RU2748914C2 - Formulation of car cooling agent with prolongated service time - Google Patents
Formulation of car cooling agent with prolongated service time Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748914C2 RU2748914C2 RU2019135379A RU2019135379A RU2748914C2 RU 2748914 C2 RU2748914 C2 RU 2748914C2 RU 2019135379 A RU2019135379 A RU 2019135379A RU 2019135379 A RU2019135379 A RU 2019135379A RU 2748914 C2 RU2748914 C2 RU 2748914C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- molybdate
- lithium
- potassium
- nitrate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/20—Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к антифризам - низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей, сельскохозяйственных машин, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.The invention relates to antifreezes - low-freezing coolants and can be used to cool internal combustion engines (ICE) of cars, agricultural machines, special equipment, and also as a coolant in heat exchangers.
Как известно, к антифризам, используемым в системе охлаждения ДВС автомобильной техники, предъявляются жесткие требования по коррозионному и химическому воздействию на металлические и резиновые детали двигателей.As you know, the antifreezes used in the cooling system of the internal combustion engine of automotive vehicles are subject to stringent requirements for corrosive and chemical attack on metal and rubber parts of engines.
Автомобильная охлаждающая жидкость GREEN содержит водный раствор моногликолей и/или полигликолей и/или многоатомных спиртов различного состава, антивспениватель, в качестве которого используют полидиметилсилоксаны с различной вязкостью и/или полиэфир, получаемые полимеризацией оксида этилена в присутствии моно- и/или дипропиленгликолей, пропандиолов, бутандиолов, индикатор рН - из ряда флуороновых красителей и/или цемактивов Т, в качестве антикоррозионных присадок - смесь органических двухосновных и/или односоновных кислот, и/или смесь вторичных спиртов ряда С8-С10, и/или молибден-содержащие соли щелочных металлов, и/или гидроксиды щелочных металлов, и динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, и бензотриазол и/или его производные и полициклический амин и их производные, азотнокислые щелочные металлы, метасиликаты щелочных металлов, буру водную, борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%: этиленгликоль или смесь этиленгликоля с ди-, триэтиленгликолем и/или с глицерином 47,520-95,870; антивспениватель (полидиметисилоксан с вязкостью от 50 до 500 мм2/с) и/или пеногаситель Лапрол ПД-1 0,002-0,005; индикатор рН из ряда флуороновых красителей и/или цемактивов Т 0,0015-0,002; в качестве антикоррозионных присадок: двухосновная органическая кислота из ряда бутандиовая, пентандиовая, гександиовая, гептандиовая, октандиовая, нонандиовая, декандиовая и/или их смесь и/или одноосновная органическая кислота из ряда пентановая, гексановая, гептановая, 2-этилгексановая, октановая и/или бензойная кислота или смесь этих кислот и/или смесь вторичных спиртов ряда С8-С10 0-0,05; молибденсодержащие соли щелочных металлов из ряда молибдат натрия, молибдат лития, молибдат калия и/или молибдат аммония или их смесь 0,024-0,051; гидроксиды щелочных металлов из ряда гидроксид натрия, гидроксид лития, гидроксид калия или их смесь 0,15-0,39; трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) 0,0001-0,001; бензотриазол и/или его производные 0,101-0,246; полициклические амины из ряда уротропина и его производных 0,09-0,212; азотнокислые щелочные металлы из ряда нитрат натрия, нитрат калия, нитрат лития 0,100-0,256; метасиликаты щелочных металлов из ряда метасиликат натрия, метасиликат калия, метасиликат лития 0,038-0,093; буру водную 0,393-0,935; борную кислоту 0,051-0,196; вода 2,5584-51,11. За счет указанного состава компонентов достигается улучшение антикоррозионных свойств охлаждающей жидкости и увеличение резерва щелочности, что позволяет обеспечивать высокий срок службы охлаждающей жидкости без замены, равный 150-200 тыс. км пробега.Automotive coolant GREEN contains an aqueous solution of monoglycols and / or polyglycols and / or polyhydric alcohols of various compositions, an antifoam agent, which is used as polydimethylsiloxanes with different viscosities and / or polyester obtained by polymerizing ethylene oxide in the presence of mono- and / or dipropylene glycols, propanediols, butanediols, pH indicator - from a number of fluorone dyes and / or cement-active agents T, as anticorrosive additives - a mixture of organic dibasic and / or monosonic acids, and / or a mixture of secondary alcohols of the C8-C10 series, and / or molybdenum-containing alkali metal salts, and / or alkali metal hydroxides, and disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, and benzotriazole and / or its derivatives and polycyclic amine and their derivatives, nitric acid alkali metals, alkali metal metasilicates, aqueous borax, boric acid in the following ratio of components, wt%: ethylene glycol or a mixture of ethylene glycol with di-, triethylene glycol and / or with g lyserin 47,520-95,870; antifoam agent (polydimethysiloxane with a viscosity of 50 to 500 mm 2 / s) and / or antifoam agent Laprol PD-1 0.002-0.005; pH indicator from a number of fluorone dyes and / or cements T 0.0015-0.002; as anticorrosive additives: dibasic organic acid from the range of butanedioic, pentanedioic, hexanedioic, heptanedioic, octanedioic, nonanedioic, decanedioic and / or their mixture and / or monobasic organic acid from the range of pentanoic, hexanoic, heptanoic, 2-ethylhexanoic and / or octane benzoic acid or a mixture of these acids and / or a mixture of secondary alcohols of the C8-C10 0-0.05 series; molybdenum-containing salts of alkali metals from the series sodium molybdate, lithium molybdate, potassium molybdate and / or ammonium molybdate, or a mixture thereof 0.024-0.051; alkali metal hydroxides from the series sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide or a mixture thereof 0.15-0.39; Trilon B (ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt) 0.0001-0.001; benzotriazole and / or its derivatives 0.101-0.246; polycyclic amines from the series of urotropine and its derivatives 0.09-0.212; nitrate alkali metals from the series sodium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate 0.100-0.256; alkali metal metasilicates from the series sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium metasilicate 0.038-0.093; borax 0.393-0.935; boric acid 0.051-0.196; water 2.5584-51.11. Due to the specified composition of the components, an improvement in the anti-corrosion properties of the coolant and an increase in the alkalinity reserve are achieved, which makes it possible to ensure a high service life of the coolant without replacement, equal to 150-200 thousand km of run.
