Патент на изобретение №2297433

(54) АНТИФРИЗ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве охлаждающих жидкостей, применяемых для охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей, сельскохозяйственных машин, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Антифриз содержит 30,0-70,0% воды, 0,15-0,38% буры, 0,03-0,08% нитрита натрия, 0,008-0,015% полиметилсилоксана, 0,15-0,38% борной кислоты, гидроокись натрия 0,05-0,30% гидроокиси натрия, 0,05-0,10% метасиликата натрия, 0,05-0,20% натрия углекислого безводного, 0,002-0,004% красителя, остальное – этиленгликоль. Обеспечивается высокая коррозионная защита антифриза по отношению к конструкционным материалам (меди, латуни, припою, стали, чугуну, алюминию), стабильность смеси, высокий резерв щелочности, а также его экологическая безопасность. Кроме того, все компоненты антифриза отличаются дешевизной и доступностью. 4 табл.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве охлаждающих жидкостей, применяемых для охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей, сельскохозяйственных машин, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Известны антифризы на основе гликолей, содержащие триэтаноламин, диэтаноламин, нитриты и нитраты щелочных металлов, бензотриазол, меркаптобензтиазол, бораты, молибдаты, дифосфонаты (JP патент 3197583, МПК 7 С 09 К 5/00, С 08 L 11/02, опубл. 1991; US патент 5230819, МПК 7 С 09 К 5/00, опубл. 1993; US патент 5352408, МПК 7 С 29 F 11/167, опубл. 1994; US патент 5387360, МПК 7 С 09 К 5/00, опубл. 1995; RU патент 2115685, МПК 7 С 09 К 5/00, опубл. 1998; RU патент 2164929, МПК 7 С 09 К 5/00, опубл. 2001). Однако эти антифризы оказывают вредное влияние на организм человека, ввиду наличия в их составе нитратов, аминов и молибдатов.

Известен антифриз (SU 1806162 A3, 30.03.1993, см. описание к патенту РФ 1806162, М.кл. 5 С 09 К 5/00, заявл. 18.02.91 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.

Наиболее близким по составу и свойствам к предлагаемому является антифриз (RU патент 1075725, МПК С 09 К 5/00, опубл. 1996) на основе этиленгликоля, буры, бензотриазола, нитрита натрия, триэтаноламина, пеногасителя, красителя и воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Этиленгликоль 25,75-92,55

Бура 0,44-1,55

Бензотриазол 0,01-0,03

Нитрит натрия 0,06-0,25

Триэтаноламин 0,13-0,47

Полиметилсилоксан 0,01-0,25

Вода – до 100.

Состав антифриза, выбранный в качестве прототипа, имеет ряд недостатков. Одним из недостатков является образование в водной среде при взаимодействии вторичных аминов с нитритом натрия N-нитрозоаминов, обладающих канцерогенными свойствами. Другой недостаток – недостаточная стабильности смеси. Кроме того, антифриз обладает невысокими антикоррозионными свойствами.

Технической задачей данного изобретения является повышение антикоррозионных свойств антифриза по отношению к черным и цветным металлам (чугуну, стали, алюминию, меди, латуни, припою), повышение стабильности смеси при разбавлении антифриза водой, улучшение экологических свойств антифриза, а также доступность и дешевизна антифриза.

Поставленная задача достигается тем, что антифриз, включающий этиленгликоль, воду, буру и нитрит натрия, согласно изобретению дополнительно содержит метасиликат натрия, натрий углекислый безводный, борную кислоту и гидроокись натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вода – 30,0-70,0

Бура – 0,15-0,38

Нитрит натрия – 0,03-0,08

Полиметилсилоксан – 0,008-0,015

Борная кислота – 0,15-0,38

Гидроокись натрия – 0,05-0,30

Метасиликат натрия – 0,05-0,10

Натрий углекислый безводный – 0,05-0,20

Краситель – 0,002-0,004

Этиленгликоль – остальное.

Отличие заявляемого антифриза заключается в дополнительном включении в состав метасиликата натрия, натрия углекислого безводного, борной кислоты, гидроокиси натрия, а также в выборе количества буры, борной кислоты, натрия углекислого безводного.

Количество буры, равное 0,15-0,38%, количество борной кислоты, равное 0,15-0,38%, количество натрия углекислого безводного, равное 0,05-0,20%, от общей массы получаемого антифриза обеспечивает стабильность смеси, за счет образования буферной смеси.

