RU2137798C1 - Composition of low-temperature heat carrier - Google Patents
Composition of low-temperature heat carrier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2137798C1 RU2137798C1 RU98120219A RU98120219A RU2137798C1 RU 2137798 C1 RU2137798 C1 RU 2137798C1 RU 98120219 A RU98120219 A RU 98120219A RU 98120219 A RU98120219 A RU 98120219A RU 2137798 C1 RU2137798 C1 RU 2137798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- composition
- benzotriazole
- low
- sodium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к низкотемпературным теплоносителям (антифризам) и может быть использовано в качестве теплоносителя для систем терморегулирования (СТР) космических аппаратов (КА). The invention relates to low temperature coolants (antifreezes) and can be used as a coolant for thermal control systems (CTP) of spacecraft (SC).
К теплоносителям для СТР пилотируемых КА с длительным сроком эксплуатации предъявляются особые требования: во-первых, теплоноситель должен быть нетоксичным, для того чтобы обезопасить экипаж при случайном его вытекании из СТР; во-вторых, он не должен быть коррозионноактивен по отношению к металлическим материалам СТР; в-третьих, он должен быть химически стоек длительное время (10 и более лет), не изменять своих свойств и не образовывать нерастворимых осадков, которые могут привести к загрязнению фильтров и щелевых зазоров СТР, и, наконец, он должен иметь хорошие физико-химические и теплофизические свойства: температуру замерзания ниже минус 8oC и вязкость не более 3 сСт, высокие теплопроводность и теплоемкость.Special requirements are imposed on the heat transfer fluids for the manned missile spacecraft with long-term operation: firstly, the coolant must be non-toxic in order to protect the crew in case of accidental leakage from the man-ship; secondly, it should not be corrosive to metal materials STR; thirdly, it must be chemically resistant for a long time (10 or more years), not change its properties and not form insoluble precipitates, which can lead to contamination of filters and slotted gaps of STR, and, finally, it must have good physicochemical and thermophysical properties: freezing temperature below minus 8 o C and viscosity no more than 3 cSt, high thermal conductivity and heat capacity.
Известны антифризы на основе этиленгликоля со специальными добавками, уменьшающими коррозионное воздействие на внутренние поверхности СТР [1 Г.П. Покровский "Топливо, смазочные материалы...", М, 1985, c. 162-167]. Для защиты от разрушения меди, алюминия и свинцово-оловянистого припоя вводят сложный углеводород - декстрин, для защиты чугуна, стали и латуни - динатрийфосфат (2,5-3,5 г/л) и против коррозии цинковых и хромовых покрытий - молибденовокислый натрий (молибдат натрия) (7-8 г/л) [1, с.164]. Известно применение и других ингибиторов коррозии этиленгликолевых антифризов: фосфата триэтаноламина (3%), меркаптобензотиазола или бензотриазола (0,2-0,3%), бензоата натрия (5-7,5%) тетрабората натрия (десятиводного) (2,4-3,0) [2, "Негорючие теплоносители и гидравлические жидкости", под ред. Сухотина А. М. , 1979, с. 275 и 289] и др. веществ [2, с.290 и 291]. Known antifreezes based on ethylene glycol with special additives that reduce the corrosion effect on the inner surfaces of the STR [1 G.P. Pokrovsky "Fuel, lubricants ...", M, 1985, p. 162-167]. A complex hydrocarbon, dextrin, is introduced to protect against destruction of copper, aluminum and lead-tin solder; disodium phosphate (2.5-3.5 g / l) is added to protect cast iron, steel and brass; and sodium molybdenum acid is used to protect zinc and chromium coatings ( sodium molybdate) (7-8 g / l) [1, p. 164]. Other corrosion inhibitors of ethylene glycol antifreezes are known: triethanolamine phosphate (3%), mercaptobenzothiazole or benzotriazole (0.2-0.3%), sodium benzoate (5-7.5%) sodium tetraborate (decahydrate) (2.4- 3.0) [2, "Non-combustible coolants and hydraulic fluids", ed. Sukhotina A.M., 1979, p. 275 and 289] and other substances [2, p. 290 and 291].