Технический результат - автомобильная охлаждающая жидкость обладает более низкой коррозионной активностью, большим запасом щелочности, и, как следствие, более длительным сроком эксплуатации. Технический результат достигается за счет строгого соблюдения качественного и количественного состава охлаждающей жидкости и за счет использования нового антикоррозионного компонента - вторичных спиртов С8-С10.EFFECT: automobile coolant has a lower corrosiveness, a large reserve of alkalinity, and, as a consequence, a longer service life. The technical result is achieved through strict adherence to the qualitative and quantitative composition of the coolant and through the use of a new anti-corrosion component - secondary alcohols C8-C10.
Изобретение относится к антифризам - низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) автомобилей, сельскохозяйственных машин, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.The invention relates to antifreezes - low-freezing coolants and can be used to cool internal combustion engines (ICE) of cars, agricultural machines, special equipment, and also as a coolant in heat exchangers.
Как известно, к антифризам, используемым в системе охлаждения ДВС автомобильной техники, предъявляются жесткие требования по коррозионному и химическому воздействию на металлические и резиновые детали двигателей.As you know, the antifreezes used in the cooling system of the internal combustion engine of automotive vehicles are subject to stringent requirements for corrosive and chemical attack on metal and rubber parts of engines.
В России ГОСТ 28084-89 "Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия" нормирует основные показатели ОЖ на основе этиленгликоля (концентрата, ОЖ-40, ОЖ-65): внешний вид, плотность, температуру начала кристаллизации, коррозионное воздействие на металлы, вспениваемость, набухание резины и т.д. Но он не оговаривает состав и концентрацию присадок, а также смешиваемость жидкостейIn Russia, GOST 28084-89 "Low-freezing cooling fluids. General specifications" normalizes the main indicators of coolant based on ethylene glycol (concentrate, ОЖ-40, ОЖ-65): appearance, density, crystallization onset temperature, corrosive effect on metals, foaming, swelling of rubber, etc. But it does not specify the composition and concentration of additives, as well as the miscibility of liquids.
Импортные антифризы в основном соответствуют нормам ASTM и SAE. Они регламентируют свойства концентратов и антифризов, исходя из их основы (этиленгликоля или пропиленгликоля) и условий эксплуатации. Например, этиленгликолевых ОЖ:Imported antifreeze is mainly in accordance with ASTM and SAE standards. They regulate the properties of concentrates and antifreezes, based on their basis (ethylene glycol or propylene glycol) and operating conditions. For example, ethylene glycol coolants:
- ASTM D 3306 и ASTM D 4656 - для легковых автомобилей и малых грузовиков;- ASTM D 3306 and ASTM D 4656 - for cars and small trucks;
- ASTM D 4985 и ASTM D 5345 - для двигателей, работающих в тяжелых условиях (длительно эксплуатируемых в режимах, близких к максимальной мощности, на внедорожной технике, больших грузовиках, в стационарных силовых установках и т.п.).- ASTM D 4985 and ASTM D 5345 - for engines operating in severe conditions (long-term operation in modes close to maximum power, on off-road vehicles, large trucks, stationary power plants, etc.).
Кроме общих стандартов, многие изготовители автомобилей применяют свои спецификации, с дополнительными требованиями. Например, нормы General Motors USA - Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 603 8-М или система нормативов G концерна Volkswagen.In addition to general standards, many car manufacturers apply their own specifications, with additional requirements. For example, General Motors USA standards - Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 603 8-M or Volkswagen Group G standard system.
В настоящее время все известные охлаждающие жидкости можно разделить на три класса:Currently, all known coolants can be divided into three classes:
1. Охлаждающие жидкости, приготовленные по классической рецептуре с неорганическим пакетом присадок на основе борной кислоты, метасиликата натрия, нитратов и т.д. Российские производители называют их по своему усмотрению, кто-то использует в названии марки ОЖ термин "тосол", кто-то "антифриз".1. Coolants prepared according to the classical formulation with an inorganic additive package based on boric acid, sodium metasilicate, nitrates, etc. Russian manufacturers call them at their discretion, someone uses the term "antifreeze" in the name of the coolant brand, someone "antifreeze".
2. Охлаждающие жидкости с усовершенствованным по сравнению с первым классом пакетом присадок, приготовленные по так называемой "гибридной" рецептуре. В данном классе ОЖ помимо компонентов классического пакета присадок вводятся дополнительные компоненты, например соль карбоновой кислоты, молибдаты, некоторые классические присадки, наоборот, исключаются. Данный класс ОЖ предназначен главным образом для спецтехники, работающих в тяжело-нагруженных условиях, например, магистральных тягачей и грузовиков. Условия работы охлаждающей системы таких машин несколько иные, нежели в обычных легковых автомобилях.2. Coolants with an improved package of additives compared to the first class, prepared according to the so-called "hybrid" formulation. In this coolant class, in addition to the components of the classic additive package, additional components are introduced, for example, a carboxylic acid salt, molybdates, some classic additives, on the contrary, are excluded. This coolant class is intended mainly for special equipment operating in heavy-loaded conditions, for example, long-haul tractors and trucks. The operating conditions of the cooling system of such machines are somewhat different than in conventional passenger cars.
