Охлаждающая жидкость

 

Изобретение относится к охлаждающим жидкостям, используемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплообменных агрегатах. Цель изобретения - увеличение срока службы охлаждающей жидкости и улучшение ее антикоррозионных свойств. Указанная цель достигается путем использования охлаждающей жидкости, содержащей в качестве ор ганической низкозамерзающей основы вод ный раствор натриевой соли адипиновой кислоты, а в качестве антикоррозионно / присадки - натрий тетраборнокислый, на трий азотнокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия и 2-меркаптобензтиазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевая соль адипиновой кислоты 18-40; натрий тетраборнокислый 0,2-1,0; натрий азотистокислый 0,03-0,25; калий и/или натрий азотнокислый 0,01-0,10; силикат натрия 0,01-0,15; 2- меркаптобензтиазрл 0,002-0,05; водз остальное. Срок службы предложенной охлаждающей жидкости возрастает в 2,0-2.5 раза по сравнению с прототипом, ее антикоррозионные свойства повышаются. Кроме того, она менее токсична по сравнению с прототипом и дает возможность использования отходов производства капролактама (натриевая соль адипиновой кислоты). 2 табл. (Л С

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st15 С 09 К 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842821/26 (22) 25.06.90 (46) 15.04.92. Бюл. М 14 (71) Уральский политехнический институт им, С.М.Кирова и Уральский научно-исследовательский химический институт (72) О.С.Орлова, Г.А.Шуб, Л.В.Изместьева, Г.Д.Харлампович, А, Б.Журавлев и П.И. Зарубин (53) 621.564 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 296800, кл. С 10 m 3/16, 1971. (54) ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ (57) Изобретение относится к охлаждающим жидкостям, используемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплообменных агрегатах. Цель изобретения — увеличение срока службы охлаждающей жидкости и улучшение ее антикоррозионных свойств. Укаэанная цель достигается путем использования охлаждаИзобретение относится к охлаждающим жидкостям, используемым в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также теплообменных агрегатах.

Известна охлаждающая жидкость на основе водного раствора гликоля с добавлением присадки, в качестве которой используют 1 — 10 — íûé бутанольный раствор олигоорганосилоксанового эфира общей формулы р

1

Sl O В1

OR) где R — алкил или арил; Ж 1726489 А1 ющей жидкости, содержащей в качестве ор ганической низкозамерзающей основы водный раствор натриевой соли адипиново& кислоты, а в качестве антикоррозионно присадки — натрий тетраборнокислый, натрий азотнокислый. калий и/или натрии азотнокислый, силикат натрия и 2-меркаптобензтиазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевая соль адипиновой кислоты 18-40; натрий тетраборнокислый 0,2 — 1,0; натрий азотистокислый

0,03 — 0.25; калий и/или натрий азотнокислый 0,01 — 0,10; силикат натрия 0,01 — 0,15; 2меркаптобензтиазол 0,002-0,05; вода остальное. Срок службы предложенной охлаждающей жидкости возрастает в 2,0 — 2.5 раза по сравнению с прототипом, ее антикоррозионные свойства повышаются. Кроме того, она менее токсична по сравнению с прототипом и дает возможность использованияя отходов производства капролактама (натриевая соль адипиновой кислоты), 2 табл.

1 к)

R — Сз-Сго-ал кил; (о и =2 — 10,, фь причем количество введенной присадки со- !00 ставляет 0,001-0,1 мас., Ю

Недостатком данной охлаждающей жидкости является ограниченный срок службы (1 — 2 года), в связи с низкими анти- !З коррозионными свойствами, вызванными воздействием кислых агентов окружающей среды и снижением рН жидкости, что приводит к интенсивной коррозии металлов, а также использование такого дорогого и дефицитного сырья как этиленгликоль.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является

1726489 охлаждающая жидкость, содержащая водный раствор этиленгликоля, являющийся органической низкозамерзающей основой, с добавлением антикорроэионной присадки, в качестве которой в ее состав введен

2-алкил-2-имидазолин общей формулы

КСФN СН2

ИН-СН2

0,2 — 1 где R — алкильный радикал нормального строения с 1-20 атомами углерода, причем количество введенной присадки составляет

001 — 1 мас., Недостатком известной охлаждающей жидкости является ограниченный срок службы (на ле ковых автомобилях — 2 года, на грузовых — 1 год), в связи с низкими антикорроэионными свойствами жидкости, вызванными малым резервом щелочности в результате воздействия кислых агентов окружающей среды (диоксида углерода (COz), диоксида серы (ЯО2), оксидов азота), содержащихся в атмосфере и в выхлопных газах . двигателей. В результате снижается рН среды, происходит подкисление охлаждающей жидкости, что вызывает интенсивную коррозию металлов.

