Патент на изобретение №2164929
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) АНТИФРИЗ
(57) Реферат: Изобретение относится к теплообменной технике. Антифриз содержит вес.%: этиленгликоль 32,0-53,0, бура 0,1-0,6, нитрит натрия 0,5-0,9, триэтаноламин 0,01-0,07, бензотриазол 0,01-0,03, одномодульное жидкое стекло 0,02-0,08, декстрин 0,02-0,06, продукт осернения глицерина концентрированной серной кислотой 0,01-0,03, антивспениватель, содержащий бутанол и полиметилсилоксан в соотношении вес.ч 25:1, – 0,03-0,07, вода – остальное. Технический результат – обеспечение высокой (не более 0,05 г/м2сут) коррозионной стойкости черных цветных металлов, а также их сплавов по отношению к антифризу. 2 табл. Изобретение относится к теплообменной технике, а более конкретно к составу низкозамерзающего жидкого хладоносителя для охлаждающих систем, где необходима высокая коррозионная стойкость деталей и узлов из цветных, черных металлов и их сплавов. Из предшествующего уровня техники известны попытки решения проблемы по обеспечению высокой коррозионной стойкости герметичных охлаждающих систем, работающих длительное время (до 5 лет) и включающих элементы из алюминиевых сплавов, стали, чугуна, меди, латуни, припоя и т.п., путем получения низкозамерзающего жидкого хладоносителя на основе этиленгликоля. Так, в патенте (RU N 1199785, A, 1985 г.) описан антифриз, включающий, мас.%: энтиленгликоль 25,0 -93, гликоколь 0,2-0,94, триэтаноламин 0,24-1,59, бензотриазол 0,04-0,15, полиметилсилоксан 0,005-0,025 и воду – остальное. В этой композиции ингибиторами коррозии являются гликоколь, триэтаноламин и бензотриазол, при этом гликоколь обеспечивает буферную среду и в сочетании с триэтаноламином создает устойчивую щелочную среду с резервом щелочности 10,2-21,76. Недостаток известного антифриза заключается в том, что он не обеспечивает надежной защиты черных и цветных металлов от коррозии: коррозионное воздействие на цветные металлы [г/м2сут] составляет 0,9-1,2, на припой – 0,4, и на чугун – 0,2. Кроме того, известный антифриз не обеспечивает стабильности теплообменных характеристик охлаждающих систем из-за появления в процессе работы налета на внутренних металлических поверхностях. Известен также антифриз (см. авторское свидетельство SU N 1075725, A, 1982 г. ), взятый в качестве прототипа и содержащий жидкость с низкой температурой замерзания (этиленгликоль 25,75-92,55 мас.%), ингибиторы коррозии (буру 0,44-1,55 мас.%; нитрит натрия 0,06-0,25 мас.%; триэтаноламин 0,13-0,47 мас. %; бензотриазол 0,01-0,03 мас.%), антивспениватель – полиметилсилоксан 0,01-0,025 мас.% и воду (остальное). Этот антифриз, благодаря наличию буры (натрия тетраборнокислого десятиводного), обладает моющим свойством, в результате чего не образуется налета на внутренних металлических поверхностях охлаждающей системы, а следовательно, теплообменные параметры охлаждающей системы остаются стабильными во времени. Неорганические соли (бура и нитрит натрия) совместно с триэтаноламином создают щелочную реакцию и, образуя буферную смесь, обеспечивают устойчивую щелочную среду с резервом щелочности 10,6-14,6. Однако использование вместо гликоколя указанных выше неорганических солей не обеспечивает надежной защиты систем охлаждения современных двигателей внутреннего сгорания, в которых используются тонкостенные теплообменные конструкции из алюминиево-марганцевых сплавов, что является основным недостатком известного антифриза. Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению высокой (не более 0,05 г/м2сут) коррозионной стойкости черных, цветных металлов, а также их сплавов при воздействии на них антифриза. Поставленная задача решена тем, что антифриз, содержащий этиленгликоль, буру, нитрит натрия, триэтаноламин, бензотриазол, антивспениватель и воду, согласно изобретению дополнительно содержит одномодульное жидкое стекло и продукт осернения глицерина концентрированной серной кислотой, при следующем соотношении компонентов, вес. %: этиленгликоль 32,0-53,0, бура 0,1-0,6, нитрит натрия 0,5-0,9, триэтаноламин 0,01-0,07, бензотриазол 0,01-0,03, одномодульное жидкое стекло 0,02-0,08, декстрин 0,02-0,06, продукт осернения глицерина концентрированной серной кислотой 0,01-0,03, антивспениватель 0,03-0,07, вода – остальное. Кроме того, в качестве антивспенивателя целесообразно использовать смесь бутанола и полиметилсилоксана в соотношении весовых частей, равном 25:1. Преимущество предложенного антифриза перед известными заключаются в том, что, благодаря введению дешевых дополнительных ингибиторов коррозии, обеспечивается существенное снижение его коррозионного воздействия на такие металлы, как алюминий и его сплавы, медь, латунь, сталь, чугун, а также припой, что позволяет использовать его в системах охлаждения двигателя внутреннего сгорания, снабженных радиаторами из алюминиевых сплавов, обладающих высокой теплопроводностью. Следует отметить, что, если само по себе использование кремнекислого натрия (жидкого стекла) в качестве ингибитора коррозии в антифризах известно (см. патент RU N 1658205), то жидкое стекло с силикатным модулем M = 1,0 использовано впервые. Также впервые использован продукт осернения глицерина концентрированной серной кислотой (C3H5(OH)3:H2SO4  1:1).
Использование жидкого стекла с силикатным модулем, равным единице, обеспечивает наряду с высокими защитными свойствами стабильность антифриза во времени. Продукт реакции осернения глицерина концентрированной серной кислотой – единственно известный пока ингибитор, обладающий кислой реакцией, что обеспечивает резкое усиление уровня защиты.
Предлагаемый антифриз готовится известным способом, а именно: последовательным растворением всех добавок в воде и введением их в этиленгликоль, количество которого (32,0-53,0 вес.%) выбирается исходя из требуемой температуры замерзания антифриза.
Изобретение поясняется конкретными параметрами, характеризующими содержание ингибиторов коррозии в антифризе (таблица 1).
Коррозионные испытания предлагаемой композиции в отношении металлов системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания производились согласно ГОСТу 28084-89. Результаты этих испытаний приведены в таблице 2.
Из приведенных примеров следует, что предлагаемая композиция является оптимальной и обеспечивает требуемый технический результат.
Предлагаемый антифриз обеспечивает стабильный (до пяти лет) резерв щелочности (соответственно для первого, второго и третьего примеров – 10,0-11,0; 12,0-13,0; 14,0-16,0). Соответственно водородный показатель pH для вышеприведенных примеров имеет следующие значения 7,5-9,0; 8,0-10,0 и 10,0-11,0. Таким образом, нижний предел количества ингибиторов коррозии в предлагаемом антифризе определяется получением величины коррозионного воздействия на металлы и припой не выше 0,05 г/м2сут, а верхний предел – возможностью сдвигов pH за счет увеличения весового количества добавок в антифризе.
Использование в качестве антивспенивателя смеси бутанола и полиметилсилоксана в соотношении 25:1 по весу обеспечивает устойчивость пены в течение 2-5 сек и существенно снижает вязкость предложенного антифриза при низких температурах, что позволяет снизить затраты энергии на перекачку хладоносителя.
Предложенный антифриз может быть использован в различных областях техники, однако наибольший эффект может быть достигнут при использовании его в системах охлаждения, содержащих радиаторы из высокотеплопроводных алюминиевых сплавов.
Формула изобретения
Этиленгликоль – 32,0 – 53,0 Бура – 0,1 – 0,6 Нитрит натрия – 0,5 – 0,9 Триэтаноламин – 0,01 – 0,07 Бензотриазол – 0,01 – 0,03 Одномодульное жидкое стекло – 0,02 – 0,08 Декстрин – 0,02 – 0,06 Продукт осернения глицерина концентрированной серной кислотой – 0,01 – 0,03 Антивспениватель, содержащий бутанол, полиметилсилоксан в соотношении вес.ч. 25 : 1 – 0,04 – 0,07 Вода – Остальное РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 24.12.2005
Извещение опубликовано: 10.12.2006 БИ: 34/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
