Ингибиторы коррозии и сочетания ингибиторов с синергетическим эффектом для защиты легких металлов в жидких теплоносителях и охлаждающих жидкостях двигателей
Изобретение относится к композициям, которые способствуют антикоррозионной защите магниевых, магний-алюминиевых, алюмомагниевых и алюминиевых сплавов в охлаждающих жидкостях двигателей и жидких теплоносителях. Антикоррозионная защита достигается путем применения выбранной группы алифатических и ароматических карбоновых кислот или солей указанных кислот и щелочных металлов, аммония или аминов в сочетании с фторидом и/или фторкарбоновой кислотой или их солями. Технический результат: повышение высокотемпературных антикоррозионных защитных свойств охлаждающих жидкостей по отношению к сплавам, содержащим магний. 4 с. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Настоящее изобретение относится к композициям, которые способствуют антикоррозионной защите магниевых, магний-алюминиевых, алюмо-магниевых и алюминиевых сплавов в охлаждающих жидкостях двигателей и жидких теплоносителях. Кроме уже известного защитного действия указанных кислот по отношению к другим металлам, таким как алюминий, железо, медь и припои, было обнаружено, что алифатические одно- и двухосновные кислоты или ароматические карбоновые кислоты, или соли названных кислот и щелочных металлов, аммония или аминов обеспечивают антикоррозионную защиту магния при сочетании их с фторидом или фторкарбоновой кислотой или их солью. Было обнаружено, что определенные сочетания таких кислот или солей с фторсодержащими соединениями обеспечивают синергетический эффект при антикоррозионной защите магния. Возможное добавление к указанным сочетаниям триазола, содержащего углеводородный радикал (hydrocarbyl triazole), и/или тиазола обеспечивает повышенную антикоррозионную защиту, в частности, для сплавов меди, а также для других металлов, таких как алюминий. Было обнаружено, что антикоррозионные свойства индивидуальных карбоксилатов, сочетаний карбоксилатов и сочетаний карбоксилатов и триазолов, содержащих углеводородный радикал, и/или тиазолов по отношению к магнию при высоких температурах значительно улучшаются в присутствии фторида и/или фторкарбоксилата.В системы охлаждения автомобильных двигателей входят разнообразные металлы, включая медь, припои, латунь, сталь, чугун, алюминий, магний и их сплавы. Благодаря присутствию различных ионов, а также воздействию высоких температур, давлений и скоростей потоков, имеющих место в таких охлаждающих системах, возможность коррозионного воздействия на указанные металлы высока. Присутствие продуктов коррозии внутри системы охлаждения может препятствовать теплопереносу из камер сгорания двигателя, вследствие чего может происходить перегрев двигателя и выход из строя его компонентов из-за чрезмерного нагревания металлов. Для получения общих сведений см. Fay, "Antifreezes and Deicing Fluids", Kirk-Othmer Encyclopaedia of Chemical Technology (1978) ed, vol. 3, pp. 79-95. Таким образом, несомненно, было бы лучше, если бы можно было контролировать или вовсе избежать образования продуктов коррозии внутри системы охлаждения автомобиля. Создание ингибитора коррозии, используемого для предотвращения и контроля коррозии в системе охлаждения автомобильного двигателя, содержащей различные металлы, в особенности магний, и является одной из целей настоящего изобретения.Тенденция к все большей экономии автомобильного топлива привела к усиленному использованию легких материалов, таких как алюминиевые и магниевые сплавы, в деталях двигателей и систем охлаждения. Однако было обнаружено, что питтинговая коррозия и щелевая коррозия особенно выражена в системах охлаждения, содержащих алюминий и магний. Питтинговая коррозия тонкостенных трубок автомобильного радиатора может приводить к перфорированию трубок. На уплотнениях головки цилиндра или на соединениях шланга для охлаждающей жидкости может возникать также щелевая коррозия. Оба типа коррозии, в конечном итоге, могут приводить к утечке охлаждающей жидкости, последующему перегреву двигателя и разрушению его компонентов. Также могут возникать другие формы локальной коррозии, такие как воздействие отложений из-за осаждения продуктов коррозии. Многие из обычных добавок ингибиторов коррозии, применяемых в системах охлаждения автомобилей, не обеспечивают адекватной защиты от питтинговой коррозии, щелевой коррозии и коррозии вследствие воздействия отложений; явлений, имеющих место при работе с магнием, алюминием и многими другими сплавами металлов. Таким образом, было бы полезно изыскать возможность контролировать или вовсе избежать явлений локальной коррозии. Создание ингибитора коррозии для применения в системах охлаждения автомобильного двигателя, который предотвращает или контролирует локальную коррозию магния, является другой целью настоящего изобретения.