KR20070116052A - 부식 방지 특성을 갖는 글리세롤 함유 동결방지 농축물 - Google Patents

부식 방지 특성을 갖는 글리세롤 함유 동결방지 농축물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농축물의 총량을 기준으로 하여 10∼50 중량%의 글리세롤을 포함하는 동결방지/부식방지 농축물, 고농축물로부터 이러한 농축물을 제조하는 방법, 이들 농축물로부터 얻어지는 수성 냉매 조성물 및 예컨대 내연기관에서의 이의 용도에 관한 것이다.

Description

부식 방지 특성을 갖는 글리세롤 함유 동결방지 농축물{GLYCEROL-CONTAINING ANTIFREEZE CONCENTRATES WITH CORROSION PROTECTION}
본 발명은 동결방지/부식방지 농축물, 고농축물로부터 이러한 농축물을 제조하는 방법, 이들 농축물로부터 얻어지는 수성 냉매 조성물 및 이들의 용도에 관한 것이다.
예컨대 자동차 내연 기관의 냉각 회로용 냉매 조성물은 통상적으로 동결방지 성분으로서 알킬렌 글리콜, 주로 에틸렌 글리콜 및/또는 프로필렌 글리콜을 포함한다.
추가 성분 외에, 특히 부식 억제제도 존재한다.
특히 현대의 내연 기관에서는 열응력이 발생하므로 사용되는 재료에 대한 요구 조건이 높다. 임의의 유형 및 임의의 범위의 부식도 엔진의 가동 시간을 단축시키고 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있는 잠재적인 위험 요인을 구성한다. 또한, 현대의 내연 기관에서는 예컨대 주철, 구리, 황동, 연질 땜납, 강철, 및 마그네슘과 알루미늄 합금과 같은 다수의 상이한 재료가 점점 사용되고 있다. 이러한 다수의 금속 재료는 특히 상이한 금속들이 서로 접촉하고 있는 지점에서 부식 문제를 더 일으킬 수 있다. 특히 이들 지점에서는, 예컨대, 공식, 틈새 부식, 침식 또는 캐비테이션 과 같은 각종 상이한 유형의 부식이 비교적 용이하게 일어날 수 있다.
또한, 냉매 조성물은 냉각 회로의 비금속 구성성분, 예컨대 호스 연결선 또는 시일의 탄성중합체 및 가소성 물질과 상용성이어야 하며 이들을 변화시켜서는 안된다.
또한, 냉매 조성물은 현대의 내연 기관에서 열 전달에 있어 매우 중요하다.
언급한 즉시 사용 냉매 조성물을 이미 포함하는 냉매 용기뿐만 아니라, 동결방지/부식방지 농축물이 더 중요해지고 있다. 이들 농축물에 단순히 물을 첨가하여 즉시 사용할 수 있는 냉매 조성물을 얻을 필요가 있다.
따라서, 동결방지/부식방지 농축물은 먼저 혼합물의 동결을 방지하는 역할을 하는, 즉 어는점 내림을 위한 성분, 및 그 다음으로 부식방지 역할을 하는 부식 억제제를 포함한다. 농축물 중 부식방지 성분의 비율은 일반적으로 농축물의 총량을 기준으로 하여 10 중량% 이하이다. 충전 준비된 라디에이터 보호제 중 농축물의 비율은 일반적으로 10∼60 중량%이다. 농축물은 이미 소량의 물을 포함할 수 있다.
특히 운반의 이유에서, 매우 콤팩트한 용기를 제공하기 위하여 감소된 양의 동결방지 성분, 즉 통상적으로 에틸렌 글리콜을 갖는 고농축물을 더 얻을 수 있다. 이 경우, 농축물로부터 제거되는 동결방지 성분의 양은 통상적으로 추가의 구성성분이 용해된 형태로 남아있을 수 있는 양이다.
따라서, 동결방지/부식방지 농축물은 일정량의 동결방지 성분 및 적절할 경우 약간의 물을 혼합함으로써 고농축물로부터 얻을 수 있다. 농축물 중의 고농축물의 비율은 일반적으로 3∼60 중량%이다.