3. Самый современный класс ОЖ - охлаждающие жидкости, приготовленные на основе этиленгликоля и карбоксилатного пакета присадок. Механизм действия данного пакета присадок принципиально иной по сравнению с ингибирующим (коррозию) действием присадок ОЖ, приготовленных по классической рецептуре. Данный класс ОЖ также как и предыдущий называются исключительно "антифризами". В названии таких антифризов часто присутствует английское слово "Carbox", а на этикетке указывается, что антифриз содержит карбоксилатный пакет присадок.3. The most modern class of coolant - coolants prepared on the basis of ethylene glycol and a carboxylate additive package. The mechanism of action of this additive package is fundamentally different in comparison with the inhibiting (corrosion) effect of coolant additives prepared according to the classical formulation. This class of coolant as well as the previous one are called exclusively "antifreeze". The name of such antifreezes often contains the English word "Carbox", and the label indicates that the antifreeze contains a carboxylate additive package.
В последнее время в отношении легкового транспорта повсеместно наблюдается переход от классических тосолов (антифризов) к современным карбоксилатным антифризам. Если срок службы классического тосола составляет приблизительно 50-100 тыс. км пробега, после чего ОЖ рекомендуется полностью заменить, то карбоксилатные антифризы сохраняют все свои эксплуатационные свойства в течение 200-250 тыс. км и имеют еще ряд важных достоинств и преимуществ по сравнению с классическими тосолами (антифризами).Recently, in relation to light transport, a transition from classic antifreezes (antifreezes) to modern carboxylate antifreezes has been observed everywhere. If the service life of the classic antifreeze is approximately 50-100 thousand km of run, after which it is recommended to completely replace the coolant, then carboxylate antifreezes retain all their operational properties for 200-250 thousand km and have a number of important advantages and benefits compared to classical antifreeze (antifreeze).
В патентной литературе широко встречаются композиции охлаждающей жидкости на основе гликолей.Glycol-based coolant compositions are widely found in the patent literature.
В обзоре [http://coolantexperts.com/coolant_overview/the_future_of_coolant] сообщается, что в настоящее время большинство охлаждающих жидкостей двигателей в мировом рынке создано на основе этиленгликоля. Другие базовые варианты для охлаждающей жидкости - пропиленгликоль и вода. Существует небольшой процент пропиленгликолевого антифриза на рынке. Пропиленгликоль менее токсичен, чем этиленгликоль, однако, имеет более высокую цену. Даже несмотря на экологические преимущества пропиленгликоля, он по-прежнему производится не из возобновляемого сырья. Recochem использует возобновляемое сырье, чтобы сделать процесс получения антифриза более экологичным. Восстановленный этиленгликоль (с помощью перегонки, обратного осмоса и т.д.), считается более экологически приемлемым источником этиленгликоля и, таким образом, часть рынка, использующая такой вид сырья, постоянно увеличивается. Предпочтительным источником для восстановленного этиленгликоля, является отработанная охлаждающая жидкость. Recochem производит свой собственный восстановленный этиленгликоль в Канаде. Охлаждающие жидкости для двигателей внутреннего сгорания производятся на основе сочетания ингибиторов коррозии и деионизированной воды, а также ряда других компонентов в странах, где температура замерзания не является одним из определяющих показателей. При правильном использовании в системах охлаждения, вода имеет определенные преимущества по вязкости, теплопередаче и стоимости. Совсем недавно, выросла потребность в глицерине в качестве основы охлаждающей жидкости. Глицерин является гораздо более вязким, чем этиленгликоль, таким образом, решение по крайней мере этого вопроса, может частично ограничить его использование. В обзоре [Glycerin gets the green light for use in US engine coolants 16 April 2012 00:00 Source:ICIS Chemical Business (http://www.icis.com/resources/news/2012/04/16/9549969/glvcerin-gets-the-green-light-for-use-in-us-engine-coolants/)] сообщается, что разработано несколько ASTM для охлаждающей жидкости на основе глицерина, для использования как в обычных, так и тяжелых условиях эксплуатации автомобильных двигателей.The review [http://coolantexperts.com/coolant_overview/the_future_of_coolant] states that most engine coolants in the global market today are based on ethylene glycol. Other basic options for coolant are propylene glycol and water. There is a small percentage of propylene glycol antifreeze on the market. Propylene glycol is less toxic than ethylene glycol, however, it has a higher price. Even with the environmental benefits of propylene glycol, it is still not produced from renewable raw materials. Recochem uses renewable raw materials to make the antifreeze process more environmentally friendly. Recovered ethylene glycol (by distillation, reverse osmosis, etc.) is considered to be a more environmentally friendly source of ethylene glycol and thus the share of the market using this type of feed is constantly increasing. The preferred source for recovered ethylene glycol is waste coolant. Recochem manufactures its own recycled ethylene glycol in Canada. Internal combustion engine coolants are formulated with a combination of corrosion inhibitors and deionized water and a range of other components in countries where freezing point is not a determining factor. When used correctly in refrigeration systems, water has distinct advantages in viscosity, heat transfer and cost. More recently, there has been an increase in the need for glycerin as a coolant base. Glycerin is much more viscous than ethylene glycol, so addressing at least this issue may partially limit its use. In the review [Glycerin gets the green light for use in US engine coolants 16 April 2012 00:00 Source: ICIS Chemical Business (http://www.icis.com/resources/news/2012/04/16/9549969/glvcerin- gets-the-green-light-for-use-in-us-engine-coolants /)], it is reported that several ASTMs have been developed for glycerin-based coolants for use in both normal and heavy duty automotive engines.
