기준으로 하여 약 0.0001 ppm 초과일 수 있다. 이 범위 내에서, 아크릴레이트계 중합체의 양은 약 5000 ppm 미만일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, 아크릴레이트계 중합체의 양은 약 1500 ppm 이하일 수 있다.
즉시-사용가능한 열 전달 유체의 pH는 실온에서 약 6.8 내지 약 10.0일 수 있다. 이 범위 내에서, pH는 약 7.5 이상이거나, 또는 일부 실시양태에서, 약 7.8 이상일 수 있다. 또한 이 범위 내에서, pH는 약 9.0 이하이거나, 또는, 일부 실시양태에서, 약 8.8 이하일 수 있다.
본 발명의 교시에 따라 부식을 방지하는 방법은 열 전달 시스템으로 본원에 기재된 유형의 즉시-사용가능한 열 전달 유체를 접촉시킬 것을 포함한다. 열 전달 시스템은 제어 대기 브레이징 (즉, CAB)에 의해 제조된 1종 또는 복수의 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 열 전달 시스템은 알루미늄을 포함할 수 있다.
일부 적용 예컨대 대형 엔진에서, 1종 이상의 추가의 부식 억제제 (예를 들어, 니트라이트, 몰리브데이트 및/또는 등, 그의 염 및 그의 조합을 포함하나, 이에 제한되지 않음)를 도입하는 것이 바람직할 수 있음이 또한 고려된다.
본 발명의 교시에 따른 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 추가로 하기 비제한적 예로써 입증된다. 하기 실시예는 본 발명의 교시에 따라 특색을 설명하고, 단지 예시로서 제공된다. 이들은 첨부된 특허청구범위 또는 이들의 등가물의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
실시예
3가지 상이한 시험을 다른 열 전달 유체와 비교하여 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체의 개선된 부식 보호 성능을 입증하는데 사용하였다. 시험 열 전달 유체 (또는 냉각제) 용액을, 탈이온수로 열 전달 유체 농축물을 25 vol.% 또는 50 vol.% 용액의 바람직한 농도로 희석시킴으로써 제조하였다. 첨가제 (예를 들어, 유기포스페이트, HEDP, 페닐 포스폰산, 칼슘 아세테이트 1수화물, 마그네슘 아세테이트 4수화물, 폴리아크릴레이트 등)를 냉각제 농축물에 첨가하거나, 또는 표 6에 나타난 냉각제 농축물 제제 P, Q 및 R을 제조하는 동안 첨가하였다.
라디에이터 큐브 침출 시험을, CAB 기술에 의해 제조된 알루미늄 열 교환기 표면 부분과 시험 유체의 접촉 시의 빠른 패시베이션 및 감소된 니트라이트 소비에 대해 시험 열 전달 유체의 성능을 비교하고 구분하는데 사용하였다. 최근에 도입된 북미 경량 차량의 2종의 상이한 모델로부터 2종의 상이한 유형의 라디에이터를 시험을 위해 선택하였다. 라디에이터는 폴딩된 튜브 (B-유형 튜브)를 구비한다. 라디에이터의 알루미늄 부분을 25 mm x 25 mm x 25 mm의 대략 치수를 갖는 큐브로 절단하였다. 목적하는 수 (12 내지 22개)의 라디에이터 큐브를 또한 신규 폴리프로필렌 병 (500-mL 또는 1000-mL) 또는 유리 병 (16-oz.)에 넣었다. 50 vol.% 사전-희석된 열 전달 유체 시험 용액을 라디에이터 큐브가 들은 병에 첨가하여 큐브를 완전히 침지시켰다. 이어서, 병을 마개로 치밀하게 밀봉하고, 오븐 내에 14일 동안 100℃의 온도에 두었다. 침출 시험의 종료 시에, 라디에이터 큐브를 수거하고, 시험 용액의 상단 부분을 분석 동안 샘플링하였다. 시험에 사용된 열 전달 유체 용액의 양 및 라디에이터 큐브의 수는 라디에이터 큐브의 그램당 시험 용액 부피가 약 9.5 ml/g 내지 약 15 mL/g의 값을 갖도록 선택하였다. 라디에이터 큐브 값의 그램당 보다 낮은 시험 용액 부피를 사용한 시험 조건이 보다 엄격한 시험 조건에 상응한다.
변형된 GM9066P 시험 조건 하에 ASTM D4340 시험 및 애노드 분극 곡선 측정은 방열 열 전달 조건 하에 고온 부식으로부터 캐스트 알루미늄의 보호에 대한 열 전달 유체의 성능을 측정하고 비교하는데 사용하고, 전형적으로 엔진 블록 및 실린더 헤드 내에 직면시켰다. 애노드 분극 측정에 사용된 시험 설정은 GM9066P에 명시된 것과 동일하였다. 시험 용액은 25 vol.% 냉각제 (탈이온수로 희석됨) 플러스 NaCl으로부터의 100 ppm 클로라이드를 함유하였다. 엔진 블록으로부터 절단된 샌드 캐스트 AA319를 작업 전극으로서 사용하였다. AA319 전극 표면 온도는 시험 동안 130 ± 2℃에서 제어하였다. 용액 온도가 2 mV/초의 스캔 속도를 사용하여 5 내지 6시간 동안 정상 상태 값 (즉, 102±2℃)에 도달한 후, 애노드 분극 곡선을 수득하였다. ASTM D4340 시험을 최신 ASTM D4340 사양에 따라 수행하였다.
