RU1822407C - Охлаждающа жидкость - Google Patents

Abstract

Применение: дл  охлаждени  двигателей внутреннего сгорани  автомобилей . Сущность изобретени : предложенный состав охлаждающей жидкости на основе этиленгликол  включает, мае.о: бенаоат щелочного металла 1,0- ,0; салицилат щелочного металла 0,05-0,5; нитрит щелочного металла 0,1-0,5; бура 0,8-2,0; натриева  соль 2-меркаптобензтиазола 0,,5; цик- логексанон 0,05-0,5; о-фенилендиамин 0,05-0,5; борна  кислота 0,,5; жидкое стекло (модуль 1-10) 0,1-0,2; кремнийорганическа  эмульси  0,01- 0,Отвода 1,0-5,0; краситель 0,001- 0,002, этиленгликоль остальное, что обеспечивает повышение ее коррозионной стойкости, ч табл.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к химической технологии, в частности, к низкоза- мерэающим охлаждающим жидкост м, примен емым дл  охлаждени  двигателей внутреннего сгорани  автомобилей.

Известен состав охлаждающей жидкости , включающий, мае.:

Этиленгликоль

Бензоат натри 

Тетраборат натри 

(бура)

Нитрит натри 

5,5-Дихлор-2,2-дигидроксидифенилметан

Бензотриазол

30%-на  водна  эмульси  полидиметилсилоксана

Фенолсульфо талеин

Вода

58 2,0

0,35 0,21

0,06 0,05

0,005 0,005 Остальное

Из представленного состава очевидно , что охлаждающа  жидкость не защищена от коррозионного воздействи  на алюминий, что приведет к его сильному корродированию.

Кроме того, отсутствие ингибитора, защищающего резины, и низкое содержание буры (следствие этого - недостаточный резерв щелочности) снижает срок службы охлаждающей жидкости это- го состава.

Наиболее близкой по своим свойствам и составу к за вл емой охлаждающей жидкости  вл етс  состав, включающий , мас.%:

Толилтриазол 0,2 Нитрит щелочного металла0 ,3 Бензоат щелочного металла 2,6

00

ю го

N

о

XI

со

Силикат щелочного металла (жидкое стекло)

(50% водный раствор) 0,2

Бура (NazB407- 10нгО) 1,6

Вода, краситель и

этиленгликоль Остальное

Охлаждающа  жидкость отличаетс  следующими показател ми коррозионно стойкости по отношени о к металлам (методы испытани  - методика ASTM Д-1384-70 (R 75) (по потере массы, мг) :

Медь3

Припой2

Латунь3

Сталь4

Чугун3

Алюминий6

Очевидно, что показатели коррози онной стойкости по алюминию уступаю требовани м сегодн шнего дн  (см. ГОСТ 28084-89) , которые составл ют 5 мг (по потере массы).

Кроме того, в составе композиции отсутствует ингибитор, предотвращаю щий набухание резин в процессе эксплуатации охлаждающей жидкости.

Целью насто щего изобретени   вл етсл повышение коррозионной стойкости охлаждающей жидкости.

Поставленна  цель достигаетс  те что охлаждающа  жидкость на оснозе гликол , включает бензоат щелочного металла, нитрит щелочного металла, буру, жидкое стекло, салицилат щелочного металла, натриевую соль 2- меркаптобензтиазола, циклогексанон, о-фенилендиамин, краситель, воду, кремнийорганическую эмульсию и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бензоат щелочного ме-

талла (натри , кали ) 1,0-4,0 Салицилат щелочного металла (натри , кали ) 0,05-0,5 Нитрит щелочного металла (натри ) 0,1-0,5 Бура (тетраборат натри )0,8-2,0 Циклогексанон 0,05-0,5 о-Фенилендиамин 0,05-0,5 Борна  кислота 0,,5 Жидкое стекло (модуль Z-3) 0,1-0,2 Кремнийорганическал эмульси  ЭЛП- iO 0,01-0,0

Вода0,1-5,0

Краситель Г 3 кислотный  рко-голубой 0,001-0,002 Этиленгликоль Остальное Предлагаемый состав охлаждающей жидкости при последующем разбавлении водой о определенном соотношении позвол ет получить антифризы с заданной температурой замерзани  от -65 до -20°С.

Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл ема  охлаждающа  жидкость отличаетс  от известной введением 7 новых компонентов и новым соотношением компонентов . Таким образом, за вл емое техническое решение соответствует критерию новизна.

Применение в предлагаемом составе охлаждающей жидкости новых компонентов в сочетании с известными и найденное соотношение всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые про вл ютс  только в указанном техническом решении, а именно: высока  коррозионна  стойкость жидкости относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун , алюминий, резина). При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие за вл емое изобретение от прототипа , не были вы влены и поэтому они обеспечивают за вл емому техническому решению соответствие критерию существенные отличи .

Назначение отличительных компонентов:

салицилат щелочного металла (натри , кали ) - ингибитор коррозии цветных металлов (припой)-,

циклогексанон - ингибитор коррозии цветных металлов (латунь);

о-фенилендиамин, борна  кислота и нитрит натри  - ингибиторы коррозии цветных металлов (медь);

жидкое стекло - ингибитор коррозии цветных металлов (алюминий);

кремнийорганическа  эмульси  ЭАП- 40 - пеногаситель, обеспечивающий снижение пенообразовани ;

краситель V 3 кислотный  рко-голубой , обеспечивающий интенсивность окраски охлаждающей жидкости (мера безопасности ) .

Характеристики компонентов, вход щих в состав за вл емой охлаждающей жидкости:

этмленгликоль ГОСТ 19710-83 высший сорт, I сорт;

вода дистиллированна  ГОСТ 670972;

бензоат натри  ТУ 6-09-2785-78 марки ч, бензоат кали  ТУ 6-09- 3015-77 марки ч.

бура (тетраборат натри ) ГОСТ 8 l29 77, техническа , сорт I;

нитрит натри  ГОСТ 19906-76 технический , сорт 1, 2;

натриева  соль 2-меркаптобензтиа- зола (2-меркаптобензтиазол) ГОСТ 739- Jk (с изм. ИМ);

циклогексанон ТУ 6-03-356-73 технический , сорт I;

жидкое стекло ТУ 6-15- 33-75;

о-Фенилендиамин ТУ 6-1 -112-76;

борна  кислота ГОСТ , тех- ническа ;

кремнийорганическа  эмульси  ( 0%-водный раствор) ТУ 6-02- 892-79;

краситель N 3 кислотный  рко-голу- бой ТУ б-Й-22 -67;

силицилат натри  ГОСТ 17628-72 марки ч, салицилат кали  ТУ 6-09 05-77-7 марки ч.

В табл. 1 представлены составы образцов 1, 2, 3, каждый из которых относитс  к предложенному в за вке составу.

Предлагаемую охлаждающую жидкость получают по следующей методике:

В отдельной емкости провод т синтез модульного жидкого стекла. В отдельном аппарате провод т синтез натриевой соли 2-меркаптобензтиазола в среде этилен-гликол . В аппарат с натриевой солью 2-меркаптобензтиазола последовательно добавл ют бензоат щелочного металла, салицилат щелочного металла, борную кислоту, буру, нитрит натри , циклогексанон, о-фени- лендиамин, модульное жидкое стекло, краситель, кремнийорганическую эмульсию .

Пример получени  предложенного состава образца Р 3 (1000 г).

Получение охлаждающей жидкости состоит из нескольких стадий:

Синтез Na-соли 2-меркаптобензтиазола .

Синтез бензотриазола.

Приготовление водного раствора пе- ногасител .

Приготовление композиции охлаждающей жидкости.

Синтез Na-соли каптакса провод т в реакторе с мешалкой и обогревом. Температура синтеза С 5-55°С). Врем  перемешивани  2 ч.

В раствор этиленгликол  -Юг засыпают едкий натр - 0,1 г ГОСТ 2263-79 и 2-меркаптобензтиазол- 0,1 Синтез бензотриазола провод т в среде этиленгликол . В этиленгликоле - 100 г раствор ют о-фенилендиамин - 1,9 г и нитрит натри  - 0,3 г при температуре 50-60°С. Затем засыпают борную кислоту в количестве 1,1 г. Температура смеси 85°С.

Дл  приготовлени  водного раствора пеногасител  в дистиллированную воду - 5,0 г заливают эмульсию ЭАП- 0 - 0,2 г и перемешивают содержимое при температуре 30°С.