В работе [Hudgens, R., Hercamp, R., Francis, J., Nyman, D. et al. An Evaluation of Glycerin (Glycerol) as a Heavy Duty Engine Antifreeze/Coolant Base. SAE Technical Paper 2007-01-4000, 2007, doi:10.4271/2007-01-4000] описаны несколько рецептур антифризов на основе глицерина. Кроме того, измерены следующие характеристики полученного продукта: коррозионная активность, температура кипения, температура замерзания, вязкость, термическая стабильность, набухаемость резин, токсичность.In [Hudgens, R., Hercamp, R., Francis, J., Nyman, D. et al. An Evaluation of Glycerin (Glycerol) as a Heavy Duty Engine Antifreeze / Coolant Base. SAE Technical Paper 2007-01-4000, 2007, doi: 10.4271 / 2007-01-4000] describes several formulations of glycerin-based antifreezes. In addition, the following characteristics of the obtained product were measured: corrosivity, boiling point, freezing point, viscosity, thermal stability, swelling of rubbers, toxicity.
В [Antifreeze composition: пат. 2174220А US, №228574; заявл. 06.09.1938, опубл. 26.09.1939; МПК С09K 5/20] описана охлаждающая жидкость, содержащая хлорид аммония (1 вес. часть), карбонат натрия (1 вес. часть), глицерин (2-3 вес. части), воду (4-6 вес. частей), гидроксид натрия (до рН=7,0). Установлено, что данный состав имеет температуру замерзания -10°С.In [Antifreeze composition: US Pat. US 2174220A, No. 228574; app. 09/06/1938, publ. 09/26/1939; IPC S09K 5/20] describes a coolant containing ammonium chloride (1 part by weight), sodium carbonate (1 part by weight), glycerin (2-3 parts by weight), water (4-6 parts by weight), hydroxide sodium (up to pH = 7.0). It was found that this composition has a freezing point of -10 ° C.
В патенте [Antifreeze concentrate, coolant composition, and preparation thereof: пат. 8062545 US. №12/852847; заявл. 09.08.2010; опубл. 22.11.2011] описан состав антифриза, включающий в себя 50-99,8% масс, гликолевого компонента из группы: алкиленгликолей, гликолевых моноэфиров, глицерина и их смеси; 0,1-5% мас. ингибиторов коррозии из ряда 2-этилгексановая кислота, изононановая кислота и 3,5,5-триметилгексановая кислота; гептановая кислота, октановая кислота, нонановая кислота, декановая кислота, ундекановая кислота, додекановая кислота, неодекановая кислота или их смеси.In the patent [Antifreeze concentrate, coolant composition, and preparation thereof: US Pat. 8062545 US. No. 12/852847; app. 08/09/2010; publ. 11/22/2011] describes the composition of antifreeze, which includes 50-99.8% of the mass, a glycol component from the group: alkylene glycols, glycol monoesters, glycerin and mixtures thereof; 0.1-5% wt. corrosion inhibitors from the series 2-ethylhexanoic acid, isononanoic acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid; heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, neodecanoic acid, or mixtures thereof.
Кроме того, глицерин в качестве основного компонента антифриза рассмотрен в патенте [Glycerin-containing antifreezing agent concentrates with corrosion protection: пат. 8454854 US. №13/043836; заявл. 09.03.2011; опубл. 04.06.2013]. Содержание глицеринового компонента составляет от 5 до 35% масс. Также в состав антифриза входят стандартные присадки - ингибиторы коррозии.In addition, glycerin as the main component of antifreeze is considered in the patent [Glycerin-containing antifreezing agent concentrates with corrosion protection: US Pat. 8454854 US. No. 13/043836; app. 03/09/2011; publ. 04.06.2013]. The content of the glycerol component is from 5 to 35% of the mass. Also, the antifreeze contains standard additives - corrosion inhibitors.
Известна также охлаждающая жидкость, содержащая, мас.%: гексаметафосфат щелочного металла 0,05-1,0; нитрит щелочного металла 0,08-0,10; тетраборат натрия 0,35-0,45; соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола 0,005-0,01; гидроксид щелочного металла 0,075-0,085; декстрин 0,04-0,05; кремнийорганический пеногаситель 0,010-0,012; краситель 0,001-0,0012; этиленгликоль 40,0-48,0; вода остальное и другие добавки (SU, патент N 1838362, кл. С09K 5/00, 1993).Also known is a coolant containing, wt%: alkali metal hexametaphosphate 0.05-1.0; alkali metal nitrite 0.08-0.10; sodium tetraborate 0.35-0.45; alkali metal salt of 2-mercaptobenzthiazole 0.005-0.01; alkali metal hydroxide 0.075-0.085; dextrin 0.04-0.05; organosilicon antifoam 0.010-0.012; dye 0.001-0.0012; ethylene glycol 40.0-48.0; water the rest and other additives (SU, patent N 1838362, CL 09K 5/00, 1993).