본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체를 사용하는 이익을 보여주는 실험 데이터는 하기 표 4 내지 19에 요약된다. 표 4는 시험에 사용된 열 전달 유체 용액을 제조하는데 사용된 베이스 열 전달 유체 농축물 A 내지 H (또는 냉각제 농축물)의 조성을 나타낸다. 표 5는 시험에 사용된 열 전달 유체 용액을 제조하는데 사용된 베이스 열 전달 유체 농축물 I 내지 N (또는 냉각제 농축물)의 조성을 나타낸다. 표 6은 시험에 사용된 열 전달 유체 용액을 제조하는데 사용된 베이스 열 전달 유체 농축물 P 내지 R (또는 냉각제 농축물)의 조성을 나타낸다. 표 7 내지 10은 비교 열 전달 유체를 시험 용액으로 사용된 비교예 1 내지 12의 경우 라디에이터 큐브 침출 시험에서 수득된 결과를 나타낸다. 표 11 내지 18은 본 발명의 교시에 따라 열 전달 유체를 사용하는 실시예 1 내지 30의 경우 라디에이터 큐브 침출 시험에서 수득된 결과를 나타낸다. 표 19는 비교 열 전달 유체 용액 (비교예 13 내지 22) 및 본 발명의 교시에 따른 열 전달 유체 용액 (실시예 31 내지 51)의 경우 ASTM D4340 시험 결과를 나타낸다.
결과는 본 발명의 교시에 따라 유기포스페이트 또는 포스페이트 에스테르 (예를 들어, 트리톤 H-66, 트리톤 H-55, 세데포스(Cedephos) FA-600, 켐팍 NF-100, 켐팍 NA-350, 켐팍 PF-636, 부틸 산 포스페이트, 에틸 헥실 산 포스페이트, 이소옥틸 산 포스페이트)를 함유하는 냉각제 (또는 열 전달 유체)가 유기포스페이트를 함유하지 않은 비교예의 상응하는 유체보다 실질적으로 더 우수한 부식 보호 성능을 수득한다는 것을 명백하게 나타낸다.
표 7의 비교예 2, 3 및 4 및 표 10의 비교예 11 및 12는 100℃에서의 라디에이터 큐브 침출 시험의 2주 후 4종의 상이한 시험 냉각제에 대한 유기포스페이트의 부재 하에 니트라이트의 거의 100% 감소를 나타낸다. 대조적으로, 표 11 내지 18의 실시예에 나타난 시험 냉각제에서 0.025 wt.% 내지 0.2 wt.%의 유기포스페이트 존재 하에, 100℃에서의 라디에이터 큐브 침출 시험의 2주 후 시험 냉각제의 니트라이트 농도의 감소는 대폭 감소하였다. 일부 경우에, 실시예 11 (표 13) 및 실시예 21 내지 24 (표 16)에 나타난 바와 같이, 0.05 wt.% 내지 0.1 wt.%의 농도에서 트리톤 H-55 또는 트리톤 H-66의 존재 하에, 100℃에서의 라디에이터 큐브 침출 시험의 2주 후의 시험 냉각제 중 니트라이트 농도의 감소는, 미국 특허 번호 8,617,416 B1에 기재된 무기 포스페이트, 칼슘 이온, 마그네슘 이온 및 폴리아크릴레이트를 함유하는 시험 냉각제에서 달성된 것보다 훨씬 더 우수한 수준으로 감소하였다 (표 7의 비교예 1 참조).
미국 특허 출원 공개 번호 2014/0061529 A1은 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산 (HEDP), 페닐포스폰산 또는 페닐포스핀산을 첨가함으로써 니트라이트의 존재 하에 냉각제와 열 교환기의 금속 표면과의 화학적 반응성을 패시베이션화하는 방법을 설명한다. 2-에틸헥산산, 세바스산 및 톨리트리아졸을 함유하는 엔진 냉각제로 HEDP, 페닐포스폰산 또는 페닐포스핀산을 첨가하는 것은 냉각제가 알루미늄 자동차 열 교환기와 접촉한 경우에 니트라이트의 소비의 감소를 유도한다. 그러나, 본 발명의 교시에 따른 시험 냉각제에서 유기포스페이트의 존재 하의 칼륨 플루오로알루미네이트 플럭스 잔류물 피복된 브레이징된 알루미늄 표면의 패시베이션에서의 개선은 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0061529 A1에 기재된 바와 같이 페닐포스포네이트를 사용하여 달성된 것보다 실질적으로 더 우수하였다 (표 8의 비교예 5 내지 7; 표 9의 비교예 9 및 10; 및 표 11 내지 18의 실시예 참조). 표 19의 결과는 미국 특허 출원 공개 번호 2014/0061529 A1 (미국 특허 출원 공개 번호 2015/0267101 A1을 또한 참조)의 기재에 따른 9종의 상이한 시험 냉각제 제제 중 가장 유효한 냉각제 첨가제 HEDP의 존재 하에 ASTM D4340 시험 조건 하에 매우 높은 캐스트 알루미늄 AA329 부식률에 도달하는 것을 나타낸다. 이들 부식률은 ASTM D3306, D6210에 의한 ASTM D4340 시험에서 1.0 mg/cm2/주 이하의 부식률 요건 뿐만 아니라 경량 및 대형 정비를 위한 글리콜 베이스 엔진 냉각제에 대한 많은 자동차 OEM의 엔지니어링 표준을 실질적으로 초과하였다.
