Охлаждающая жидкость

,6 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Применение: для охлаждения двиИзобретение относится к химической технологии, в частности к низкозамерэающии охлаждающим жидкостям, применяемым для охлаждения двигателей внутреннего сгорания автомобилей,Известен состав охлаждающей жидкости, включающий, мас.",:Этиленгликоль 58Бензоат натрия 2,0Тетраборат натрия(бура)Нитрит натрия5-Дихлор,2-дигидроксидифенилиетан 0,06Бензотриазол 0,0530.","ная водная эмульсил полидиметилсилок,Ж 1822407 АЗ гателей внутреннего сгора нил а втоиобилей. Сущность изобретения: предложенный состав охлаждающей жидкостина основе этиленгликолл включает,мас.,.; бензоат щелочного металла 1,04,0; салицилат щелочного металла0,05-0,5; нитрит щелочного металла0,1-0,5; бура О,С"2,0; натриевая соль2"иеркаптобензтиазола 0,05-0,5; циклогексанон 0,05-0,5; о-фенилендиаиин.0,05-0,5; борная кислота 0,05-0,5;жидкое стекло (модуль 1"1 О) 0,1-0,2;кремнийорганицеская эмульсия 0,01,0,04. вода 1,0-5,0; краситель 0,0010,002; этиленгликоль остальное, чтообеспечивает повышение ее коррозионной стойкости. 4 табл,Иэ представленного состава очевидно, что охлаждающая жидкость не защицена от коррозионного воздействияна алюииний, цто приведет к его сильноиу корродированию.Кроме того, отсутствие ингибитора,защищающего резины, и низкое содержание буры (следствие этого - недостаточный резерв щелочности) снижаетсрок службы охлаждающей жидкости этого состава,Наиболее близкой по своим свойствам и составу к залвляемой охлаждающей жидкости является состав, включающий мас.Ф:Толилтриазол 0,2Нитрит щелочного металла 0,3Бензоат щелочного металла 2Силикат щелочного металла (жидкое стекло)(50 водный раствор) 0,2Бура (НаВ 40 т 1 ОНО) 165Вода, краситель иэтиленгпиколь Остальное Охлаждающая жидкость отличается следующими показателями корроэионной стойкости по отношенио к металлам (методы испытания - методика АСТМ Л-70 (К 75) (по потере массы, мг):Медь 3Припой 2Латунь 3СтальЧугун 3Ллюминий 6Очевидно, что показатели коррозионной стойкости по алюминию уступают требованиям сегодняшнего дня (см.ГОСТ 28084-89), которые составляют 5 мг (по потере массы). 15 Поставленная цель достигается тем, что охлаждающая жидкость на основе гликоля, включает бензоат щелочного металла, нитрит щелочного металла, буру, жидкое стекло, салицилат щелочного металла, натриевую соль 2- меркаптобензтиазола, циклогексанон, 4 О о-фенилендиамин, краситель, воду, кремнийорганическую эмульсию и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:Бензоат щелочного металла (натрия, калия)Сапицилат щелочного металла (натрия, калия) 0,05-0,5Нитрит щелочного металла (натрия)Бура (тетраборат натрия)Циклогексаноно-ФенилендиаминБорная кислотаЖидкое стекло (модульЕ)Кремнийорганическалэмульсия ЭЛП"40 0,01-0,04 0,1-0,5 0,8-2,0 0,05-0,5 0,05-0,5 0,05-0,5 55 1 О, 1-0,225Кроме того, в составе композицииотсутствует ингибитор, предотвращаю.щий набухание резин в процессе эксплуатации охлаждающей жидкости,Целью настоящего изобретения явля Оется повышение корроэионной стойкости охлаждающей жидкости, ВодаКраситель 1 3 кислотный ярко-голубой 0,001-0,002Этиленгликоль ОстальноеПредлагаемый состав охлаждающей жидкости при последующем разбавлении водой в определенном соотношении позволяет получить антифризы с заданной температурой замерзания от -65 до -20 С.Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая охлаждающая жидкость отличается от известной введением 7 новых компонентов и новым соотношением компонентов, Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".