Кроме того, недостатком является также использование такого дорогого и дефицитного сырья как этиленгликоль.

Целью изобретения является увеличение срока службы охлаждающей жидкости и улучшения ее антикоррозионных свойств, Поставленная цель достигается тем, что в известной охлаждающей жидкости, содержащей водный раствор органической низкозамерзающей основы и антикоррозионную присадку, в качестве органической низкозамерзающей основы жидкость содержит водный раствор натриевой соли адипиновой кисло1ы, а в качестве антикоррозионной присадки — натрий тетраборнокислый, натрий азотистокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия и 2-меркаптобензтиазол при следующем соотношении компонентов, мас. : .

Натриевая соль. адипиновой кислоты 18 — 40

Натрий тетраборнокислый

Натрий аэотистокислый 0,03 — 0,25

Калий и/или натрий азотнокислый 0,01 — 0,.1

Силикат натрия 0,01 — 0,15

2-Меркаптобен20

55 среды и стабилизирующим защитные пленки на поверхности металла, образующиеся за счет введения антикорроэионной присадки, что позволяет увеличить срок эксплуатации заявляемой охлаждающей

ЖИДКОСТИ.

Кроме того, благодаря наличию солевых добавок, снижающих температуру замерзания, заявляемая охлаждающая жидкости предотвращает размораживание системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания и теплообменных агрегатов в зимнее время года.

При большем, чем 40 мас.% содержании натриевой соли адипиновой кислоты и большем, чем заявлено содержании компонентов антикоррозионной присадки, происходит частичная кристаллизация солей, и охлаждающая жидкость становится неработоспособной.

При меньшем. чем 18 мас.% содержании натриевой соли адипиновой кислоты и меньшем, чем заявлено, содержании компонентов антикоррозионной присадки. защитная пленка становится пористой, ингибирующее действие охлаждающей жидкости снижается, что приводит к увеличению скорости коррозии, В лабораторных условиях осуществлялось приготовление заявляемой охлаждающей жидкости и ее испытание.

Для приготовления охлаждающей жидкости используют щелочной сток производства капролактама, представляющий собой водный раствор натриевой соли адипиновой кислоты (ТУ 113-03-488-84).

Указанный раствор нагревают .до

40 С и при постоянном перемешивании

О последовательно добавляют компоненты антикоррозионной присадки; натрий тетраборнокислый, натрий азотистокислый, калий и/или натрий азотнокислый, силикат натрия, 2-меркаптобензтиазол. Каждую поЭТИ ЭЭОЛ 0,002-0,Г;5

Вода Остальное

Использование в качестве органиче° ской ниэкозамерэающей основы водного

5 раствора натриевой соли адипиновой кислоты в сочетании с заявляемыми соединениями, применяемыми в качестве антикоррозионной присадки, позволяет снизить скорость коррозии черных и цвет10 ных металлов, из которых выполнены двигатели внутреннего сгорания и теплообменные агрегаты, за счет создания щелочной среды с большим резервом щелочности (164 см 0,1н. HCI), придающим охлаждаю15 щей жидкости экранирующий эффект, нейтрализующим воздействие кислых агентов

1726189 следующую присадку вносят после растворения предыдущей, Для получения сравнительных данных готовилось 5 составов охлаждающей жидкости, причем в примерах 1-3 соотношение 5 компонентов лежит в защищаемых пределах, а в примерах 4-5 выходит за защищаемые пределы. Данные приведены в табл. 1, Кроме того, готовился состав по прототипу (пример 6), содержащий 50 -ный 10 раствор этиленгликоля с. присадкой 2эмил-2-имидазолина в количестве 0,05 мас. $°.

Каждый из составов подвергался испытанию, для чего бралось 200 см приго- 15 товленной охлаждающей жидкости и помещалось в термостатированную ячейку с температурой 70 С, после чего осуществлялось барботирование воздухом со скоростью 6 л/ч в течение 336 ч. В ячейку 20 помещались исследуемые образцы металла: латунь марки Л-63; медь марки М-3; алюминиевый сплав марки AI-9; свинцовооловянный припой марки ПОССУ40-2, серый чугун марки СЧ-20, между которыми 25 имелся контакт, После окончания испытания определял-. ся коэффициент коррозии металлов (г/м ч), рН охлаждающей жидкости до и после испытаний, резерв щелочности охлаждающей 30 жидкости до и после испытаний и температура кристаллизации охлаждающей жидкости.