대조적으로, 표 19에 나타난 바와 같이, 유기포스페이트 예컨대 트리톤 H-66, 켐팍 NF100 및 이소옥틸 산 포스페이트를 함유하는 본 발명의 교시에 따른 시험 냉각제는 모두 HEDP를 함유하는 시험 냉각제 용액보다 ASTM D4340 시험에서 훨씬 더 낮은 부식률을 수득하고, 더욱이, 경량 및 대형 정비를 위한 글리콜 베이스 엔진 냉각제에 대한 ASTM D3306 및 D6210의 부식률 요건을 충족시킨다. 표 19에 나타난 바와 같이, 본 발명의 교시에 따른 농도 범위에서 켐팍 NF-100, 트리톤 H-66, 이소옥틸 산 포스페이트, 켐팍 NF-100 또는 트리톤 H-66을 함유하는 시험 냉각제의 일부는 0.1 mg/cm2/주 미만의 ASTM D4340 부식률을 수득한다 (예를 들어, 실시예 39 내지 47, 및 표 19의 실시예 51 참조).
추가로 표 11 내지 19에 나타낸 결과는, 본 발명의 교시에 따른 유기포스페이트를 함유하는 냉각제가 CAB 알루미늄 열 교환기 표면과 접촉한 경우 우수한 부식 보호 및 실질적으로 감소된 니트라이트 소비를 제공할 뿐만 아니라, 또한 엔진 냉각 시스템에서 엔진 블록 및 실린더 헤드에 전형적으로 직면시킨 방열 고온 조건 하에 우수한 부식 보호를 제공할 수 있는 것을 나타냈다. 예를 들어, 방열 고온 조건 하의 우수한 부식 보호는, 본 발명의 교시에 따른 농도 범위에서 폴리아크릴레이트의 추가의 존재 하에 또는 부재 하에, 칼슘 이온 및 마그네슘 이온, 또는 스트론튬 이온 및 마그네슘 이온의 존재 하에 관찰할 수 있었다. 표 19의 실시예 40 내지 48을 위한 포스트 D4340 시험 샘플의 시각적 관찰은 금속 표면이 어떠한 부식 흔적도 갖지 않고, 시험 샘플에 대한 중량 손실로부터 수득된 부식률 결과와 일치하게 외관에 광택이 남아있고, 새로운 상태와 같음을 나타냈다.
표 4. 시험 냉각제 제제 A-H.
Figure 112019011308928-pct00011
Figure 112019011308928-pct00012
표 5. 시험 냉각제 제제 I-N.
Figure 112019011308928-pct00013
Figure 112019011308928-pct00014
표 6. 시험 냉각제 제제 P-R
Figure 112019011308928-pct00015
도 1은 방열 열 전달 조건 하에 6시간 동안 25 vol.% 냉각제 농축물 + 100 ppm 클로라이드 이온에 침지된 AA319 캐스트 알루미늄 합금 전극에 대해 수득된 애노드 분극 측정을 나타낸다. AA319 전극 표면 온도는 130℃이다. 본 발명자는 유기포스페이트 (켐팍 NF-100)를 함유하는 냉각제 P 및 R (표 6)이 시험 조건 하에 다른 냉각제 (즉, 냉각제 E + 0.05 wt.% HEDP 나트륨 염, 냉각제 E, 냉각제 D 및 냉각제 J)보다 3.0-L 차량 엔진 블록으로부터 절단된 AA319 캐스트 알루미늄에 대해 실질적으로 더 우수한 부식 보호를 제공하였음을 알 수 있었다. 도 1에 나타난 바와 같이, 냉각제 E 중 HEDP의 존재는 표 19에 나타난 ASTM D4340 결과와 일치하게, 방열 고온 부식 조건 하에 AA319의 부식의 현저한 증가를 초래하였다. 실제로, 도 1의 결과는 냉각제 E + 0.05 wt.% HEDP 나트륨 염이 시험 조건 하에 가장 높은 AA319 부식 침해를 가졌음을 나타낸다.
표 7. 비교예를 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과
Figure 112019011308928-pct00016
Figure 112019011308928-pct00017
표 8. 비교예를 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과
Figure 112019011308928-pct00018
표 9. 비교예 8-10을 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00019
표 10. 비교예 11-12를 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00020
표 11. 실시예 1-4를 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과
Figure 112019011308928-pct00021
Figure 112019011308928-pct00022
표 12. 실시예 5-8을 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과
Figure 112019011308928-pct00023
Figure 112019011308928-pct00024
표 13. 실시예 9-12를 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00025
표 14. 실시예 13-16을 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00026
Figure 112019011308928-pct00027
표 15. 실시예 17-20을 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00028
Figure 112019011308928-pct00029
표 16. 실시예 21-24를 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00030
Figure 112019011308928-pct00031
표 17. 실시예 25-28을 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00032
Figure 112019011308928-pct00033
표 18. 실시예 29-30을 위한 라디에이터 큐브 침출 시험 결과.