Известен антифриз, содержащий, мас.%: силикат щелочного металла 0,1; фосфат щелочного металла 1,6-2,2; тетраборат натрия 0,15-0,5; нитрат натрия 0,1-0,4; Na-меркаптобензтиазол 0,15-0,5; гидроксид щелочного металла 0,13; вода 0,12-0,13; пеногаситель, краситель (при необходимости; этиленгликоль остальное.Known antifreeze containing, wt%: alkali metal silicate 0.1; alkali metal phosphate 1.6-2.2; sodium tetraborate 0.15-0.5; sodium nitrate 0.1-0.4; Na-mercaptobenzthiazole 0.15-0.5; alkali metal hydroxide 0.13; water 0.12-0.13; antifoam, dye (if necessary; ethylene glycol rest.
Данный антифриз обладает недостаточной эффективностью из-за следующих недостатков. При выкипании воды (при полном испарении) в данном антифризе, имеющем основу в виде этиленгликоля, повышается температура замерзания состава до температуры замерзания самого этиленгликоля до -13°С, что в зимних условиях делает антифриз неработоспособным; из-за наличия в его составе нитрата натрия он оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека вследствие своей токсичности; кроме того, присутствие нитрата натрия в составе данного антифриза не позволяет использовать его совместно с другими антифризами в системах охлаждения автомобилей, содержащими, в частности, амины, так как при смешении нитрата натрия с аминами образуются высокотоксичные соединения - N-нитрозамины, обладающие канцерогенными свойствами.This antifreeze is insufficiently effective due to the following disadvantages. When water boils off (with complete evaporation) in this antifreeze, which is based in the form of ethylene glycol, the freezing point of the composition rises to the freezing point of ethylene glycol itself to -13 ° C, which makes the antifreeze inoperable in winter conditions; due to the presence of sodium nitrate in its composition, it has an adverse effect on the human body due to its toxicity; in addition, the presence of sodium nitrate in the composition of this antifreeze does not allow it to be used together with other antifreezes in car cooling systems containing, in particular, amines, since when sodium nitrate is mixed with amines, highly toxic compounds are formed - N-nitrosamines with carcinogenic properties.
Известны антифризы на основе гликолей, содержащие триэтаноламин, диэтаноламин, нитриты и нитраты щелочных металлов, бензотриазол, меркаптобензтиазол, бораты, молибдаты, дифосфонаты (JP патент 3197583, МПК7 С09K 5/00, C08L 11/02, опубл. 1991; US патент 5230819, МПК7 С09K 5/00, опубл. 1993; US патент 5352408, МПК7 C29F 11/167, опубл. 1994; US патент 5387360, МПК7 С09K 5/00, опубл. 1995; RU патент 2115685, МПК7 С09K 5/00, опубл. 1998; RU патент 2164929, МПК7 С09K 5/00, опубл. 2001). Однако эти антифризы оказывают вредное влияние на организм человека, ввиду наличия в их составе нитратов, аминов и молибдатов.Known glycol-based antifreezes containing triethanolamine, diethanolamine, alkali metal nitrites and nitrates, benzotriazole, mercaptobenzthiazole, borates, molybdates, diphosphonates (JP patent 3197583, IPC 7 CO9K 5/00, C08L 11/02, patent publ. 1991; US publ. , IPC 7 С09K 5/00, publ. 1993; US patent 5352408, IPC 7 C29F 11/167, publ. 1994; US patent 5387360, IPC 7 С09K 5/00, publ. 1995; RU patent 2115685, IPC 7 С09K 5 / 00, publ. 1998; RU patent 2164929, IPC 7 С09K 5/00, publ. 2001). However, these antifreezes have a harmful effect on the human body, due to the presence of nitrates, amines and molybdates in their composition.
Известен антифриз (SU 1806162 A3, 30.03.1993, см. описание к патенту РФ 1806162, М. кл.5 С09K 5/00, заявл. 18.02.1991 г., «Способ получения охлаждающей жидкости»). Данный антифриз содержит воду, этиленгликоль, гидрооксид натрия, бензойную кислоту, буру, нитрит натрия, нитрат калия, уранин, пеногаситель, метасиликат натрия. Недостаток данного антифриза заключается в невысоких антикоррозионных свойствах состава, снижающих эксплуатационные показатели.Known antifreeze (SU 1806162 A3, 03/30/1993, see the description to the patent of the Russian Federation 1806162, M. class 5 С09K 5/00, application. 02/18/1991, "Method of obtaining coolant"). This antifreeze contains water, ethylene glycol, sodium hydroxide, benzoic acid, borax, sodium nitrite, potassium nitrate, uranine, antifoam, sodium metasilicate. The disadvantage of this antifreeze lies in the low anticorrosive properties of the composition, which reduce performance.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является изобретение [Антифриз SU 1199785 А1, заявка №3751949, МКИ С09K 3/18, заявл. 06.08.1984, опубл. 23.12.1985): изобретение относится к антифризам - незамерзающим охлаждающим жидкостям, используемым в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Цель изобретения повышение коррозионной защиты черных и цветных металлов, а также повышение устойчивости к набуханию резинотехнических изделий. В дистиллированной воде последовательно растворяют гликоколь (-аминоуксусная кислота); триэтаноламин, бензотриазол; полиметилсилоксан (ПМС 200 А) и смешивают с этиленгликолем. Смесь тщательно размешивают и отстаивают. Недостатков данного изобретения является использование редких токсичных реагентов, относительно низкая антикоррозионная стойкость металлов в антифризе.Closest to the proposed invention is the invention [Antifreeze SU 1199785 A1, application No. 3751949, MKI C09K 3/18, Appl. 06.08.1984, publ. 12/23/1985): the invention relates to antifreezes - non-freezing coolants used in internal combustion engines (ICE). The purpose of the invention is to increase the corrosion protection of ferrous and non-ferrous metals, as well as to increase the resistance to swelling of rubber products. Glycocol (α-aminoacetic acid) is successively dissolved in distilled water; triethanolamine, benzotriazole; polymethylsiloxane (PMS 200 A) and mixed with ethylene glycol. The mixture is thoroughly stirred and defended. The disadvantages of this invention are the use of rare toxic reagents, relatively low corrosion resistance of metals in antifreeze.