상기 언급한 바와 같이, 알킬렌 글리콜, 주로 에틸렌 글리콜 및/또는 프로필렌 글리콜이 통상적으로 동결방지 성분의 주요 구성성분을 형성한다.
동결방지 성분의 역할을 하는 부식 억제제는 업계에 공지되어 있다. 카르복실산, 몰리브덴산염 및 트리아졸을 포함하는 동결방지제는 DE-A 195 47 449호, EP-B 552 988호 또는 US-A 4,561,990호로부터 공지되어 있다.
EP-B 229 440호에는 지방족 일염기산, 이염기 히드로카빌산 및 히드로카빌 트리아졸로 구성되는 부식방지 성분이 개시되어 있다.
부식방지 성분으로서의 특정 산은 EP-B 479 470호에 개시되어 있다. 4급화된 이미다졸은 DE-A 196 05 509호에 개시되어 있다.
일반적으로 사용되는 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜 외에, EP-A 816467호에는 또한 동결방지 성분으로서 고급 글리콜 및 글리콜 에테르가 개시되어 있다. 글리세롤은 또한 일반적으로 동결방지 성분의 가능한 구성성분으로서 공지되어 있다.
DE-A 3 413 416호, US-A 2004/0104375호 및 WO-A 02/090462호는 예컨대 글리세롤을 에틸렌 글리콜과 같은 종래의 글리콜 이외의 가능한 어는점 내림 성분으로서 언급하고 있다.
WO-A 02/072728호에는 소량의 글리세롤을 첨가하여 에틸렌 글리콜계 동결방지 농축물의 독성을 감소시키는 것이 언급되어 있다.
지금까지 공지된 농축물 및 혼합물로 얻어지는 어는점 및 부식방지는 일반적으로 양호하다. 그럼에도 불구하고, 신규한 내연기관의 성능 증대로 인하여 개선된 동결방지/부식방지 농축물이 항상 필요하다.
선행 기술의 단점이 없거나 또는 적어도 선행 기술의 단점이 감소된 이러한 동결방지/부식방지 농축물을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다. 이들 혼합물은 부식방지 특성, 열 전달 특성 및 결상 방지 특성을 균형잡힌 비율로 가져야 한다.
이 목적은 농축물의 총량을 기준으로 하여 10∼50 중량%의 글리세롤을 포함하는 동결방지/부식방지 농축물로 달성된다.
농축물에 일정 범위량의 글리세롤을 사용하면 동결방지/부식방지 농축물의 특성이 개선될 수 있음을 발견하였다.
글리세롤의 양은 농축물의 총량을 기준으로 하여 바람직하게는 15∼35 중량%, 특히 바람직하게는 20∼30 중량%이다.
이러한 농축물에는, 1가 알콜, 2가 알콜, 글리세롤을 제외한 3가 알콜, 다가 알콜, 이들의 에테르 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 알콜이 동결방지 성분으로서 더 존재할 수 있다.
추가의 알콜은 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 펜타에틸렌 글리콜, 헥사에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 테트라프로필렌 글리콜, 펜타프로필렌 글리콜, 헥사프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 디프로필렌 글리콜의 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 에테르와 같은 글리콜의 모노에테르일 수 있다. 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이 바람직하다. 에틸렌 글리콜이 특히 바람직하다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "프로필렌 글리콜"은 1,2-프로판디올을 의미한다.
동결방지 성분[글리세롤 및 추가의 알콜(들)]의 양은 바람직하게는 농축물의 총량을 기준으로 하여 75 중량% 이상이다. 상기 양은 더 바람직하게는 85 중량% 이상, 특히 바람직하게는 90 중량% 이상이다.
부식방지 성분의 양은 농축물의 총량을 기준으로 하여 바람직하게는 1∼70 중량%이다. 그 양은 더 바람직하게는 2∼35 중량%, 특히 바람직하게는 3∼8 중량%이다.