Figure 112019011308928-pct00034
표 19. ASTM D4340 시험 결과
Figure 112019011308928-pct00035
Figure 112019011308928-pct00036
본 명세서로부터 임의의 불일치한 개시내용 또는 정의의 경우에 있어서, 본원 개시내용 또는 정의가 우선한 것으로 간주되어야 하는 것을 제외하고는, 본원에 인용된 각각의 및 모든 특허 및 비-특허 공개의 전체 내용은 본원에 참조로 포함된다.
요소 (예를 들어, "동결점 강하제", "유기포스페이트", "카르복실산 또는 그의 염", "성분" 등)에 관한 단수표현의 사용은, 일부 실시양태에서, 다수의 이러한 성분의 존재를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상기 상세한 설명 및 첨부 도면은 설명 및 예시로서 제공되었고, 첨부된 특허청구범위의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 본원에 예시된 바람직한 실시양태의 다양한 변형은 통상의 기술자에게 자명할 것이고, 첨부된 청구항 및 이들의 등가물이 범위 내에 있다.
첨부된 특허청구범위에 언급된 요소 및 특색은 상이한 방식으로 조합되어, 본 발명의 범주 내에 마찬가지로 속하는 새로운 청구범위를 생성할 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 하기 첨부된 종속항이 단지 단일 독립항 또는 종속항에만 종속되더라도, 이들 종속항은 대안적으로, 임의의 선행하는 청구항 (독립항 또는 종속항의 여부에 관계 없이)에 달리 종속되어질 수 있음을 이해하여야 하고, 상기와 같은 새로운 조합은 본 명세서의 일부를 형성하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (41)

  1. 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합;
    에틸렌 글리콜 포스페이트, 1,2,3-프로판트리올 포스페이트, C6 내지 C12 알킬 알콜 에톡실레이트 인산, 크레실 에톡실레이트의 포스페이트 에스테르의 알칼리 금속 염, 칼륨 크레실 포스페이트, 옥틸페녹시폴리에톡시에틸 포스페이트, 옥틸페녹시 폴리에틸 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(옥틸페닐) 에테르 포스페이트, 아릴 산 포스페이트, 알킬페녹시폴리에톡시에틸 인산의 알칼리 금속 염 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 유기포스페이트;
    카르복실산 또는 그의 염;
    알칼리 토금속 이온;
    수용성 중합체; 및
    알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분
    을 포함하고,
    리튬을 포함하지 않는, 열 전달 유체 농축물.
  2. 제1항에 있어서, 포스포네이트, 포스피네이트, 착색제, 살생물제, 소포제, 계면활성제, 분산제, 스케일 억제제, 습윤제, 추가의 부식 억제제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 성분을 추가로 포함하는 열 전달 유체 농축물.
  3. 제1항에 있어서, 동결점 강하제가 알콜을 포함하는 것인 열 전달 유체 농축물.
  4. 제3항에 있어서, 알콜이 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 푸르푸롤, 푸르푸릴 알콜, 테트라히드로푸르푸릴 알콜, 에톡실화 푸르푸릴 알콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 글리세롤, 글리세롤-1,2-디메틸 에테르, 글리세롤-1,3-디메틸 에테르, 글리세롤의 모노에틸에테르, 소르비톨, 1,2,6-헥산트리올, 트리메틸로프로판, 메톡시에탄올 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  5. 제1항에 있어서, 물이 탈이온수, 탈염수, 연수 또는 그의 조합인 열 전달 유체 농축물.
  6. 제1항에 있어서, 카르복실산이 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산을 포함하고, 여기서 각각의 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산은 개별적으로 지방족 모노-카르복실산, 지방족 디-카르복실산, 방향족 모노-카르복실산, 방향족 디-카르복실산 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  7. 제1항에 있어서, 카르복실산이 2-에틸 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 아디프산, 데칸산, 네오데칸산, 세바스산, 벤조산, p-톨루산, t-부틸 벤조산, 알콕시벤조산 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  8. 제1항에 있어서, 알칼리 토금속 이온이 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  9. 제1항에 있어서, 알칼리 토금속 이온이 수용성 알칼리 토금속 염, 알칼리 토금속 화합물 또는 그의 조합으로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  10. 제1항에 있어서, 알칼리 토금속 이온이 알칼리 토금속 산화물로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  11. 제1항에 있어서, 알칼리 금속 이온이 수용성 알칼리 금속 염, 알칼리 금속 화합물 또는 그의 조합으로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  12. 제1항에 있어서, 알칼리 금속 이온이 알칼리 금속 산화물로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  13. 제12항에 있어서, 전이 금속 이온이 아연인 열 전달 유체 농축물.
  14. 제1항에 있어서, 전이 금속 이온이 수용성 전이 금속 염, 전이 금속 화합물 또는 그의 조합으로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  15. 제1항에 있어서, 전이 금속 이온이 전이 금속 산화물로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  16. 제15항에 있어서, 전이 금속 산화물이 아연 옥시드인 열 전달 유체 농축물.