Недостатками этих теплоносителей являются:
- высокая токсичность;
- высокая вязкость (4,4-7,3 сСт), что влечет необходимость повышенных энергозатрат при работе электронасосов для прокачки теплоносителя в СТР.The disadvantages of these coolants are:
- high toxicity;
- high viscosity (4.4-7.3 cSt), which entails the need for increased energy consumption during the operation of electric pumps for pumping the coolant in the STR.
Этиленгликоль - сильный пищевой яд. Попадание его даже в небольших количествах в организм вызывает сильное отравление. Смертельная доза этиленгликоля для человека составляет всего 20-30 г. Ethylene glycol is a powerful food poison. If it enters the body, even in small amounts, it causes severe poisoning. The lethal dose of ethylene glycol for humans is only 20-30 g.
Известна композиция низкотемпературного теплоносителя, содержащая глицерин, воду и бензотриазол [2, с.312, рис. 10.10. (прототип)]. A known composition of a low-temperature coolant containing glycerin, water and benzotriazole [2, p. 312, Fig. 10.10. (prototype)].
Недостатками данного технического решения является высокая вязкость (45 сСт при температуре 20oC) [2, с.299]; высокая коррозионная активность по отношению к металлическим материалам и химическая нестабильность, приводящая к образованию нерастворимого осадка, что неприемлемо для СТР КА, так как ведет к загрязнению фильтров и малых зазоров, имеющихся в системе.The disadvantages of this technical solution is the high viscosity (45 cSt at a temperature of 20 o C) [2, p.299]; high corrosion activity in relation to metallic materials and chemical instability, leading to the formation of an insoluble precipitate, which is unacceptable for STRS, since it leads to contamination of filters and small gaps in the system.
При выборе компонентов для приготовления нового теплоносителя руководствовались следующими основными принципами: во-первых, основной компонент теплоносителя должен обеспечивать температуру замерзания раствора не выше минус 8oC; во-вторых, все составляющие теплоносителя должны быть малотоксичные и химически инертные по отношению друг к другу; в-третьих, все составляющие теплоносителя должны иметь достаточно высокую растворимость в воде.When choosing components for the preparation of a new coolant, we were guided by the following basic principles: firstly, the main component of the coolant should provide a freezing temperature of the solution not higher than minus 8 o C; secondly, all components of the coolant should be low toxic and chemically inert with respect to each other; thirdly, all components of the coolant must have a sufficiently high solubility in water.
В качестве основного компонента, снижающего температуру замерзания раствора, был выбран глицерин, низкая токсичность которого общеизвестна. As the main component that lowers the freezing point of the solution, glycerin was chosen, the low toxicity of which is well known.
Новый теплоноситель помимо основных компонентов должен содержать ингибиторы коррозии. Ингибиторы коррозии должны быть химически инертны по отношению к глицерину и друг к другу. In addition to the main components, the new coolant must contain corrosion inhibitors. Corrosion inhibitors should be chemically inert with respect to glycerin and to each other.
Исходя из вышесказанного, для приготовления теплоносителя были выбраны молибдат натрия, тетраборат натрия, динатрийфосфат и бензотриазол. Based on the foregoing, sodium molybdate, sodium tetraborate, disodium phosphate and benzotriazole were selected for the preparation of the coolant.
Химический состав нового теплоносителя, наряду с малой коррозионной активностью по отношению к металлическим материалам, обеспечивает его низкую вязкость, стабильность свойств, невозможность образования нерастворимых осадков, что позволяет применить его в СТР КА. The chemical composition of the new coolant, along with low corrosion activity with respect to metallic materials, ensures its low viscosity, stability of properties, and the impossibility of the formation of insoluble precipitates, which makes it possible to use it in STR.