Применение в предлагаемом составе охлаждающей жидкости новых компонентов в сочетании с известными и най 0,1-5,0 денное соотношение всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые проявляются только в указанном техническом решении, а именно: высокая коррозионная стойкость жидкости относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий, резина), При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличйяи,1 ; ЬНазначение отличительных компонентов:салицилат щелочного металла (натрия, капелл) - ингибитор коррозии цветных металлов (припой);циклогексанон - ингибитор коррозии цветных металлов (латунь);о-фенилендиамин, борная кислота и нитрит натрия - ингибиторы коррозии цветных металлов (медь)жидкое стекло - ингибитор коррозии цветных металлов (алюминий);кремнийорганическая эмульсия ЭЛП - пеногаситель, обеспечивающий снижение пенообразования,краситель Г 3 кислотный ярко-голубой, обеспечивающий интенсивность окраски охлаждающей жидкости (мера безопасности).Характеристики компонентов, входящих в состав заявляемой охлаждающей жидкости:103,3 г 1,4 г 5,2 г 5 18этиленгликоль ГОСТ 19710-83 высший сорт, 1 сорт;вода дистиллированная ГОСТ 670972;бензоат натрия ТУ 6-09-2785-78марки "ч", бензоат калия ТУ 6-093015-77 марки нчф;бура (тетраборат натрия) ГОСТ8429-77, техническая, сорт 1;нитрит натрия ГОСТ 19906-76 технический, сорт 1, 2;натриевая соль 2-меркаптобензтиазола (2-меркаптобензтиазол) ГОСТ 73974 (с изм. К 1);циклогексанон ТУ 6-03-356-73 технический, сорт 1;жидкое стекло ТУ 6-15-433-75;о-фенилендиамин ТУ 6-14-112-76;барная кислота ГОСТ 18704-78, тех-ническая;кремнийорганическая эмульсияЭАП(401-водный раствор) ТУ 6-02892-79 ркраситель У 3 кислотный ярко-голубой ТУ 6-14-224-67;силицилат натрия ГОСТ 17628-72марки "ч", салицилат калия ТУ 6-0905-77-74 марки "ч".В табл. 1 представлены составыобразцов 1, 2, 3, каждый из которыхотносится к предложенному в заявкесоставу,Предлагаемую охлаждающую жидкостьполучают по следующей методике:В отдельной емкости проводят синтез модульного жидкого стекла, В отдельном аппарате проводят синтезнатриевой соли 2-меркаптобензтиазолав среде этилен-гликоля. В аппарат снатриевой солью 2-меркаптобензтиазола последовательно добавляют бензоатщелочного металла, салицилат щелочного металла, борную кислоту, буру,нитрит натрия, циклогексанон, о-фенилендиамин, модульное жидкое стекло,краситель, кремнийорганическую эмульсию.Пример получения предложенногосостава образца Л" 3 (1000 г).Получение охлаждающей жидкостисостоит из нескольких стадий;Синтез Ба-соли 2-меркаптобензтиазола.Синтез бензотриазола.Приготовление водного раствора пе"ногасителя.Приготовление композиции охлаждающей жидкости. 22407 6Синтез Иа-соли каптакса проводято реакторе с мешалкой и обогревом.Температура синтеза (45-55 С). Времяперемешивания 2 ч,В раствор этиленгликоля - 10 гзасыпают едкий натр - 0,1 г ГОСТ2263-79 и 2-меркаптобензтиазол - 0,1 г.Синтез бензотриазола проводят в среде этиленгликоля. В этиленгликоле100 г растворяют о-фенилендиамин1,9 г и нитрит натрия - 0,3 г притемпературе 50-60 С, Затем засыпаютборную кислоту в количестве 1,1 г.Я Температура смеси 85 ОС,Для приготовления водного раствора пеногасителя в дистиллированнуюводу - 5,0 г заливают эмульсию ЭАП 40 - 0,2 г и перемешивают содержимое20 при температуре 30 С.