  17. 제1항에 있어서, 무기 포스페이트가 인 옥소산을 포함하는 것인 열 전달 유체 농축물.
  18. 제17항에 있어서, 인 옥소산이 인산, 나트륨 오르토포스페이트, 칼륨 오르토포스페이트 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  19. 제1항에 있어서, 아졸 화합물이 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 4-메틸 벤조트리아졸, 5-메틸 벤조트리아졸, 1-부틸-1H-벤조트리아졸, 메르캅토벤조티아졸, 티아졸, 치환된 티아졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 치환된 이미다졸, 인다졸, 치환된 인다졸, 테트라졸, 치환된 테트라졸, 테트라히드로벤조트리아졸, 테트라수소화 벤조트리아졸, 테트라히드로톨릴트리아졸, 4-메틸-1H-벤조트리아졸, 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 테트라히드로벤조트리아졸, 그의 알칼리 금속 염 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  20. 제1항에 있어서, 몰리브데이트 이온이 알칼리 금속 몰리브데이트, 알칼리 토금속 몰리브데이트 또는 그의 조합으로부터 유도된 것인 열 전달 유체 농축물.
  21. 제1항에 있어서, 실리케이트가 알칼리 금속 실리케이트를 포함하는 것인 열 전달 유체 농축물.
  22. 제1항에 있어서, 실리케이트 안정화제가 실리콘을 포함하는 것인 열 전달 유체 농축물.
  23. 제1항에 있어서, 수용성 중합체가 단독중합체, 공중합체, 삼원공중합체, 사원공중합체 또는 그의 조합인 열 전달 유체 농축물.
  24. 제1항에 있어서, 수용성 중합체가 폴리카르복실레이트인 열 전달 유체 농축물.
  25. 제24항에 있어서, 폴리카르복실레이트가 아크릴레이트계 중합체, 아크릴레이트계 공중합체, 아크릴레이트계 삼원공중합체, 아크릴레이트계 사원공중합체 또는 그의 조합인 열 전달 유체 농축물.
  26. 제1항에 있어서, 수용성 중합체가 아크릴레이트/아크릴아미드 공중합체, 폴리메타크릴레이트, 폴리말레산, 말레산 무수물계 중합체, 말레산계 중합체, 말레산계 공중합체, 말레산계-삼원공중합체, 개질 아크릴아미드계 중합체, 아크릴아미드계 공중합체 또는 아크릴아미드계 삼원공중합체인 열 전달 유체 농축물.
  27. 제1항에 있어서, 50% 농도에서의 열 전달 유체 농축물의 pH가 6.8 내지 10.0인 열 전달 유체 농축물.
  28. 제1항의 열 전달 유체 농축물 및 물을 포함하는 즉시-사용가능한 열 전달 유체이며, 여기서 열 전달 유체 농축물은 즉시-사용가능한 열 전달 유체의 총 부피를 기준으로 하여 40 vol.% 내지 60 vol.% 범위의 양으로 존재하는 것인, 즉시-사용가능한 열 전달 유체.
  29. 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합, 여기서 동결점 강하제는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 1 wt.% 내지 98 wt.%로 포함됨;
    유기포스페이트, 여기서 유기포스페이트는 에틸렌 글리콜 포스페이트, 1,2,3-프로판트리올 포스페이트, C6 내지 C12 알킬 알콜 에톡실레이트 인산, 크레실 에톡실레이트의 포스페이트 에스테르의 알칼리 금속 염, 칼륨 크레실 포스페이트, 옥틸페녹시폴리에톡시에틸 포스페이트, 옥틸페녹시 폴리에틸 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(옥틸페닐) 에테르 포스페이트, 아릴 산 포스페이트, 알킬페녹시폴리에톡시에틸 인산의 알칼리 금속 염 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 0.002 wt.% 내지 5 wt.%로 포함됨;
    카르복실산 또는 그의 염, 여기서 카르복실산 또는 그의 염은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 1 wt.% 내지 10 wt.%로 포함되고, 여기서 카르복실산은 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산을 포함하고, 여기서 1종 또는 복수의 C6 내지 C20 카르복실산은 개별적으로 지방족 모노-카르복실산, 지방족 디-카르복실산, 방향족 모노-카르복실산, 방향족 디-카르복실산 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택됨;
    열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 200 mg/L 이하의 농도의 칼슘 이온;
    열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 150 mg/L 이하의 농도의 마그네슘 이온;
    열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 0.01 wt.% 내지 3 wt.%를 포함하는 아졸 화합물;
    수용성 중합체; 및
    임의로, 무기 포스페이트, 아연 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 몰리브데이트 이온, 포스포네이트, 포스피네이트, 착색제, 살생물제, 소포제, 계면활성제, 분산제, 스케일 억제제, 습윤제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 추가의 성분
    을 포함하며,
    리튬을 포함하지 않는, 열 전달 유체 농축물.
  30. 제29항에 있어서, 수용성 중합체가 아크릴레이트계 중합체를 포함하는 것인 열 전달 유체 농축물.
  31. 제29항에 있어서, 동결점 강하제가 에틸렌 글리콜, 1,2-프로필렌 글리콜, 1,3-프로필렌 글리콜, 글리세롤 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 열 전달 유체 농축물.