В основном реакторе раствор ют в этиленгликоле - 832,8 г, бензоат натри  - 30 г и салицилат натри  - 1,0 г при температуре 60-70°С до полного растворени  компонентов. Водородный показатель рН должен быть в пределах 10-11. Далее с интервалом в 30 минут последовательно загружают следующие компоненты и растворы: Тетраборат натри  13,6 г Нитрит натри  1,k г Циклогексанон 1,0 г Щелочной раствор кап- такса10,2 г Раствор бензотриазола 103,3 г Жидкое стекло 1,1 г Раствор пеногасител  5,2 г Краситель № 3 кислотный  рко-голубой 0,016 г После загрузки всех компонентов перемешивание длитс  в течение 2 ч до полного растворени  компонентов. Общее количество охлаждающей жидкости - 1000 г. i

Охлаждающа  жидкость  вл етс  концентратом . При разбавлении ее водой образуетс  рабочий антифриз с температурой замерзани  - () (разбавление в объемном соотношении вода - концентрат kb - 56).

Примеры 1, 2, 3. Представлен оптимальный диапазон от минимума до максимума состава ингибиторов охлаждающей жидкости.

Пример k. Уменьшение содержани  бензоата щелочного металла вызывает увеличение коррозионного воз71

действи  жидкости на черные металлы (комбинаци  бензоа г-нитрит-бура).

Пример 5- Уменьшение содержани  салицилата щелочного металла приводит к увеличению коррозионного воздействи  жидкости на припои.

Пример 6. Уменьшение содержани  нитрита щелочного металла приводит к увеличению коррозионного воздействи  жидкости на черные металлы (комбинаци  присадок бензоат-нитрит- бура).

Пример 7. Уменьшение содержани  буры отрицательно сказываетс  на коррозионной защите металлов (комбинаци  присадок бензоат-нитрит-бу- ра).

Пример 8. Уменьшение содержани  циклогексанона вызывает увеличение коррозионного воздействи  на цветные металлы, особенно латунь.

Пример 9. Уменьшение содержани  о-фенипендиамина вызывает увеличение коррозионного воздействи  на цветные металлы, особенно медь.

Пример 10. Уменьшение содер жани  борной кислоты вызовет коррозию черных металлов.

Пример 11. Уменьшение содер жани  кремнийорганическай эмульсии приводит к увеличению пенообразова- ни .

Пример 12. Уменьшение содер жани  воды вызывает остеклснение жид кого стекла.

Пример 13. Уменьшение содер жани  жидкого стекла вызывает увеличение коррозионного воздейс ви  х ид- кости на цветные металлы, в частности , алюминий.

Пример 1). Увеличение содер жани  бензоата щелочного металла нецелесообразно , так кл о ю не вли ет на коррозионные соойгтпа охлаждающей

ЖИДКОСТИ.

Пример 15. Увеличение содер жани  салицилата щелочного металла нецелесообразно, г.к. не оказывает вли ние на коррозионные свойства жид кости.

Пример 16. Увеличение содер жани  нитрита щелочного металла неце лесообразно, т.к. может вызвать гит- тинговую коррозию алюмини .

Пример 17. Увеличение содрр жани  буры вызывает выпадение ее в осадок, что может вызвать -забивание радиатора.

Пример 18. Увеличение содержани  натриевой соли каптакса (2-мер- каптобензтиазола) технологически не- г целесообразно.

Пример 19. Увеличение содержани  циклогексанона нецелесообразно .

Пример 20. Увеличение содер- «л жани  о-фенилендиамина нецелесообразно .

Пример 21. Увеличение содержани  борной кислоты вызовет повыше- «ие значени  рП и в св зи с этим кор- «с розию металлов.

Пример 22. Увеличение содержани  жидкого стекпа нежелательно, т.к. повышает плотность и в зкость охлаждающей жидкости, что ухудшит 2Q теплообменные процессы в радиаторе.

Пример 23. Увеличение содержани  чремнийоргзничсской эмульсии нецелесообразно, т.к. не вли ет на пенеобразованно.

25 Пример 2. Увеличение содержани  воды исключено согласно ГОСТ

.

Пример 25. Увеличение содержани  краситсъ   экономически нецеле- зо сообразно.