Сущность изобретения заключается в том, что композиция низкотемпературного теплоносителя, состоящая из глицерина, воды и бензотриазола, дополнительно содержит молибдат натрия, тетраборат натрия и динатрийфосфат при следующем соотношении компонентов (мас.%):
глицерин - 30-32
молибдат натрия - 1-3
динатрийфосфат - 0,5-2
тетраборат натрия - 1-3
бензотриазол - 0,01 - 0,2
вода - остальное,
Применение указанного количества глицерина обеспечивает требуемую температуру кристаллизации (замерзания) теплоносителя. Применение молибдата натрия, тетрабората натрия, динатрийфосфата и бензотриазола обеспечивает требуемую коррозионную инертность теплоносителя по отношению к металлическим материалам.The essence of the invention lies in the fact that the composition of the low-temperature coolant, consisting of glycerol, water and benzotriazole, additionally contains sodium molybdate, sodium tetraborate and disodium phosphate in the following ratio of components (wt.%):
glycerin - 30-32
sodium molybdate - 1-3
disodium phosphate - 0.5-2
sodium tetraborate - 1-3
benzotriazole - 0.01 - 0.2
water - the rest
The use of the specified amount of glycerol provides the required crystallization temperature (freezing) of the coolant. The use of sodium molybdate, sodium tetraborate, disodium phosphate and benzotriazole provides the required corrosion inertness of the coolant with respect to metallic materials.
Для приготовления образцов теплоносителя использовали описанную ниже методику. For the preparation of coolant samples, the procedure described below was used.
1. В стеклянной емкости последовательно растворяли расчетное количество глицерина, молибдата натрия, тетрабората натрия, динатрийфосфата и бензотриазола. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов. В полученный раствор может быть добавлен флуоресцеин (уранин) в количестве 0,01 г/л для подкрашивания и обеспечения идентификации теплоносителя флуоресцентным методом. 1. The calculated amount of glycerol, sodium molybdate, sodium tetraborate, disodium phosphate and benzotriazole were successively dissolved in a glass container. The mixture was stirred until the components were completely dissolved. In the resulting solution can be added fluorescein (uranium) in an amount of 0.01 g / l for tinting and to ensure identification of the coolant fluorescence method.
2. После растворения компонентов давали раствору отстояться в течение не менее 8 часов. 2. After dissolving the components, the solution was allowed to stand for at least 8 hours.
3. После отстоя теплоноситель фильтровали через бумажный фильтр и разливали в герметично закрывающуюся тару для хранения. 3. After settling, the coolant was filtered through a paper filter and poured into a hermetically sealed container for storage.
Образцы теплоносителя подвергались испытаниям по ниже описанным методикам. The coolant samples were tested according to the methods described below.
1. Внешний вид теплоносителя определяли визуально в проходящем свете в пробирке П2-19-150ХС или П1-16-150ХС по ГОСТ 25336-82Е. 1. The appearance of the coolant was determined visually in transmitted light in a test tube P2-19-150XC or P1-16-150XC according to GOST 25336-82E.
2. Вязкость кинематическую при температуре 20oC определяли по ГОСТ 33-82.2. The kinematic viscosity at a temperature of 20 o C was determined according to GOST 33-82.
3. Температуру кристаллизации определяли методом, заключающимся в том, что испытуемый теплоноситель охлаждали до образования кристаллов льда, видимых невооруженным глазом, затем нагревали и фиксировали температуру, при которой исчезал (плавился) последний кристалл льда. 3. The crystallization temperature was determined by the method, namely, that the test coolant was cooled to form ice crystals visible to the naked eye, then it was heated and the temperature was fixed at which the last ice crystal disappeared (melted).
Для этого в пробирку диаметром 20±1 мм помещали 20 см3 теплоносителя, закрывали ее пробкой, в которую вставлены термометр и мешалка, и помещали в баню-термостат с охлаждающей смесью (изопропанол - сухой лед или жидкий азот). Температуру охлаждающей смеси в бане поддерживали на 10-12oC ниже ожидаемой температуры замерзания теплоносителя. Охлаждение теплоносителя проводили при постоянном перемешивании до появления кристаллов льда. После появления кристаллов льда прибор вынимали из ванны-термостата и наблюдали при перемешивании в проходящем свете состояние жидкости. За температуру кристаллизации теплоносителя принимали температуру, при которой исчезает последний кристалл льда.For this, 20 cm 3 of coolant was placed in a test tube with a diameter of 20 ± 1 mm, closed with a stopper in which a thermometer and a stirrer were inserted, and placed in a thermostat bath with a cooling mixture (isopropanol - dry ice or liquid nitrogen). The temperature of the cooling mixture in the bath was maintained at 10-12 o C below the expected freezing temperature of the coolant. The coolant was cooled with constant stirring until ice crystals appeared. After the appearance of ice crystals, the device was removed from the thermostat bath and the state of the liquid was observed with stirring in transmitted light. The crystallization temperature of the coolant was taken as the temperature at which the last ice crystal disappears.