  32. 적어도 열 전달 시스템의 부분을 즉시-사용가능한 열 전달 유체와 접촉시키는 것을 포함하는, 열 전달 시스템에서 부식을 방지하는 방법이며:
    여기서 즉시-사용가능한 열 전달 유체는
    동결점 강하제, 물 또는 그의 조합;
    에틸렌 글리콜 포스페이트, 1,2,3-프로판트리올 포스페이트, C6 내지 C12 알킬 알콜 에톡실레이트 인산, 크레실 에톡실레이트의 포스페이트 에스테르의 알칼리 금속 염, 칼륨 크레실 포스페이트, 옥틸페녹시폴리에톡시에틸 포스페이트, 옥틸페녹시 폴리에틸 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(옥틸페닐) 에테르 포스페이트, 아릴 산 포스페이트, 알킬페녹시폴리에톡시에틸 인산의 알칼리 금속 염 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 유기포스페이트;
    카르복실산 또는 그의 염;
    알칼리 토금속 이온;
    수용성 중합체; 및
    알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분
    을 포함하며,
    상기 즉시-사용가능한 열 전달 유체는 리튬을 포함하지 않는 것인
    방법.
  33. 제32항에 있어서, 즉시-사용가능한 열 전달 유체가 아졸 화합물을 추가로 포함하며, 여기서 알칼리 토금속 이온은 칼슘 및 마그네슘 이온을 포함하고, 여기서 수용성 중합체는 아크릴레이트계 중합체를 포함하는 것인 방법.
  34. 제32항에 있어서, 열 전달 시스템의 부분이, 제어된 대기 브레이징에 의해 제조된 구성요소를 포함하는 것인 방법.
  35. 동결점 강하제, 물 또는 그의 조합;
    에틸렌 글리콜 포스페이트, 1,2,3-프로판트리올 포스페이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 유기포스페이트;
    카르복실산 또는 그의 염;
    알칼리 토금속 이온;
    수용성 중합체; 및
    알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분
    을 포함하고,
    리튬을 포함하지 않는, 열 전달 유체 농축물.
  36. 제35항에 있어서, 50% 농도에서의 열 전달 유체 농축물의 pH가 6.8 내지 10.0인 열 전달 유체 농축물.
  37. 동결점 강하제, 또는 동결점 강화제와 물의 조합, 여기서 동결점 강하제는 알코올을 포함하고, 여기서 동결점 강하제는 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 1 wt.% 내지 98 wt.%로 포함됨;
    유기포스페이트, 여기서 유기포스페이트는 에틸렌 글리콜 포스페이트, 1,2,3-프로판트리올 포스페이트, C6 내지 C12 알킬 알콜 에톡실레이트 인산, 크레실 에톡실레이트의 포스페이트 에스테르의 알칼리 금속 염, 칼륨 크레실 포스페이트, 옥틸페녹시폴리에톡시에틸 포스페이트, 옥틸페녹시 폴리에틸 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜 모노(옥틸페닐) 에테르 포스페이트, 아릴 산 포스페이트, 알킬페녹시폴리에톡시에틸 인산의 알칼리 금속 염 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 0.002 wt.% 내지 5 wt.%로 포함됨;
    카르복실산 또는 그의 염, 여기서 카르복실산 또는 그의 염은 열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 1 wt.% 내지 10 wt.%로 포함됨;
    열 전달 유체 농축물의 총 중량을 기준으로 하여 200 mg/L 이하의 농도의 알칼리 토금속 이온;
    수용성 중합체; 및
    알칼리 금속 이온, 전이 금속 이온, 무기 포스페이트, 몰리브데이트 이온, 니트레이트 이온, 니트라이트 이온, 아졸 화합물, 구리 및 구리 합금 부식 억제제, 실리케이트, 실리케이트 안정화제 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분;
    을 포함하며,
    리튬을 포함하지 않는, 열 전달 유체 농축물.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3265535T3 (pl) * 2015-03-04 2020-09-07 Prestone Products Corporation Kompozycja roztworu superskoncentrowanego dodatku
ES2936411T3 (es) * 2016-11-23 2023-03-16 Basf Se Refrigerantes para sistemas de refrigeración de vehículos eléctricos con pilas de combustible y/o baterías que contienen derivados azólicos e inhibidores de corrosión adicionales
CN108913106B (zh) * 2018-08-01 2020-12-11 上海添蓝生物科技有限公司 一种全有机型发动机冷却液
US11560505B2 (en) * 2018-08-02 2023-01-24 Prestone Products Corporation Heat transfer fluids containing synergistic blends of corrosion inhibitor formulations
CN109337656B (zh) * 2018-11-02 2021-10-22 饶会均 一种车用防冻液及其制备方法
JP6836210B2 (ja) * 2018-12-26 2021-02-24 株式会社デンソー 車両用熱マネジメントシステム、熱輸送媒体、および車両走行用の電池の冷却方法
CN110055039A (zh) * 2019-05-28 2019-07-26 上海大学 一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液及其制备方法
US11525186B2 (en) * 2019-06-11 2022-12-13 Ecolab Usa Inc. Corrosion inhibitor formulation for geothermal reinjection well
DE102019119472A1 (de) * 2019-07-18 2021-01-21 voestalpine eifeler Coating GmbH Verfahren zum entschichten von werkstücken
WO2021025888A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 Ecolab Usa Inc. Corrosion inhibitor for systems with mixed metallurgy
CN114269878A (zh) * 2019-08-22 2022-04-01 傲而特股份有限公司 包含有机羧酸或其盐的基于二醇的传热流体、其制备方法及其用途
CN110591657B (zh) * 2019-09-18 2021-09-21 深圳市耐斯实业有限公司 一种热超热介质液
ES2828693B2 (es) * 2019-11-27 2021-11-03 Compania Pineda Alvarez S L Fluido de transferencia térmica de composición basada en el uso de agua
WO2023057661A1 (es) * 2021-10-06 2023-04-13 Copial-Compañia Pineda Alvarez, S.L. Fluido termico utilizado en el interior de emisores termicos de aluminio, sustituyendo al aceite mineral procedente del petroleo
DE102021126948A1 (de) 2021-10-18 2023-04-20 Vaillant Gmbh Löslichkeitserhöhung von Alkanen