바람직한 구체예에서, 본 발명에 따른 동결방지/부식방지 농축물은 농축물의 총량을 기준으로 하여 각 경우 명시된 양으로 하기 성분 중 하나 이상을 더 포함한다:
(a) 알칼리 금속염, 암모늄염 또는 치환된 암모늄염 형태의 하나 이상의 지방족, 지환족 또는 방향족 모노카르복실산(각 경우 3∼16개의 탄소 원자를 가짐) 5 중량% 이하;
(b) 알칼리 금속염, 암모늄염 또는 치환된 암모늄염 형태의 하나 이상의 지방족 또는 방향족 디- 또는 트리카르복실산(각 경우 3∼21개의 탄소 원자를 가짐) 5 중량% 이하;
(c) 하나 이상의 알칼리 금속 붕산염, 알칼리 금속 인산염, 알칼리 금속 규산염, 알칼리 금속 아질산염, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 질산염, 알칼리 금속 몰리브덴산염 또는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 불화물 1 중량% 이하;
(d) 2∼15개의 탄소 원자를 가지며 에테르 산소 원자 또는 히드록실기를 더 포함할 수 있는 하나 이상의 지방족, 지환족 또는 방향족 아민 5 중량% 이하;
(e) 4∼10개의 탄소 원자를 가지며 벤조융합될 수 있고 및/또는 추가의 작용기를 가질 수 있는 하나 이상의 단환식 또는 이환식 불포화 또는 부분 불포화 복소환 5 중량% 이하;
(f) 하나 이상의 테트라(C1-C8-알콕시)실란 (테트라-C1-C8-알킬 오르토실리케이트) 5 중량% 이하;
(g) 하나 이상의 카르복스아미드 또는 설폰아미드 10 중량% 이하;
(h) 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및/또는 불포화 카르복실산과 올레핀의 공중합체를 주성분으로 하는 하나 이상의 경수 안정화제 1 중량% 이하.
a) 내지 g)군의 화합물은 일반적으로 부식 억제제이다.
유용한 직쇄형 또는 분지쇄형 지방족 또는 지환족 모노카르복실산(a)은 예컨대 프로피온산, 펜탄산, 헥산산, 시클로헥실 아세트산, 옥탄산, 2-에틸헥산산, 노난산, 이소노난산, 데칸산, 운데칸산 또는 도데칸산이다. 적당한 방향족 모노카르복실산(a)은 특히 벤조산이고, 예컨대 C1- 내지 C8-알킬벤조산(예컨대, o-, m-, p-메틸벤조산 또는 p-tert-부틸벤조산) 및 히드록실 함유 방향족 모노카르복실산[예컨대, o-, m- 또는 p-히드록시벤조산, o-, m- 또는 p-(히드록시메틸)벤조산] 또는 할로벤조산(예컨대, o-, m- 또는 p-플루오로벤조산)도 유용하다.
디- 또는 트리카르복실산(b)의 일반적인 예는 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세박산, 운데칸디산, 도데칸디산, 디시클로펜타디엔디카르복실산, 프탈산, 테레프탈산 및 트리아진트리이미노카르복실산, 예컨대 6,6'6"-(1,3,5-트리아진-2,4,6-트리일트리이미노)트리헥산산이다.
(a) 및 (b)군의 이들 카르복실산은 모두 예컨대 암모니아, 트리알킬아민 또는 트리알칸올아민과의 알칼리 금속염의 형태로, 특히 나트륨염 또는 칼륨염의 형태로, 또는 암모늄염 또는 치환된 암모늄염(아민염)의 형태로 존재한다.
(c)에서 언급한 부식 억제제의 일반적인 예는 사붕산나트륨(붕사), 제2 인산수소나트륨, 제3 인산나트륨, 메타규산나트륨, 아질산나트륨, 질산나트륨, 질산마그네슘, 불화나트륨, 불화칼륨, 불화마그네슘 및 몰리브덴산나트륨이다.