Все ингибиторы коррозии, применяемые в рецептурах автомобильных антифризов/охлаждающих жидкостей, постепенно расходуются в процессе эксплуатации и образования продуктов коррозии в системе охлаждения. Таким образом, было бы полезно изыскать возможность контролировать или вовсе избежать образования продуктов коррозии внутри системы и соответственно расходования или разрушения ингибитора коррозии. Создание ингибитора коррозии, менее подверженного расходованию или разрушению, чем традиционные ингибиторы коррозии, применяемые в составе антифризов/охлаждающих жидкостей, является следующей целью настоящего изобретения.Были внедрены охлаждающие жидкости и жидкие теплоносители Organic Acid Technology (OAT), обеспечивающие повышенную и долговременную антикоррозионную защиту. Наборы ингибиторов коррозии (ОАТ) в водных или гликолевых концентратах применяют в автомобильной отрасли, при тяжелом ритме работы, на флоте и в промышленности. Ингибиторы коррозии (ОАТ) также применяют во вторичных системах охлаждения и в разнообразных жидких промышленных теплоносителях. В нескольких патентных сообщениях США и других государств освещено применение карбоновых кислот или солей таких кислот в качестве ингибиторов коррозии в составе антифризов/охлаждающих жидкостей и жидких теплоносителей. Состав этих жидкостей оптимизируют для защиты алюминия и других материалов, применяемых в настоящее время в указанных отраслях.Для снижения коррозии в металлических системах к жидким теплоносителям добавляют различные ингибиторы коррозии. Например, в патенте США №4587028 (Darden) описана рецептура несиликатного антифриза, который содержит соли щелочных металлов и бензойной кислоты, дикарбоновой кислоты и нитрат. Предпочтительно обеспечивают дополнительные ингредиенты, включающие гидроксиды щелочных металлов, нитраты щелочных металлов и ароматические триазолы, такие как толилтриазол или бензотриазол. В патенте США №4647392 (Darden et al.) описаны ингибиторы коррозии, в состав которых входят алифатические одноосновные кислоты или их соли, углеводородные двухосновные кислоты или их соли или гидрокарбонильные производные триазола (hydrocarbonyl triazole). В патенте США №4657689 (Darden) описаны ингибиторы коррозии, содержащие алифатические одноосновные кислоты или соли, углеводородные двухосновные кислоты или соли, азолы, содержащие углеводородный радикал (hydrocarbyl azoles), и некоторые углеводородные сульфонаты щелочных металлов. В патенте США №5085791 (Burns) описаны антифризовые композиции, содержащие только ингибитор коррозии на основе циклогексановой кислоты или содержащие его в сочетании с другими ингибиторами коррозии, в частности с себациновой кислотой или толилтриазолом. Циклогексановая кислота включает циклогексилкарбоновую (муравьиную) кислоту, циклогексилуксусную кислоту и циклогексилпропионовую кислоту. Применение циклогексановой кислоты нацелено на замедление коррозии свинцового припоя и/или алюминия. В патенте США №4105405 (Wehle et al.) описано применение ингибиторов коррозии на основе циклогексангексакарбоновой кислоты.В патенте JP-A-08 020763 (Seiken Kogaku Kogyo KK) описано применение в качестве охлаждающего агента в двигателях внутреннего сгорания жидкости, включающей гликоль, воду, соединение магния, алкилбензойную кислоту (например, п-трет-бутилбензойную кислоту) или ее соль, додекановую двухосновную кислоту или соль и триазол или тиазол.В патенте JP-A-08 085782 (Nippon Chem Kogyo KK) описана антифризовая композиция на основе гликоля, содержащая додекандиовую кислоту или соль, п-трет-бутилбензойную кислоту или соль и триазол совместно с силикатом, молибдатом, бензоатом или тиазолом. В состав не входят амины, фосфаты, бораты и нитриты.Производители двигателей в настоящее время высоко ценят применение магния в качестве материала для двигателей и теплопередающих систем. Традиционные наборы ингибиторов не обеспечивают адекватной антикоррозионной защиты для компонентов, содержащих магний. В основном, применяемые в настоящее время охлаждающие жидкости ОАТ лишь умеренно агрессивны, но уровни защиты для магния недостаточны, особенно при высоких температурах, наблюдающихся в работающих двигателях. Предварительное исследование показало, что сочетание алкилбензойной кислоты (4-трет-бутилбензойной кислоты), алифатической одноосновной кислоты (октановой кислоты) и триазола, содержащего углеводородный радикал (толилтриазола), обеспечивает повышенную антикоррозионную защиту магния по сравнению с традиционными рецептурами охлаждающих жидкостей ОАТ (таблица 1 в патенте США №4851145 (van Neste)). ЕР-А-0229254 (Asahi Glass Co Ltd) сообщает о электролитическом конденсаторе, включающем конденсаторный элемент и электролит, пропитывающий элемент, причем электролит содержит фторкарбоновую кислоту или ее соль, растворенную в органическом растворителе.