В основном реакторе растворяют вэтиленгликоле - 832,844 г, бензоатнатрия - 30 г и салицилат натрия1,0 г при температуре 60-70 С до пол 25 ного растворения компонентов. Водородный показатель рН должен быть впределах 10-11. Далее с интервалом в30 минут последовательно загружаютследующие компоненты и растворы:30 Тетраборат натрия 13,6 гНитрит натрия 1,4 гЦиклогексанон 1,0 гЩелочной раствор каптакса 10,2 гРаствор бензотриазолаЖидкое стеклоРаствор пеногасителяКраситель Г 3 кислотный ярко"голубой 0,016 гПосле загрузки всех компонентовперемешивание длится в течение 2 чдо полного растворения компонентов,Общее количество охлаждающей жидкости - 1000 г,45/ Охлаждающая жидкость является концентратом. При разбавлении ее водойобразуется рабочий антифриз с темпе 50 ратурой замерзания - (-40 С) (разбавление в объемном соотношении водаконцентрат 44 - 56),П р и м е р ы 1, 2, 3. Представлен оптимальный диапазон от минимума55 до максимума состава ингибиторов охлаждающей жидкости,П р и м е р 4, Уменьшение содержания бензоата щелочного металла вызывает увеличение коррозианного воз 1822407действия жидкости на черные металлы(комбиндцил бензодт-нитрцт-бура),П р и м е р 5. Уленьшение содержания сдпцципдтд щелочного металла5приводит к увеличению коррозионноговоздействцл жидкости а припой.П р и м е р 6, Уменьшение содержания нитритд щелочного металла приводит к увеличению коррозионного воз 10действил жидкости на черные металлы(комбинация присадок бензодт-нитритбура),П р и м е р 7, Уменьшение содержания буры отрицательно скдзываетслна коррозионной защите метдлгон (комбинация присадок бензодт-нцтрцт-бура),П р и и е р 8. Уменьшение содержания циклогексдноа нызынзет увеличение коррозионного воздействия ндцветные металлы, особенно латунь,П р и м е р 9. Уменьшение содержания о-(1 е 4 ленд 1 а 41 на вызывает увеличение коррозионного воздействия на 25цветные металлы, особенно медь.П р и м е р 10, Уменьшение содержанцл борной кислоты вызовет коррозию черньх металлов,(1 р и м е р 11. У 4 е 4 ьше 4 е содержанил кремнийорганцческой эмульсииприводит к увеличению пенообрдзовдния,П р и и е р 12. Уменьшене содержднцл воды вызывает остекпсение жидкого стекла.П р и и е р 3. Уменьшен е содержания жцд(ого стскпд нызь,вдет увеличение коррозионного воздействия юдкости нд цветные металлы, в чдстнос ртц, алюминий.П р и и е р 1. Увел ченис содержанцл бснзоата щелочного метдппд нецелесообразно, тдк кд. о о не влияетна коррозцонныс свойства охлдждающей 1 45жидкости,П р и м е р 15, Увеличение содержанил сдлццилдта щелочного метдлпанецелесообразно, г,к. не оказываетвлияние на коррозцонные свойства жид Окости.П р и м е р 16. Увеличение содержания нитритд щелочного металла нецслесообразно, т.к. Может вызвать питтинговую коррозию длюмцнцл.П р и м е р 17. Унеггиченце содержания оурь Вызывает еыпдде 4 ис ее восадок что может вызвать забиваниерадиатора. П р и и е р 18, Увеличение содержания натриевой соли кдптдкса (2-меркдптобензтцазопд) технологически нецелесообразно.П р и и е р 19. Увеличение содержания ццкпогексанонд еецелесообрдзно.П р и м е р 20, Увеличение содержанцл о-сеилендидми 4 д нецелесообразно.П р и м е р 21. Увеличение содержания борной кислоты вызовет повышение значения рП и н связи с этим коррозию металлов.П р и и с р 22, Увеличение содержанцл жидкого стекла нежелательно,т,к. повышает плотность и влзкостьохлаждающей жидкости, что ухудшиттеплообменные процессы н раидторе.П р и и с р 3. Увеличение содеркднил крс 141 йоргднцчсской эмульсиинецелесообразно, т.к. не влияет ндпенообразование,П р ц м с р 4, Увеличение содержднцл воды исключс.о согласно ГОСТ28084-89П р и м е р 25. Увели е 4 е содержаця крдсцто",я экономически 4 ецеесообразно,П р и и е р 26, Уменьшение содержднцл крдсцтелл ослабляет интенсцвнссть окраски охлаждающей жидкости,что снижает возможность быстрогоконтроля протечки,П р и м с р 27. Уменьшение годержднцл ндтриеной соли 2-меркаптобензтцдзола вызывает набухание резин.