알칼리 금속 실리케이트도 사용할 경우, 이것은 적절하게는 통상적인 양의 종래 유기규소포스폰산염 또는 유기규소설폰산염으로 안정화된다.
에테르 산소 원자, 특히 1∼3개의 에테르 산소 원자 또는 히드록실기, 특히 1∼3개의 히드록실기를 더 포함할 수 있는, 2∼15, 바람직하게는 4∼8개의 탄소 원자를 갖는 가능한 지방족, 지환족 또는 방향족 아민(d)은 예컨대 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, 이소부틸아민, sec-부틸아민, tert-부틸아민, n-펜틸아민, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, 이소노닐아민, 디-n-프로필아민, 디이소프로필아민, 디-n-부틸아민, 모노-, 디- 및 트리에탄올아민, 피페리딘, 모르폴린, 아닐린 또는 벤질아민이다. 지방족 및 지환족 아민(d)은 일반적으로 포화된다.
복소환(e)은 예컨대 1, 2 또는 3개의 질소 원자를 갖거나 또는 하나의 질소 원자 및 하나의 황 원자를 갖는 벤조융합될 수 있는 단환식 5원 또는 6원계이다. 일반적으로 2, 3 또는 4개의 질소 원자를 갖는 5원 및/또는 6원 고리로 구성되는 이환계를 사용하는 것도 가능하다.
복소환(e)은 작용기, 바람직하게는 C1-C4-알콕시, 아미노 및/또는 머캅토를 더 가질 수 있다. 기본 복소환 골격은 물론 알킬기, 특히 C1-C4-알킬기를 더 가질 수 있다.
복소환(e)의 일반적인 예는 벤조트리아졸, 톨루트리아졸(톨릴트리아졸), 수소화된 톨루트리아졸, 1H-1,2,4-트리아졸, 벤즈이미다졸, 벤조티아졸, 아데닌, 푸린, 6-메톡시푸린, 인돌, 이소인돌, 이소인돌린, 피리딘, 피리미딘, 3,4-디아미노피리딘, 2-아미노피리미딘 및 2-머캅토피리미딘이다.
테트라(C1-C8-알콕시)실란(f)의 유용한 예로는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란 또는 테트라-n-부톡시실란이 있다.
아미드(g)는 아미드기의 질소 원자에서 예컨대 C1-C4-알킬기로 임의로 알킬 치환될 수 있다. 분자의 기본 방향족 또는 헤테로방향족 골격은 물론 이러한 알킬기를 더 가질 수 있다. 분자에는, 1개 이상의, 바람직하게는 1 또는 2개의 아미드기가 존재할 수 있다. 아미드는 추가의 작용기, 바람직하게는 C1-C4-알콕시, 아미노, 염소, 불소, 히드록실 및/또는 아세틸을 가질 수 있으며, 특히 이러한 작용기는 존재하는 방향족 또는 헤테로방향족 고리에 치환기로서 존재한다.
(g)군의 이러한 카르복스아미드 및 설폰아미드의 일반적인 예는 DE-A 100 36 031에 나열되어 있다.
특히, (g)군의 이러한 카르복스아미드 및 설폰아미드의 일반적인 예를 이하에 열거한다.