Результаты испытаний приведены в табл. 2. 35

Как видно из приведенных примеров антикорроэионные свойства охлаждающей жидкости, выраженные коэффициентом коррозии металлов, количественное соотношение компонентов которой лежит в защи- 40 щаемых пределах, по сравнению с антикорроэионными свойствами охлаждающей жидкости, взятой за прототип, повышаются. Благодаря стабильности величины рН в начале и конце испытаний и значительно- 45 му резерву щелочности заявляемой охлаждающей жидкости срок ее службы

0,2-1,0

0,01- 0,10

0,01-0,15 продлевается и возрастает предпопо:ки тельно в 2-2,5 раза, Использование заявляемой охлрждлк щей жидкости обеспечивает по сравненик с известной охлаждающей жидкостью, взя той за прототип, следующие преимущес1о;1. увеличение срока службы за сче1 увели чения резерва щелочности и улучшения знтикоррози0нных свойств îxëàæäàþùåè жидкости; снижение токсичности охлаждающей жидкости благодаря отсутствию лету <ик компонентов антикоррозион ной присадки; утилизация отхода производства капролактама, содержащего натриевую соль адипиновой кислоты; исключение использования дорогого и дефицитного сырья — этиленгликоля.

Формула изобретения . Охлаждающая жидкость, содержащая водный раствор органической низкозамерзающей основы и антикоррозионную при садку, отличающаяся тем, что, с цел ьк увеличения срока службы охлаждающей жидкости и улучшения ее антикоррозионных свойств, в качестве органической низ козамерзающей основы жидкость содержн1 водный раствор натриевой соли адипиновой кислоты, à в качестве антикоррозионнпи присадки — натрий тетраборнокислый, натрий азотистокислый, калий и/или натрии азотнокислый, силикат натрия и 2-меркаптобензтиазол при следующем соотношении компонентов, мас,7;:

Натриевая соль адипиновой кислоты 18-40

Натрий тетрабор- нокислый

Натрий азотистокислый 0,03--0.25

Калий и/или натрий азотнокислый

Силикат натрия

2-Меркаптобензтиазол 0,002-0.05

Вода Остальное

1726489

Таблица 1

Состав охлаждающей жидкости

27

40

0,2

0,6

1,0

0,1

1,2

0,03

0,15

0,25

0,002

0.3

0.005

0,1 (натрий азотнокислый) 0,01 (калий азотнокислый

0,2

0,01

0,005

0,15

0,3

0.05

80,45

100

0,002

59,748

100

0,01

72,12

100

0,001

83,869

100

0,1

51,9

100

Таблица2

Коэффициент коррозии металлов,г/мз ч

Температура кристаллизации, С резерв щелочности охлаждакщей жидкостм, смз р охлаждакщей жидкосты

Пример серый чугун

СЧ"20 свинцовоолэвянный припой

ПОССУ40-2 медь алкминиеM-3 вый сплав

А1-9 латунь л-63 до испытаний после ислытаний до испытаний после испытаний

9,16

9,14

9 15

О,ОО6 -31И

0,004 -30+1

180 174

9,02 0,01 0,01 0,005

0,01

0,0095

164

143

140

9э12 Оэ005 Ою002 9э007

9,12 0,007 0,006 0,007

8,4 0,02 0,04 0,006

160

0,003 "3Ы!

О, 009

0,05

126

-18ф!

0,02

9,15

Выпадение кристаллов на поверхности металлов и в объеме охлзждакщей жидкости 78

190

6 (прототип) 7,8

6,9 0>008 0,009 i 0,02

o,4а, o,o6

20 16

-3И

П р и м е ч а н и е. Охлаждгхщая жидкость в примерах 1-4 представляет собой темно-окрашенный гомогенный раствор

Составитель Г.Сальникова

Редактор M.Самерханова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Бескид

Заказ 1248 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 1О.;

Натриевая соль адипиновой кислоты

Натрий тетраборнокислый

Натрий азатистокислый

Калий и/или нат. рий азотнокислый

Силикат натрия

2-Меркаптобензтиазол

Вода

Итого

Соотношение компонентов, мас., в и име е

0,05 (калий азотнокислый) 0,02 (натрий азотнокислый) 0,05