Технической задачей изобретения является создание охлаждающей жидкости, обладающей более низкой коррозионной активностью, относительно более высоким резервом щелочности, с сохранением низкой температурой начала кристаллизации.The technical object of the invention is to provide a coolant having a lower corrosivity, a relatively higher reserve of alkalinity, while maintaining a low temperature of the onset of crystallization.
Предлагаемая охлаждающая жидкость включает при следующем соотношении компонентов, мас.%: этиленгликоль или смесь этиленгликоля с ди-, триэтиленгликолем и/или с глицерином 47,520-95,870; антивспениватель (полидиметисилоксан с вязкостью от 50 до 500 мм2/с) и/или пеногаситель Лапрол ПД-1 0,002-0,005; индикатор рН из ряда флуороновых красителей и/или цемактивов Т 0,0015-0,002; в качестве антикоррозионных присадок: двухосновная органическая кислота из ряда бутандиовая, пентандиовая, гександиовая, гептандиовая, октандиовая, нонандиовая, декандиовая и/или их смесь и/или одноосновная органическая кислота из ряда пентановая, гексановая, гептановая, 2-этилгексановая, октановая и/или бензойная кислота или смесь этих кислот и/или смесь вторичных спиртов ряда С8-С10 0-0,05; молибденсодержащие соли щелочных металлов из ряда молибдат натрия, молибдат лития, молибдат калия и/или молибдат аммония или их смесь 0,024-0,051; гидроксиды щелочных металлов из ряда гидроксид натрия, гидроксид лития, гидроксид калия или их смесь 0,15-0,39; трилон Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) 0,0001-0,001; бензотриазол и/или его производные 0,100-0,246; полициклические амины из ряда уротропина и его производных 0,09-0,212; азотнокислые щелочные металлы из ряда нитрат натрия, нитрат калия, нитрат лития 0,100-0,256; метасиликаты щелочных металлов из ряда метасиликат натрия, метасиликат калия, метасиликат лития 0,038-0,093; буру водную 0,393-0,935; борную кислоту 0,051-0,196; вода 2,5584-51,11. За счет указанного состава компонентов достигается улучшение антикоррозионных свойств охлаждающей жидкости и увеличение резерва щелочности, что позволяет обеспечивать высокий срок службы охлаждающей жидкости без замены, равный 150-200 тыс. км пробега.The proposed coolant includes at the following ratio of components, wt.%: Ethylene glycol or a mixture of ethylene glycol with di-, triethylene glycol and / or with glycerin 47.520-95.870; antifoam agent (polydimethysiloxane with a viscosity of 50 to 500 mm 2 / s) and / or antifoam agent Laprol PD-1 0.002-0.005; pH indicator from a number of fluorone dyes and / or cements T 0.0015-0.002; as anticorrosive additives: dibasic organic acid from the range of butanedioic, pentanedioic, hexanedioic, heptanedioic, octanedioic, nonanedioic, decanedioic and / or their mixture and / or monobasic organic acid from the range of pentanoic, hexanoic, heptanoic, 2-ethylhexanoic and / or octane benzoic acid or a mixture of these acids and / or a mixture of secondary alcohols of the C8-C10 0-0.05 series; molybdenum-containing salts of alkali metals from the series sodium molybdate, lithium molybdate, potassium molybdate and / or ammonium molybdate, or a mixture thereof 0.024-0.051; alkali metal hydroxides from the series sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide or a mixture thereof 0.15-0.39; Trilon B (ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt) 0.0001-0.001; benzotriazole and / or derivatives thereof 0.100-0.246; polycyclic amines from the series of urotropine and its derivatives 0.09-0.212; nitrate alkali metals from the series sodium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate 0.100-0.256; alkali metal metasilicates from the series sodium metasilicate, potassium metasilicate, lithium metasilicate 0.038-0.093; borax 0.393-0.935; boric acid 0.051-0.196; water 2.5584-51.11. Due to the specified composition of the components, an improvement in the anti-corrosion properties of the coolant and an increase in the alkalinity reserve are achieved, which makes it possible to provide a high service life of the coolant without replacement, equal to 150-200 thousand km of run.
Технический результат - автомобильная охлаждающая жидкость обладает более низкой коррозионной активностью, большим запасом щелочности, и, как следствие, более длительным сроком эксплуатации. Технический результат достигается за счет строгого соблюдения качественного и количественного состава охлаждающей жидкости и за счет использования нового антикоррозионного компонента - вторичных спиртов С8-С10.EFFECT: automobile coolant has a lower corrosiveness, a large reserve of alkalinity, and, as a consequence, a longer service life. The technical result is achieved through strict adherence to the qualitative and quantitative composition of the coolant and through the use of a new anti-corrosion component - secondary alcohols C8-C10.
Заявляемая охлаждающая жидкость отличается от прототипа введением новых компонентов и новым соотношением компонентов. Применение в предлагаемом составе охлаждающей жидкости новых компонентов и найденное соотношение всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые проявляются только в указанном техническом решении, а именно более низкой коррозионной активностью, относительно более высоким резервом щелочности, с сохранением низкой температурой начала кристаллизации.The claimed coolant differs from the prototype by the introduction of new components and a new ratio of components. The use of new components in the proposed composition of the coolant and the found ratio of all ingredients provides such properties that are manifested only in the specified technical solution, namely, lower corrosivity, a relatively higher alkalinity reserve, while maintaining a low crystallization onset temperature.