П р и м е р 26. Уменьшение содержани  красител  ослабл ет интенсивность окраски охлаждающей жидкости, что снижает возможность быстрого контрол  протечки.

Пример 27. Уменьшение содержани  натриевой соли 2-меркаптобенз- гиазола вызывает набухание резин..

В таблице 3 представлены результаты испытаний образцов W 1, 2, 3 за35

40

45

 вл емой охлаждающей жидкости.

Испытани  коррозионной стойкости проводились по методике, описанной в ГОСТ 2808(-89. котора  составл лась и находитс  в полном соответствии с

методикой ASTM ,л-138 -70 (R 75).

Табл. 3 показывает, что показатели коррозионной стойкости образцов за вл емой жидкости превышают показа- цп тели прототипа и соответствуют требо- влни м ГОСТ .

Лабораторные испытани  охлаждающей жидкости, приведенные на АвтоВАЗе г.Толь тти и ГСНИИОХТ г.Москва, подтвердили ее высокие показатели каче55

ствз.

По описанной методике были приготовлены образцы составов охлаждающей жидкости, приведенных в табл. (.

Claims (1)

1. Формула изобретен ип

   Охлаждающа  жидкость дл  двигателей внутреннего сгорани , включающа  бензоат щелочного металла, нитрит щелочного металла, буру, .чидкое стекло, краситель, воду и этиленгликоль, отличаю ц але  тем, что она дополнительно содержит салицилат щелочного металпа, нагриевул соль 2-меркаптобензтиозола, циклсгексаион, о-фенилендиамин, кремнийорганическую эмульсию и борную кислоту при следуюСиликат щслочног о металла

   Концентраци  силиката, натри  жидкого стекча несопоставимы .

   Салмцилат щелочного ме- таллл0,05-0,5

   Нитрит щелочного металла0 ,1-0,5 Бура 0,8-2,0 Натриева  соль 2-мер- каптобензтнпзола 0,,5 ЦИКЛОГРКСОНОН 0,05-0,5 о-О нилендиамин 0,,5 верна  кислото 0,05-0,5 Кидкое стекла (модуль 1-10) 0,1-0,2 Кремнийоргапическа 

   0,2

   Таблица 2

   Результаты испытаний охлаждающей жидкости по ГОСТ

   Плотность, г/см3

   Температура начала кристаллизации , °С, не выше

   Фракционные данные:

   температура начала перегонки °С, не ниже

   перегон етс  до 150°С, % по массе, не более

   Коррозионное воздействие на металлы, мг, не более

   медь М-1 латунь Л-68 припой ПОС-35 алюминий ЛК6М2 чугун G Н-190 или сталь 08КП Вспениваемость:

   объем пены, см3, не более

   устойчивость пены, с, не более

   Набухание резин, %, не более

   уплотнение крана отопле- ленил ТУ 38-105-258-71

   оезино-TKrih евый шланг ГУ 38-105-267-71

   1,100 - 1,150

   минус 35 при разбавлении дистиллированной водой 1:1 по объему

   100

   100

   2,5

   при разбавлении 1:1 по объему водным раствором солей натри  «

   5 5 7 5 5

   И Г

   30 при разбавлении 1:1 по объему подкисленным раствором хлористого цинка

   при разбавлении дистиллированной водой 1:1 по объему

   2,2

   13

   Водородный показатель рМ при 2П°С

   Резерв щелочности, см3, не менее

   Стойкость к жесткой воде

   Коррозионное воздействие на металлы 88°С, 336 ч,

   Содержание буры в прототипе в количестве 1,6% позвол ет предположить значенил рН в диапазоне 7,5-8,0. Температура замерзани  достигаетс  а любом заданном диапазоне в зависимости от соотношени  воды и этилен- гликол  .

   I «221 07i

   Продолжение табл. 2

   7,5-9,0 8,2

   Ю16,5

   Отсутствие рас- соотв. слоени  осадка при разбавлении 1:1 по объему

   Таблица 3

   Составы приготовленных образцов О приведенной моторике, ac.t

   Содержание компонента, млс-t в, образце ох а даоаей жидкости

   Со, .р аиис компонента , мае. п образце oxjiarvv e мил кости 16 f 17 J 18 I 19 20 | 21 f 22 J23 1 7 1 25 26 |

   15

   Т a ft л и ц в Ъ

   Проло/шемив твбл. k

   27