ㆍ방향족 카르복스아미드:
벤즈아미드, 2-메틸벤즈아미드, 3-메틸벤즈아미드, 4-메틸벤즈아미드, 2,4-디메틸벤즈아미드, 4-tert-부틸벤즈아미드, 3-메톡시벤즈아미드, 4-메톡시벤즈아미드, 2-아미노벤즈아미드 (안트라닐아미드), 3-아미노벤즈아미드, 4-아미노벤즈아미드, 3-아미노-4-메틸벤즈아미드, 2-클로로벤즈아미드, 3-클로로벤즈아미드, 4-클로로벤즈아미드, 2-플루오로벤즈아미드, 3-플루오로벤즈아미드, 4-플루오로벤즈아미드, 2,6-디플루오로벤즈아미드, 4-히드록시벤즈아미드, 프탈아미드, 테레프탈아미드;
ㆍ헤테로방향족 카르복스아미드:
니코틴아미드 (피리딘-3-카르복스아미드), 피콜린아미드 (피리딘-2-카르복스아미드);
ㆍ지방족 카르복스아미드:
숙신아미드, 아디프아미드, 프로피온아미드, 헥산아미드;
ㆍ고리의 구성성분으로서 아미드 부분을 갖는 지환족 카르복스아미드
2-피롤리돈, N-메틸-2-피롤리돈, 2-피페리돈, ε-카프로락탐;
ㆍ지방족 설폰아미드:
메탄설폰아미드, 헥산-1-설폰아미드;
ㆍ방향족 설폰아미드:
벤젠설폰아미드, o-톨루엔설폰아미드, m-톨루엔설폰아미드, p-톨루엔설폰아미드, 4-tert-부틸벤젠설폰아미드, 4-플루오로벤젠설폰아미드, 4-히드록시벤젠설폰아미드, 2-아미노벤젠설폰아미드, 3-아미노벤젠설폰아미드, 4-아미노벤젠설폰아미드, 4-아세틸벤젠설폰아미드.
(a) 내지 (g)군의 이러한 부식방지 성분에 더하여, 예컨대 유기산의 가용성 마그네슘염, 예컨대 DE-A 196 05 509호에 개시된 바와 같은 마그네슘 벤젠설포네이트, 마그네슘 에탄설포네이트, 마그네슘 아세테이트 또는 마그네슘 프로피오네이트, 히드로카르바졸 또는 4급화된 이미다졸을 추가의 억제제로서 통상적인 양으로 사용할 수도 있다.
상기 열거된 본 발명의 동결방지/부식방지 농축물의 추가 성분 중에서, (a)군 및/또는 (b)군의 카르복실산 및/또는 (e)군의 복소환을 사용하는 것도 바람직하다.
특히 바람직한 구체예에서, 각 경우 본 발명 동결방지/부식방지 농축물은 (a) 및/또는 (b)군으로부터의 두 상이한 카르복실산 5 중량% 이하, 특히 0.5∼3 중량% 및 (e)군으로부터의 하나 이상의 복소환 0.05∼5 중량%, 특히 0.1∼0.5 중량%를 더 포함한다.
이들 상이한 카르복실산은 예컨대 지방족 모노카르복실산 및 지방족 디카르복실산의 혼합물, 방향족 모노카르복실산 및 지방족 디카르복실산의 혼합물, 지방족 모노카르복실산 및 방향족 모노카르복실산의 혼합물, 두 지방족 모노카르복실산의 혼합물 또는 두 지방족 디카르복실산의 혼합물일 수 있다. 여기서 바람직하게 추가로 사용되는 적당한 복소환은 특히 벤조트리아졸 및 톨루트리아졸이다.
본 발명의 동결방지 농축물의 pH는 일반적으로 4∼11, 바람직하게는 4∼10, 특히 4.5∼8.5 범위이다. 적절할 경우 알칼리 금속 수산화물, 암모니아 또는 아민을 제제에 첨가함으로써 소정 pH를 조절할 수 있는데, 고체 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 및 수산화나트륨 수용액 또는 수산화칼륨 수용액이 특히 이러한 목적에 적당하다.
바람직하게 추가로 사용되는 카르복실산은 소정 pH 범위내에 자동적으로 들어가도록 적절하게는 상응하는 알칼리 금속염으로서 직접 첨가한다. 그러나, 카르복실산을 또한 유리산의 형태로 첨가한 다음 알칼리 금속 수산화물, 암모니아 또는 아민으로 중화시켜, 소정 pH 범위를 설정할 수 있다.