4. Коррозионное воздействие на металлы определяли по ГОСТ 29117-76. 4. The corrosive effect on metals was determined according to GOST 29117-76.
Пример 1. Оптимальное содержание добавок
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 31
молибдат натрия - 2
динатрийфосфат - 1
тетраборат натрия - 2
бензотриазол - 0,1
вода - остальное
Пример 2. Минимальное содержание добавок
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 30
молибдат натрия - 1
динатрийфосфат - 0,5
тетраборат натрия - 1
бензотриазол - 0,01
вода - остальное
Пример 3. Максимальное содержание добавок
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 32
молибдат натрия - 3
динатрийфосфат - 2
тетраборат натрия - 3
бензотриазол - 0,2
вода - остальное
Пример 4. Среднее содержание добавок
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 31
молибдат натрия - 1,5
динатрийфосфат - 0,75
тетраборат натрия - 1,5
бензотриазол - 0,05
вода - остальное
Пример 5. Среднее содержание добавок
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 32
молибдат натрия - 2,5
динатрийфосфат - 1,75
тетраборат натрия - 2,5
бензотриазол - 0,15
вода - остальное
Пример 6. Содержание добавок менее нижнего предела.Example 1. The optimal content of additives
The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 31
sodium molybdate - 2
disodium phosphate - 1
sodium tetraborate - 2
benzotriazole - 0.1
water - the rest
Example 2. The minimum content of additives
The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 30
sodium molybdate - 1
disodium phosphate - 0.5
sodium tetraborate - 1
benzotriazole - 0.01
water - the rest
Example 3. The maximum content of additives
The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 32
sodium molybdate - 3
disodium phosphate - 2
sodium tetraborate - 3
benzotriazole - 0.2
water - the rest
Example 4. The average content of additives
The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 31
sodium molybdate - 1.5
disodium phosphate - 0.75
sodium tetraborate - 1.5
benzotriazole - 0.05
water - the rest
Example 5. The average content of additives
The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 32
sodium molybdate - 2.5
disodium phosphate - 1.75
sodium tetraborate - 2.5
benzotriazole - 0.15
water - the rest
Example 6. The content of additives is less than the lower limit.
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 25
молибдат натрия - 0,5
динатрийфосфат - 0,5
тетраборат натрия - 0,5
бензотриазол - 0,1
вода - остальное
Теплоноситель имел недостаточную температуру замерзания, и наблюдалась коррозия металлических образцов.The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 25
sodium molybdate - 0.5
disodium phosphate - 0.5
sodium tetraborate - 0.5
benzotriazole - 0.1
water - the rest
The coolant had an insufficient freezing temperature, and corrosion of metal samples was observed.
Пример 7. Содержание добавок превышает верхний предел. Example 7. The content of additives exceeds the upper limit.
Состав теплоносителя (мас.%):
глицерин - 35
молибдат натрия - 4
динатрийфосфат - 3
тетраборат натрия - 4
бензотриазол - 0,25
вода - остальное
Теплоноситель имел высокую вязкость и образовывал нерастворимые осадки.The composition of the coolant (wt.%):
glycerin - 35
sodium molybdate - 4
disodium phosphate - 3
sodium tetraborate - 4
benzotriazole - 0.25
water - the rest
The coolant had a high viscosity and formed insoluble precipitates.
Пример 8. Состав теплоносителя соответствует прототипу. Example 8. The composition of the coolant corresponds to the prototype.
Теплоноситель имел высокую вязкость, образовывал нерастворимые осадки и наблюдалась коррозия металлических образцов. The coolant had a high viscosity, formed insoluble deposits and corrosion of metal samples was observed.
Свойства полученных лабораторных партий теплоносителя приведены в таблице. The properties of the obtained laboratory batches of coolant are given in the table.