Для увеличения срока эксплуатации охлаждающей жидкости важно, чтобы, запас щелочности составлял величину более 10 см3. Из полученных данных следует, что разработанная охлаждающая жидкость имеет более высокий запас щелочности (33,8 см3) по сравнению с прототипом, запас щелочности которого составляет 6,8-15,0 см3. Одной из ключевых характеристик любой охлаждающей жидкости является температура начала кристаллизации, поскольку этот параметр определяет температурный предел применения жидкости. Чем ниже температура кристаллизации охлаждающей жидкости - тем более универсальной она является, поскольку позволяет применять ее в более широком температурном интервале. Полученные экспериментальные данные указывают на то, что для разработанной жидкости характерны аналогичные прототипу низкие значения температуры начала кристаллизации. Что касается коррозионной активности разрабатывамой охлаждающей жидкости, то по сравнению с прототипом наблюдается значительное уменьшение коррозионного воздействия на сталь, чугун и медь при равных условиях проведения коррозионных испытаний.To increase the service life of the coolant, it is important that the alkalinity reserve is more than 10 cm 3 . From the data obtained, it follows that the developed coolant has a higher alkalinity reserve (33.8 cm 3 ) compared to the prototype, the alkalinity reserve of which is 6.8-15.0 cm 3 . One of the key characteristics of any coolant is the onset of crystallization temperature, as this parameter determines the temperature limit for the application of the fluid. The lower the crystallization temperature of the coolant, the more versatile it is, since it allows it to be used in a wider temperature range. The experimental data obtained indicate that the developed liquid is characterized by low values of the crystallization onset temperature similar to the prototype. With regard to the corrosiveness of the developed coolant, in comparison with the prototype, there is a significant decrease in the corrosive effect on steel, cast iron and copper under equal conditions of corrosion tests.
Таким образом, сравнительный анализ показал, что по ключевым первичным характеристикам, разработанная охлаждающая жидкость превосходит прототип. По сравнению с прототипом, коррозионные потери на сталь, чугун и медь на поверхностях составляют величину 0,6, 0,6 и 1,0 мг соответственно.Thus, the comparative analysis showed that the developed coolant surpasses the prototype in terms of key primary characteristics. Compared with the prototype, corrosion losses on steel, cast iron and copper on the surfaces are 0.6, 0.6 and 1.0 mg, respectively.
Технология приготовления предлагаемой охлаждающей жидкости заключается в растворении в воде при температуре 20-80°С антикоррозионных присадок, антивспенивателя, индикатора рН, с последующим смешением раствора присадок с этиленгликолем или смесью этиленгликоля с ди-, триэтиленгликолем и/или с глицерином. Полученную смесь фильтруют и получают готовый продукт. Компоненты, входящие в рецептуру предлагаемой охлаждающей жидкости не дефицитны и производятся промышленным способом.The technology for preparing the proposed coolant consists in dissolving anticorrosive additives, antifoaming agent, pH indicator in water at a temperature of 20-80 ° C, followed by mixing the additive solution with ethylene glycol or a mixture of ethylene glycol with di-, triethylene glycol and / or with glycerin. The resulting mixture is filtered to obtain the finished product. The components included in the formulation of the proposed coolant are not in short supply and are produced industrially.
Определение резерва щелочности проводят по методике ASTM-1121. Водородный показатель рН измеряют в 50%-ных растворах образцов антифризов по методике ASTM-1287.Determination of the reserve of alkalinity is carried out according to the method ASTM-1121. The pH is measured in 50% solutions of antifreeze samples according to the ASTM-1287 method.
Коррозионные испытания проводят на 50%-ных растворах по методике ASTM D-1384 в течение 336 ч при 88±1°С с аэрацией воздухом.Corrosion tests are carried out on 50% solutions according to the ASTM D-1384 method for 336 hours at 88 ± 1 ° C with air aeration.
Определение температуры начала кристаллизации проводят в соответствии с методикой ASTM D 1177.Determination of the crystallization onset temperature is carried out in accordance with the ASTM D 1177 method.
В таблице 1 приведены составы образцов заявляемой охлаждающей жидкости, а в таблице 2 - их свойства по сравнению с прототипом. Из данных таблицы 2 видно, что предлагаемая охлаждающая жидкость имеет более низкую коррозионную активностью, относительно более высокий резерв щелочности, чем прототип, с сохранением низкой температурой начала кристаллизации.Table 1 shows the compositions of the samples of the inventive coolant, and in table 2 - their properties in comparison with the prototype. From the data in table 2 it can be seen that the proposed coolant has a lower corrosivity, a relatively higher reserve of alkalinity than the prototype, while maintaining a low temperature of the onset of crystallization.
Пример 1.Example 1.
В емкость помещают 51,110 г воды и постепенно растворяют в нем 0,0025 г полидиметилсилоксана-200А, 0,0015 г Цемактива зеленого БФ-2Ж, 0,05 г октанола-2, 0,024 г молибдата натрия и 0,151 г гидроксида натрия, 0,0004 г трилона Б, 0,091 г уротропина и 0,101 г толилтриазола. Далее к смеси добавляют 0,101 г нитрат натрия; 0,038 г пятиводный метасиликат натрия; буру пятиводную 0,393 г; борную кислоту 0,051 г. Перемешивают в течение 1,0 часа при температуре 20-40°С и затем добавляют 47,8856 г этиленгликоля. Далее смесь перемешивают при температуре 20-80°С в течение 1,0 ч до полного растворения всех компонентов.51.110 g of water is placed in a container and gradually 0.0025 g of polydimethylsiloxane-200A, 0.0015 g of Zemaktiv green BF-2Zh, 0.05 g of octanol-2, 0.024 g of sodium molybdate and 0.151 g of sodium hydroxide, 0.0004 g Trilon B, 0.091 g of urotropine and 0.101 g of tolyltriazole. Next, 0.101 g of sodium nitrate is added to the mixture; 0.038 g sodium metasilicate pentahydrate; borax pentahydrate 0.393 g; boric acid 0.051 g. Stirred for 1.0 hour at a temperature of 20-40 ° C and then add 47.8856 g of ethylene glycol. Then the mixture is stirred at a temperature of 20-80 ° C for 1.0 h until all components are completely dissolved.