CN115652311A (zh) * 2022-11-15 2023-01-31 青岛赛诺威尔工业水处理有限公司 一种金属腐蚀抑制剂及其制备方法
CN115874186B (zh) * 2022-12-05 2023-07-14 诺泰生物科技(合肥)有限公司 一种水基硅氧烷铝铜缓蚀剂的制备方法及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090060131A1 (en) 2007-08-29 2009-03-05 Fujifilm Corporation Heat-sensitive transfer sheet
US20100116473A1 (en) 2008-11-07 2010-05-13 Honeywell International Inc. Heat transfer fluids and corrosion inhibitor formulations for use thereof

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3198820A (en) 1960-12-12 1965-08-03 Union Carbide Corp Silicone-silicate polymers
US3312622A (en) 1960-12-12 1967-04-04 Union Carbide Corp Silicone-silicate polymers as corrosion inhibitors
US3248329A (en) 1961-04-06 1966-04-26 Union Carbide Corp Aminosilicone-silicate polymers as corrosion inhibitors
US3203969A (en) 1961-04-06 1965-08-31 Union Carbide Corp Amino silicone-silicate polymers
GB1003450A (en) 1961-04-26 1965-09-02 Union Carbide Corp Novel organosiloxane-silicate copolymers
US3337496A (en) 1961-04-26 1967-08-22 Union Carbide Corp Novel organosiloxane-silicate copolymers
US3235627A (en) 1962-05-18 1966-02-15 Rohm & Haas Alkali soluble and alkali stable compositions comprised predominantly of phosphate monoesters
NL292944A (ko) 1962-05-18
US3282846A (en) * 1962-05-28 1966-11-01 Continental Oil Co Inhibited single-phase anti-freeze formulations and method
BE637671A (ko) 1962-09-22
US3462520A (en) 1966-10-14 1969-08-19 Gaf Corp Phosphate esters of alkoxylated straight-chain primary alcohols
US3931029A (en) * 1974-10-15 1976-01-06 Basf Wyandotte Corporation Corrosion inhibited antifreeze compositions and process for inhibiting the corrosion of solder alloys
US4093641A (en) 1977-09-26 1978-06-06 Dow Corning Corporation Preparation of silylalkyl esters of phosphorus
US4370255A (en) 1978-03-30 1983-01-25 Dow Corning Corporation Stabilization of aqueous silicates using alkali siliconates of silylalkyl phosphonates
US4287077A (en) 1979-11-23 1981-09-01 The Dow Chemical Company Glycol compositions containing an ether modified silicone to inhibit gelling
US4333843A (en) 1980-05-27 1982-06-08 The Dow Chemical Company Glycol compositions containing a hydrolyzate of an organo phosphorus-silicon compound
US4352742A (en) 1981-04-01 1982-10-05 Basf Wyandotte Corporation Alcohol composition containing novel hydroxy-substituted aliphatic silicone sulfonate-silicate copolymers
DE3260037D1 (en) 1981-04-01 1984-03-08 Basf Wyandotte Corp Antifreeze concentrate and coolant for cooling systems of internal combustion engines, containing copolymers of an organo silicone sulfonate and a silicate
US4362644A (en) 1981-04-01 1982-12-07 Basf Wyandotte Corporation Arylalkyl silicone sulfonate-silicate copolymers
US4434065A (en) 1981-04-01 1984-02-28 Basf Wyandotte Corporation Novel aliphatic sulfosiloxane-silicate copolymers
US4354002A (en) 1981-04-01 1982-10-12 Basf Wyandotte Corporation Novel aliphatic sulfosiloxane-silicate copolymers
US5073283A (en) * 1984-07-23 1991-12-17 First Brands Corporation Antifreeze composition concentrate containing oxyalkylene compound and an organic phosphate surface modifier compound
EP0190256B1 (en) 1984-07-23 1991-01-16 First Brands Corporation Oil-in-alcohol microemulsions in antifreeze
US4704220A (en) 1984-07-23 1987-11-03 First Brands Corporation Oil-in-alcohol microemulsions in antifreeze
US4613445A (en) * 1984-07-23 1986-09-23 Union Carbide Corporation Organophosphate-containing antifreeze
JPS61502765A (ja) 1984-07-23 1986-11-27 ユニオン　カ−バイド　コ−ポレ−シヨン 不凍液におけるアルコ−ル中油型ミクロエマルジョン
DE3440194A1 (de) 1984-11-03 1986-05-07 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Organosilan-silicat-copolymere, kuehler-frostschutzmittel, enthaltend diese verbindungen, ihre verwendung als korrosionsinhibitoren, ein verfahren zur hemmung der korrosion von aluminium sowie die verwendung von organischen phosphor-silicium-verbindungen zur stabilisierung von silicaten