Таким образом, теплоноситель, полученный по разработанной нами рецептуре и технологии, имеет существенные преимущества по сравнению с прототипом, что подтверждается приведенными данными в таблице, и может быть использован для систем терморегулирования космических аппаратов. Thus, the coolant obtained according to the recipe and technology developed by us has significant advantages compared to the prototype, which is confirmed by the data in the table, and can be used for thermal control systems of spacecraft.
Claims (1)
Глицерин - 30 - 32
Молибдат натрия - 1 - 3
Динатрийфосфат - 0,5 - 2
Тетраборат натрия - 1 - 3
Бензотриазол - 0,01 - 0,2
Вода - ОстальноеThe composition of the low-temperature coolant, consisting of glycerol, water and benzotriazole, characterized in that it additionally contains sodium molybdate, sodium tetraborate and disodium phosphate in the following ratio, wt.%:
Glycerin - 30 - 32
Sodium Molybdate - 1 - 3
Disodium phosphate - 0.5 - 2
Sodium tetraborate - 1 - 3
Benzotriazole - 0.01 - 0.2
Water - Else
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98120219A RU2137798C1 (en) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Composition of low-temperature heat carrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98120219A RU2137798C1 (en) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Composition of low-temperature heat carrier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2137798C1 true RU2137798C1 (en) | 1999-09-20 |
Family
ID=20212098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98120219A RU2137798C1 (en) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Composition of low-temperature heat carrier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2137798C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA025270B1 (en) * | 2014-01-13 | 2016-12-30 | Шааньси Отомобайл Груп., Лтд. | Lng vehicle anti-freezing liquid and process for preparing the same |
-
1998
- 1998-11-10 RU RU98120219A patent/RU2137798C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Негорючие теплоносители и гидравлические жидкости/Под ред. А.М.Сухотина.-Л.: Химия, 1979, с.312 - 314. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA025270B1 (en) * | 2014-01-13 | 2016-12-30 | Шааньси Отомобайл Груп., Лтд. | Lng vehicle anti-freezing liquid and process for preparing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2233830T3 (en) | CONCENTRATES OF ANTI-LONGING AGENTS CONTAINING COLORANTE C.I. REACTIVE VIOLET 5. | |
CA2389048C (en) | Antifreeze concentrates based on dicarboxylic acids, molybdate and triazoles or thiazoles, and coolant compositions comprising them | |
EP0251480B1 (en) | Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition | |
CA1292612C (en) | Triethylene glycol-based heat transfer fluids | |
CA1196006A (en) | Aliphatic sulfosiloxane-silicate copolymers | |
EP2860371B1 (en) | Liquid coolant composition for internal combustion engines and operating method for internal combustion engines | |
EP0248346A1 (en) | Antifreeze concentrates and coolants containing heteropolymolybdate compounds | |
CN113166635B (en) | Visually distinguishable working fluids | |
RU2137798C1 (en) | Composition of low-temperature heat carrier | |
US4704220A (en) | Oil-in-alcohol microemulsions in antifreeze | |
JPH03503902A (en) | Corrosion-inhibiting alkylene glycol coolant and its cooling method | |
US20060180793A1 (en) | Thermal liquids providing glass corrosion protection especially for solar systems | |
Brophy et al. | Aqueous nonflammable hydraulic fluids | |
JPH08183950A (en) | Cooling liquid composition | |
EP0190256B1 (en) | Oil-in-alcohol microemulsions in antifreeze | |
US2379792A (en) | Hydraulic media for low temperature operation | |
EP1873224A1 (en) | Additive combinations, antifreeze concentrates, coolant compositions and method for using same to provide corrosion and oxidation inhibition at high temperatures | |
KR960014940B1 (en) | Aqueous composition | |
RU2072381C1 (en) | Liquid heat-transfer agent for heating or cooling thermal systems | |
RU1822407C (en) | Coolant composition | |
DE19955704A1 (en) | Antifreeze concentrates based on alkylene glycol (derivative), used in aqueous coolant for engine or in heating system, contains dicarboxylate salt mixture, molybdate and hydrocarbyl-triazole or -thiazole mixture | |
US3087959A (en) | Soluble borax inhibitor | |
CN115710488A (en) | Cold carrying medium | |
RU2052496C1 (en) | Hydraulic liquid | |
UA70551U (en) | Composition of low-temperature heat carrier |