В таблице 1 (примеры 1-19) представлены составы предложенной охлаждающей жидкости, приготовленные в условиях, описанных в примере 1.Table 1 (examples 1-19) shows the compositions of the proposed coolant, prepared under the conditions described in example 1.
В таблице 2 приведено сравнение наиболее коррозионно безопасного прототипа с предлагаемой охлаждающей жидкостью.Table 2 shows a comparison of the most corrosion-safe prototype with the proposed coolant.
Таким образом, сравнительный анализ показал, что по ключевым первичным характеристикам разработанная охлаждающая жидкость превосходит прототип.Thus, the comparative analysis showed that the developed coolant surpasses the prototype in terms of key primary characteristics.
Дальнейшее увеличение содержания противокоррозионных компонентов не приводит к значимому уменьшению коррозионного воздействия охлаждающей жидкости на металлы и сплавы, однако значительно снижает запас щелочности и увеличивает себестоимость продукта.A further increase in the content of anti-corrosive components does not lead to a significant decrease in the corrosive effect of the coolant on metals and alloys, however, it significantly reduces the alkalinity reserve and increases the cost of the product.
Увеличение содержания пеногасителя и антивспенивателя также экономически нецелесообразно и ухудшает эксплуатационные свойства охлаждающей жидкости.An increase in the content of antifoam and antifoam is also economically impractical and degrades the performance properties of the coolant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135379A RU2748914C2 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Formulation of car cooling agent with prolongated service time |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019135379A RU2748914C2 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Formulation of car cooling agent with prolongated service time |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019135379A3 RU2019135379A3 (en) | 2021-05-06 |
| RU2019135379A RU2019135379A (en) | 2021-05-06 |
| RU2748914C2 true RU2748914C2 (en) | 2021-06-01 |
Family
ID=75850017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019135379A RU2748914C2 (en) | 2019-11-06 | 2019-11-06 | Formulation of car cooling agent with prolongated service time |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748914C2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213119C2 (en) * | 2001-08-20 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Макромер" | Cooling fluid |
| RU2249634C2 (en) * | 2000-06-23 | 2005-04-10 | Атофина | Corrosion-inhibiting compositions for liquid heat carriers |
| RU2253663C1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-10 | Открытое акционерное общество "Сибур-Нефтехим" | Coolant fluid |
-
2019
- 2019-11-06 RU RU2019135379A patent/RU2748914C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2249634C2 (en) * | 2000-06-23 | 2005-04-10 | Атофина | Corrosion-inhibiting compositions for liquid heat carriers |
| RU2213119C2 (en) * | 2001-08-20 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Макромер" | Cooling fluid |
| RU2253663C1 (en) * | 2003-12-02 | 2005-06-10 | Открытое акционерное общество "Сибур-Нефтехим" | Coolant fluid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2019135379A3 (en) | 2021-05-06 |
| RU2019135379A (en) | 2021-05-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4759864A (en) | Corrosion-inhibited antifreeze formulation | |
| EP0487194B1 (en) | Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition containing aromatic carboxylic acid | |
| US4561990A (en) | High lead solder corrosion inhibitors | |
| CN101319134A (en) | Long-acting liquid coolant not containing ethylene glycol | |
| ZA200502912B (en) | Method for cooling high temperature engines | |
| AU2019204001B2 (en) | Extended operation engine coolant composition | |
| JP3571344B2 (en) | Non-aqueous heat transfer fluid | |
| KR20040039273A (en) | Non-aqueous heat transfer fluid and use thereof | |
| EP0479471B1 (en) | Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition containing cyclohexane acid | |
| CA2308195C (en) | Silicate free antifreeze composition | |
| EP0479470A1 (en) | Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition | |
| JP2007511646A (en) | Non-toxic aqueous solution against freezing and corrosion and regenerator of antifreeze used | |
| RU2748914C2 (en) | Formulation of car cooling agent with prolongated service time | |
| CZ292551B6 (en) | Antifreeze agent | |
| EP0189833A1 (en) | Use of methylene azelaic acid as a corrosion inhibitor | |
| DK2778208T3 (en) | ADDITIVE TO ENGINE REFRIGERANT | |
| RU2751880C2 (en) | Coolant formulation | |
| RU2748916C2 (en) | Formulation of car cooling agent for exploitation in super severe conditions | |
| US20090289215A1 (en) | Antifreeze coolant composition having high heat-oxidation resistance | |
| RU2748915C2 (en) | Formulation of car cooling agent compatible with other cooling agents | |
| RU2751879C2 (en) | Automotive coolant formulation | |
| US20040099839A1 (en) | Non-aqueous heat transfer fluid and use thereof | |
| KR100738139B1 (en) | Composition of antifreezing liquid | |
| RU2263131C1 (en) | Antifreeze concentrate | |
| RU2290425C1 (en) | Super-concentrate used in preparing antifreezes and heat carrier |