Применение в данном составе антифриза новых ингибиторов в сочетании с известными ингибиторами обеспечивает свойства, которые проявляются только в указанном техническом решении: низкая токсичность, значительный резерв щелочности, высокая коррозийная стабильность антифриза относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий).

В качестве красителя используют любой спиртоводорастворимый краситель, например краситель кислотный ярко-голубой “З” (ТУ 6-14-391-76).

Заявляемый антифриз не содержит бензотриазол, который является дорогостоящим и труднодоступным реактивом.

Состав и количество остальных компонентов выбраны из условия соответствия заявляемого антифриза требованиям и нормам ГОСТ 28084-89 «Жидкости охлаждающие низкозамерзающие. Общие технические условия».

Антифриз готовят следующим образом: в дистиллированной воде последовательно растворяют буру, борную кислоту, метасиликат натрия, нитрит натрия, гидроокись натрия, натрий углекислый безводный, полиметилсилоксан, краситель и перемешивают в течение часа до полного растворения компонентов, затем смешивают с этиленгликолем. Смесь тщательно размешивается и отстаивается.

Примеры композиций антифризов приведены в таблице 1.

Основные физико-химические свойства предлагаемого антифриза предложенного состава приведены в таблице 2.

Коррозионное воздействие на металлы определяют потерей веса (г/м²·сут) металлических пластин установленного размера в среде антифриза с аэрацией воздухом в течение 336 ч при температуре 88±2°С согласно пункту 4.5 ГОСТ 28084-89. Резерв щелочности определяют потенциометрическим титрованием 20 см³ антифриза с рН-метром по расходу, (см³) 0,1 н. раствора соляной кислоты до рН 5,5 согласно пункту 4.9 ГОСТ 28084-89. Водородный показатель рН определяют потенциометрическим методом по ГОСТ 22567.5-93 с использованием стеклянного и хлорсеребряного электродов согласно пункту 4.8 ГОСТ 28084-89.

Результаты коррозионных испытаний композиций антифризов из примеров 1-6 приведены в таблице 3. Уменьшение количества метасиликата натрия ниже 0,03% от общей массы получаемого антифриза вызывает усиление коррозии припоя меди (пример №5), а увеличение количества нитрита натрия выше 0,08% от общей массы получаемого антифриза вызывает коррозию алюминия и припоя (пример №6). Композиции антифризов из примеров 1-6 обладают достаточно высокими антикоррозионными свойствами. Подобранное соотношение смеси метасиликата натрия и нитрита натрия обуславливает отсутствие коррозии на стали и снижение коррозии на чугуне, а смесь буры и метасиликата натрия обеспечивает улучшение антикоррозийных свойств антифриза по отношению к цветным металлам, в отличие от прототипа. При значении рН ниже 8 антикоррозионные свойства нитрита натрия ослабевают по отношению к цветным металлам (медь, припой).

Результаты стабильности смеси при разбавлении водой антифризов из примеров 1-6 приведены в таблице 4. Составы 1-6, включающие в себя смесь буры и борной кислоты в подобранном количественном соотношении, позволили получить буферную смесь, при этом величина рН держалась стабильно. Буферное действие буры объясняется возникновением в процессе гидролиза кислот и оснований, обеспечивающих устойчивую щелочность. Что касается прототипа, то количество буры, равное 0,44-1,55 от общей массы антифриза, вследствие ее малой растворимости в воде, не обеспечивает стабильности смеси.

Таким образом, применение в составе антифриза согласно изобретению новых компонентов в сочетании с известными и заданное соотношение всех ингредиентов обеспечивает высокую коррозионную защиту жидкости по отношению к конструкционным материалам (меди, латуни, припою, стали, чугуну, алюминию), достаточную стабильность смеси, высокий резерв щелочности, экологическую безопасность. Кроме того, все компоненты заявляемого антифриза отличаются дешевизной и доступностью.

Формула изобретения

Антифриз, содержащий этиленгликоль, воду, буру, нитрит натрия, полиметилсилоксан, пеногаситель и краситель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит борную кислоту, гидроокись натрия, натрий углекислый безводный и метасиликат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 25.05.2008

Извещение опубликовано: 10.06.2010 БИ: 16/2010