(3 таблице 3 представлены результаты цспытднцй образцов Р(" 1, 2, 3 заявллемой охлаждающей жидкости,(спытднил коррозионной стойкостипроводились по методике, описанной нГОСТ 2808(-89 которал состднпллдсьц находится в полном соответстви с1 етодикой ЛЯТ(1,л-70 (11 75) .Табл. 3 показывает, что показатели коррозионной стойкости образцов залвллемой жидкости превышают показатели прототипа и соотнстствуют требовднилм ГОСТ 2808(-89.Лабордтор ые цспытанил охлаждающей жидости, приведенные на ЛнтоВАЗе г.Тольлттц и ГСВ 1 ИОХТ г.(1 осквагодтнердилц се высокие показатели качества.По описанной методцке были приготовлены обрдзць составов охлаждающей жидкости, приведенных н табл. .,рдсительЭтиленгликоль Бензодт г.гелочного металлд 1, О-гг, О ГдблнцдСос тд вы об рд з цо н, г 1 редложенных в заявке,иас, г Состдв Прототип прототипд,мас г,0 3,0 0,5 О,2,6 Бензодт ндтрилСдлиггилдт ндтрил Нитрит ндтрил 0,05 0,5 О,7 0,3 0,1 0,8 б.0 1,270,5 О,Бура 0,05 0 0 0,1 0,05 г 0,13 0,11 0,05 0,2 0,1(г 0,1 Кремнийоргдг 1 и(1 ескдлэмульсия ЭйП-гО 0,02 О, 0 г5,0 0,01 1,0 1,5 Ост,ВодаКрасительЭтиленгликольТолилтридзол 0,001 0,00 0,001 б С,005Сст,Осг,Ост,Ост 0,2 Сит икдт вег 1 очггог о иеталлд" 0,2 Концентрдцил слиг(дтд ндтрил .и жидкого стек,д несопос"тдвимы. бормулдизобретенив Охлджддюг(дв жидкость длл двигателей внутреннего сгордгил, включдющавбензодт щелочного иетдллд нитрит щелочного металлд, буру, жидкое стекло,краситель, воду и этиленгликоль,о т л и и д ю щ д л с л теи, чтоонд дополнительно содержит салицилдтщелочного метдллд, нд гриевую соль2-меркдптобензтндзолд, циклогексаггон,о-фенилендиамин, кремнийоргдническуюэмульсию и борную кислоту при следуют,щем соотнощении компонегтов, идс.4,1 с) 1 а-мерка птобенэтггд золЦиклогексдноно-Фег 1 илендидиинБорндл кислоте)(идг(ое стеклоСдлнцилдт щелочного иеталлд 0,05-0,5 Гг 1 трит щелочного ие 1 дллдЬурд1 дтриевдя соль 2-иер- кдГТобензтидзолд Циклогексдноно-Огнилендидл 1 ин г;оГндл кислотд 1",идкое стекл гиодуль- 10 гКремнийоргагическдл1822407 12 Таблица 2результаты испытаний охлаждающей жидкости по ГОСТ280811-89 Показате отность, г/смз Температ лизэции,-3 начала НЕ ВЫШ по ракционные данные: тура начала переС, не ниже мпе онки оперегоняется до 150/ по массе, не более Коррозионное воздействие на л 1 аталлы, мг, не более при разбавлении1:1 по объемуводным растворомсолей натрия ь Илатунь Лприпой ПОС в 0 0,3 люл 1 иний АК 6 И 2угун С Нил 5 таль 081(П спениваемость ъем пенье не бо 30 при разбавлении 1:1 по объем подкисленным раствором хлористо го цинка ойчивость ны, с,не боле не бохание резин лотнение крана отоплния ТУ 38-105-258-71 при разбавлениидистиллированнойводой 1:1 по объему резино-тканевый шланг ГУ 3805-267-71 стал" минусбавлен лирова 1,150 5 при раз и дистилНой ВОДОЙ объему Охлаждающая жидкость822107 Продолжение табл, 2 Водородный показатель рНпри 20 С 8,2 7,5-9,0 Резерв щелочности, смз, неменее 10 Стойкость к жесткой воде соотв,Таблица 3 Образцы залвляемсй жидкости Требования ГОСТ 2808 МНаименование испытания Прототип 1 23 1 едь Водородный показатель, рН 8,1 8,1 7,5-9,5 8,0 Температура замерзания й-36 -36 -36 Содержание буры в прототипе в количестве 1,6 Ф позволяет предположить значенил рН в диапазоне 7,5-8,0.Температура замерзания достигается в любом заданномдиапазоне в зависимости от соот оения воды и этиленгликоля,Коррозионное воздействие на металлы 88 С, 336 ч, потеря массы, мг Латунь Припой Сталь Чугун Алюминий Отсутствие расслоения осадка при разбавлении 1:1 по объему 5 2,0 2,5 1,6 35 2,2 2,5 2,1 7,5 1,0 1,5 1,1 25 0,6 0,3 0,1 5 0,3 0,5 0,7 35 20 1,1 12 6