추가의 통상적인 보조제로서, 본 발명 동결방지/부식방지 농축물은 또한 소포제를 통상적으로 소량으로 (일반적으로 0.003∼0.008 중량%의 양으로) 더 포함할 수 있으며, 삼킬 때 위생 및 안전상의 이유에서 쓴맛이 나는 물질 (예컨대 데나토늄 벤조에이트 유형) 및 염료를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 동결방지/부식방지 농축물은 개개의 성분을 단순히 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명 농축물은 또한 예컨대 시판되는 고농축물로부터도 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한, 글리세롤 성분과 부식 억제제를 포함하는 동결방지 고농축물을 혼합하는 단계를 포함하는 동결방지/부식방지 농축물의 제조 방법을 제공하며, 상기 글리세롤 성분은 생성되는 혼합물에서 혼합물의 총량을 기준으로 하여 10∼50 중량%가 되는 양으로 글리세롤을 포함한다.
이 방법에서, 고농축물 대 글리세롤 성분의 중량비는 바람직하게는 5:1∼1:50 범위이다. 더 바람직하게는 1:1∼1:20 범위이다. 글리세롤의 양은 글리세롤 성분의 총량을 기준으로 하여 바람직하게는 15 중량% 이상, 더 바람직하게는 20 중량% 이상이다. 추가의 구성성분은 동결방지 성분의 통상의 구성성분, 바람직하게는 에틸렌 글리콜 및 물일 수 있다.
본 발명은 또한 물 및 10∼90 중량%, 특히 20∼60 중량%의 본 발명 동결방지/부식방지 농축물을 포함하는, 특히 자동차 분야에서 내연 기관의 라디에이터 보호를 위한, 어는점이 강하된 수성 냉매 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 물의 결상 방지(일반적으로 0℃ ∼ -40℃, 특히 -20℃ ∼ -35℃ 범위) 및 동시에 물을 포함하는 용기의 금속 케이싱의 부식방지를 확보하는 시스템에서의 본 발명 냉매 조성물의 용도를 제공한다. 여기서, 특히 여객용 차량 및 트럭과 같은 자동차에서 내연 기관의 냉각 회로가 특히 주목된다. 본 발명의 냉매 조성물은 또한 고정식 엔진, 중앙 난방 시스템의 열수 회로, 내열성 라디에이터, 태양력 회로 및 냉매 냉각 회로 시스템에서 사용될 수도 있다.
이하의 실시예에서 상술되는 라디에이터 보호제 HK1, HK2 및 HK3은 종합적으로 시험 및 증명된 특성 프로필을 갖는 시판되는 일반적인 고농축물이다. 본 발명 비율로 글리세롤을 첨가하여 이 특성 프로필을 더 개선시킨다.
실시예 1
글리세롤을 포함/불포함하는 HK1의 결빙점 결정
HK1은 32.6부의 에틸렌 글리콜, 26.9부의 수산화칼륨 수용액(50 중량%), 33부의 에틸헥산산, 2.2부의 몰리브덴산나트륨 이수화물, 2.4부의 톨루트리아졸, 2.8부의 물 및 보조제(0.2부 미만)의 혼합물이다.
글리세롤을 포함하는 HK1(중량%) 글리세롤을 포함하지 않는 HK1(중량%) 규격: 영국 표준 BS6580
HK1 글리세롤 에틸렌 글리콜 물 7 25 66 2 7 --- 91 2
결빙점, ASTM D 1177, 농축물: 50 부피% -36.0℃ -37.5℃ < -33℃
비교 결과는 글리세롤이 에틸렌 글리콜과의 블렌드에서 동결방지 성분으로서 규정에 부합한 동결방지 보호를 가능하게 함을 나타낸다.
실시예 2
글리세롤 포함/불포함 HK1의 열전달 부식 시험
상기 시험은 25 부피%의 농도에서 실시예 1에서와 같은 조성의 글리세롤 포함/불포함 HK1을 가지고 ASTM D 4340에 따라 실시한다.
주조 알루미늄 시험 금속 중량 변화(mg/cm2) 금속의 외관
글리세롤 포함 HK1 -0.05 회색 변색, 부착물 적음
글리세롤 불포함 HK1 +0.30 밝은 색으로 변색
규격: 영국 표준 BS 6580 < 1 정보 없음
비교 결과, 알루미늄 검편의 중량 변화가 작으므로, 글리세롤을 포함하는 혼합물이 보다 부식 결과가 양호함을 보여준다.