US4701277A (en) 1985-09-30 1987-10-20 First Brands Corporation Silicate-containing antifreeze with carboxy-substituted organosilicon stabilizer
DE3618817A1 (de) 1986-06-04 1987-12-10 Behringwerke Ag Verfahren zur gewinnung aktiver proteine aus einer biologisch inaktiven form
US4772408A (en) 1987-05-06 1988-09-20 First Brands Corporation Silicate-containing antifreeze with phosphonate silane stabilizer
US5018577A (en) 1990-08-02 1991-05-28 Nalco Chemical Company Phosphinate inhibitor for scale squeeze applications
US5386038A (en) 1990-12-18 1995-01-31 Albright & Wilson Limited Water treatment agent
US5338477A (en) 1991-05-31 1994-08-16 Calgon Corporation Polyether polyamino methylene phosphonates for high pH scale control
US6083416A (en) 1996-07-18 2000-07-04 Fmc Corporation Corrosion inhibiting processes for refrigeration systems
US6203719B1 (en) * 1997-01-10 2001-03-20 Ashland Inc. Extended engine coolant lifetime through polymeric polycarboxylate secondary silicate stabilization
US5997763A (en) * 1998-04-27 1999-12-07 Shell Oil Company Corrosion inhibiting antifreeze compositions containing various carboxylic acids
DE10036031A1 (de) * 2000-07-24 2002-02-07 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate auf Basis von Amiden und diese umfassende Kühlmittelzusammensetzungen zum Schutz von Magnesium und Magnesiumlegierungen
US6572789B1 (en) 2001-04-02 2003-06-03 Ondeo Nalco Company Corrosion inhibitors for aqueous systems
US7387748B2 (en) 2002-12-02 2008-06-17 Texaco Inc. Antifreeze coolant composition for high temperature applications
DE10313280A1 (de) 2003-03-25 2004-10-07 Basf Ag Gefrierschutzmittelkonzentrate und Kühlmittelzusammensetzungen auf Basis von Polyglykolen und Amiden zum Schutz von Magnesium und dessen Legierungen
CN1297623C (zh) 2004-07-23 2007-01-31 中国石油化工股份有限公司 一种提高发动机冷却液稳定性的方法
US7435359B2 (en) * 2004-12-21 2008-10-14 Hercules Chemical Company Incorporated Corrosion inhibiting heat transfer materials
US8236205B1 (en) 2011-03-11 2012-08-07 Wincom, Inc. Corrosion inhibitor compositions comprising tetrahydrobenzotriazoles and other triazoles and methods for using same
US9115302B2 (en) 2012-09-05 2015-08-25 Chevron U.S.A. Inc. Coolant having rapid metal passivation properties
US8617416B1 (en) * 2012-09-07 2013-12-31 Prestone Products Corporation Heat transfer fluids and corrosion inhibitor formulations for use thereof
US9567507B2 (en) * 2012-09-07 2017-02-14 Prestone Products Corporation Heat transfer fluids and corrosion inhibitor formulations for use thereof
US9023235B2 (en) 2012-09-07 2015-05-05 Prestone Products Corporation Heat transfer fluid additive composition
US8613866B1 (en) * 2012-09-07 2013-12-24 Prestone Products Corporation Heat transfer fluids and corrosion inhibitor formulations for use thereof
US20140070134A1 (en) 2012-09-07 2014-03-13 Prestone Products Corporation Heat transfer fluid concentrate
CN104559945B (zh) 2013-10-21 2018-01-16 中国石油化工股份有限公司 逆变器冷却液及其制备方法
CN105484322A (zh) 2015-12-23 2016-04-13 武汉广益交通科技股份有限公司 一种寒区隧道消防用抗冻防腐剂及其使用方法
US11560505B2 (en) 2018-08-02 2023-01-24 Prestone Products Corporation Heat transfer fluids containing synergistic blends of corrosion inhibitor formulations

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090060131A1 (en) 2007-08-29 2009-03-05 Fujifilm Corporation Heat-sensitive transfer sheet
US20100116473A1 (en) 2008-11-07 2010-05-13 Honeywell International Inc. Heat transfer fluids and corrosion inhibitor formulations for use thereof

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Publication number Publication date
WO2018013630A1 (en) 2018-01-18
JP7096810B2 (ja) 2022-07-06
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MX2019000553A (es) 2019-10-04
JP2019527270A (ja) 2019-09-26
RU2019103695A (ru) 2020-08-17
US20190225855A1 (en) 2019-07-25
KR20190041997A (ko) 2019-04-23
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