실시예 3
고온 부식 순환 장치에서 동적 부식 실험
고온 부식 순환 장치는 FVV[독일 연소 엔진 연구 재단] R 443 1986에 따라 공지된 장치와 유사하게 설계된다. FVV 장치 및 절차로부터의 변형을 선택할 경우, 이러한 변형은 이하의 표를 고찰하면 명백하다. 본 발명의 목적에서, 더 엄격한 작동 방식 HK 96h를 선택하였다.
항목 96h FVV book R 443 1986
시험액의 온도: 입구 가열 챔버(℃) 출구 가열 챔버(℃) 95 105 80 -
승압(bar) 1.5 1.5
유속(1/h) 210 260
운행 시간(h) 96 30
시험액의 부피(ℓ) 1 2.3
가열 출력(W) 2300 1500
이론 가열 표면 응력(W/cm2) 75 50
재료 샘플 GALSi6Cu4 (중량 약 65 g) GG-26 GAlSi10Mgwa
시험액의 농도(부피%) 30 20/40
물의 유형 ASTM D 1384 10°GH
ASTM D1384에서 제조한 바와 같은 금속 패키지를 함께 스크류잉하였다. 적절할 경우, 시험액을 용기에 도입하여, 용기가 순환하는 고온의 시험액에 의해 플러쉬되도록 하였다. 금속 패키지는 이하의 금속 및 합금으로 구성되었으며, ASTM D 1384의 순서를 준수하였고, 추가의 금속을 알루미늄 다음에 스크류잉하였다. 금속 패키지는 구리 F-Cu, 연질 땜납 LPbSn30(Sb), 황동 Ms-63, 강철 II, 회주철 GG-26, G-AlSi6Cu4, AlMn, Al 99.5, G-AlSi12 합금으로 이루어졌다.
금속을 종래의 방식으로 (즉, ASTM D1384 또는 FVV R443 1986에서와 같이) 처리하였다. 달리 명시하지 않는 한, 중량 변화는 피클링 후 기록하였다.
실시예 4
글리세롤 포함/불포함 HK2를 사용한 동적 부식 실험
이 실험은 실시예 3에 기재한 바와 같이 실시하였다.
HK2는 87.8부의 에틸렌 글리콜, 5.4부의 수산화나트륨 수용액(50 중량%), 1.3부의 아디프산, 5.0부의 세박산, 0.4부의 톨루트리아졸 및 보조제(0.2부 미만)의 혼합물이다.
글리세롤 포함 HK2 글리세롤 불포함 HK2
혼합물(180 g) 100 g의 HK2 38 g의 에틸렌 글리콜 42 g의 글리세롤 100 g의 HK2 80 g의 에틸렌 글리콜
알루미늄 검편의 중량 변화(원형 샘플) HK 96h KV23922 13 mg 36 mg
비교 결과, 96시간의 실험 기간 후 알루미늄 검편의 중량 변화가 더 낮으므로, 글리세롤을 포함하는 혼합물이 보다 양호한 부식 결과를 이끌었음을 보여준다.
실시예 5
글리세롤 포함/불포함 HK3을 사용한 동적 부식 실험
이 실험은 실시예 3에 기재한 바와 같이 실시하였다.
HK3은 81.5부의 에틸렌 글리콜, 5.9부의 수산화나트륨 수용액(50 중량%), 5.4부의 에틸헥산산, 3.1부의 세박산, 0.03부의 안정화된 실리케이트, 2.7부의 붕사, 0.3부의 벤조트리아졸, 0.7부의 질산나트륨 및 보조제(0.4부 미만)의 혼합물이다.
글리세롤 포함 HK3 글리세롤 불포함 HK3
혼합물(270 g) 100 g의 HK3 107 g의 에틸렌 글리콜 63 g의 글리세롤 100 g의 HK3 170 g의 에틸렌 글리콜
알루미늄 검편의 온도 변화(원형 샘플) HK 96h KV23931 1℃ 5℃
비교 결과, 96시간의 실험 기간 후 알루미늄 검편의 온도 상승이 더 낮으므로, 글리세롤을 포함하는 혼합물이 보다 양호한 부식 결과를 이끌었음을 보여준다.

Claims (10)

  1. 농축물의 총량을 기준으로 하여 10∼50 중량%의 글리세롤을 포함하는 동결방지/부식방지 농축물.
  2. 제1항에 있어서, 글리세롤의 양은 농축물의 총량을 기준으로 하여 15∼35 중량%인 농축물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 글리세롤 외에, 1가 알콜, 2가 알콜, 글리세롤을 제외한 3가 알콜, 다가 알콜, 이의 에테르 또는 이의 혼합물로부터 선택된 알콜을 동결방지 성분으로서 더 포함하는 것인 농축물.
  4. 제3항에 있어서, 알콜 및 글리세롤의 합량은 농축물의 총량을 기준으로 하여 75 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 농축물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 총량을 기준으로 하여 각 경우 명시된 양으로 하기 성분 중 하나 이상을 더 포함하는 것인 농축물:
    (a) 알칼리 금속염, 암모늄염 또는 치환된 암모늄염 형태의 하나 이상의 지방족, 지환족 또는 방향족 모노카르복실산(각 경우 3∼16개의 탄소 원자를 가짐) 5 중량% 이하;
    (b) 알칼리 금속염, 암모늄염 또는 치환된 암모늄염 형태의 하나 이상의 지방족 또는 방향족 디- 또는 트리카르복실산(각 경우 3∼21개의 탄소 원자를 가짐) 5 중량% 이하;
    (c) 하나 이상의 알칼리 금속 붕산염, 알칼리 금속 인산염, 알칼리 금속 규산염, 알칼리 금속 아질산염, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 질산염, 알칼리 금속 몰리브덴산염 또는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 불화물 1 중량% 이하;
    (d) 2∼15개의 탄소 원자를 가지며 에테르 산소 원자 또는 히드록실기를 더 포함할 수 있는 하나 이상의 지방족, 지환족 또는 방향족 아민 5 중량% 이하;
    (e) 4∼10개의 탄소 원자를 가지며 벤조융합될 수 있고 및/또는 추가의 작용기를 가질 수 있는 하나 이상의 단환식 또는 이환식 불포화 또는 부분 불포화 복소환 5 중량% 이하;
    (f) 하나 이상의 테트라(C1-C8-알콕시)실란(테트라-C1-C8-알킬 오르토실리케이트) 5 중량% 이하;
    (g) 하나 이상의 카르복스아미드 또는 설폰아미드 10 중량% 이하;
    (h) 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및/또는 불포화 카르복실산과 올레핀의 공중합체를 주성분으로 하는 하나 이상의 경수 안정화제 1 중량% 이하.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 부식방지 성분의 양은 농축물의 총량을 기준으로 하여 1∼70 중량%인 것인 농축물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 농축물의 pH는 4∼11 범위인 것인 농축물.
  8. 부식 억제제를 포함하는 동결방지 고농축물과 글리세롤 성분을 혼합하는 단계를 포함하며, 상기 성분은 생성되는 혼합물에서 혼합물의 총량을 기준으로 10∼50 중량%가 되는 양으로 글리세롤을 포함하는 것인 동결방지/부식방지 농축물의 제조 방법.
  9. 10∼90 중량%의 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 농축물을 포함하는 수성 냉매 조성물.
  10. 물의 결상 방지 및 동시에 물을 포함하는 용기의 금속 케이싱의 부식방지가 확보되어야 하는 시스템에서의 제9항의 냉매 조성물의 용도.
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KR20170141650A (ko) * 2015-03-04 2017-12-26 프레스톤 프로닥츠 코포레이션 슈퍼 농축물 첨가제 용액 조성물

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