Таким образом, существует необходимость в создании системы охлаждающих жидкостей, которая обеспечивает высокий уровень антикоррозионной защиты компонентов, содержащих магний.Настоящее изобретение относится к составу антифризового концентрата, включающего один или более ингибитор, выбираемый из группы, включающей алкилбензойную кислоту, одно- или двухосновную кислоту, содержащую от 5 до 15 атомов углерода, или соли указанных кислот совместно с фторидом и/или фторкарбоновой кислотой или их солью.Среди ароматических карбоксилатов предпочтение отдают группе алкилбензойных кислот общей формулы![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/76/766518.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/76/766519.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/76/766520.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/76/766521.gif)
Формула изобретения
1. Рецептура ингибитора коррозии, включающая а) от 0,1 до 15 мас.% одного или более ингибиторов, выбираемых из группы, включающей алкилбензойную кислоту, одноосновную кислоту, имеющую в своем составе от 5 до 15 углеродных атомов, и двухосновную кислоту, имеющую в своем составе от 5 до 15 углеродных атомов, или соли указанных кислот; и б) от 0,005 до 5 мас.% фторида и/или фторкаробоновой кислоты или их солей.2. Рецептура ингибитора коррозии по п.1, в которой алкилбензойная кислота - это 4-трет-бутилбензойная кислота.3. Рецептура ингибитора коррозии по п.1 или 2, в которой указанная алифатическая одноосновная кислота, имеющая в своем составе от 5 до 15 углеродных атомов, выбрана из группы, состоящей из октановой кислоты, нонановой кислоты, декановой кислоты, ундекановой кислоты, додекановой кислоты, 2-этилгексановой кислоты и неодекановой кислоты.4. Рецептура ингибитора коррозии по п.3, в которой указанная алифатическая одноосновная кислота является октановой кислотой.5. Рецептура ингибитора коррозии по любому из пп.1-4, в которой указанная алифатическая двухосновная кислота, имеющая в своем составе от 5 до 15 углеродных атомов, выбрана из группы, состоящей из субериновой кислоты, азелаиновой кислоты, себациновой кислоты, ундекандиовой кислоты, додекандиовой кислоты и двухосновной кислоты дициклопентадиена.6. Рецептура ингибитора коррозии по любому из пп.1-5, дополнительно включающая триазол, содержащий углеводородный радикал, или тиазол.7. Рецептура ингибитора коррозии по п.6, в которой указанный триазол, содержащий углеводородный радикал, или тиазол присутствует в количестве от 0,005 до 1,0 мас.%.8. Рецептура ингибитора коррозии по п.6 или 7, в которой указанный триазол, содержащий углеводородный радикал, - это толилтриазол или бензотриазол.9. Рецептура ингибитора коррозии по любому из пп.1-8, в которую фторкарбоновая кислота добавлена в виде растворимой соли указанной кислоты и щелочного металла, аммония или амина.10. Рецептура ингибитора коррозии по любому из пп.1-9, дополнительно включающая добавочный ингибитор коррозии, выбранный из группы, включающей бораты щелочных металлов, силикаты щелочных металлов, бензоаты щелочных металлов, нитраты щелочных металлов, нитриты щелочных металлов и молибдаты щелочных металлов.11. Рецептура ингибитора коррозии по любому из пп.1-10 для применения с жидким теплоносителем, включающая жидкоспиртовой депрессант температуры замерзания.12. Рецептура ингибитора коррозии по п.11, в которой указанный жидкоспиртовой депрессант температуры замерзания - это этиленгликоль.13. Ингибирующая коррозию охлаждающая жидкость, включающая ингибитор коррозии по любому из пп.1-10, жидкоспиртовой депрессант температуры замерзания и воду.14. Охлаждающая жидкость по п.13, включающая от 25 до 75 об.% воды.15. Рецептура жидкого теплоносителя, включающая а) от 65 до 99 мас.% водорастворимого жидкоспиртового депрессанта температуры замерзания;б) от 0,1 до 15 мас.% алкилбензойной кислоты общей формулы I![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/76/766522.gif)
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Способ антикоррозионной обработки металла // 2221082
Изобретение относится к способам, используемым для защиты металлических поверхностей от коррозии
Изобретение относится к области металло- и камнеобработки, а именно к добавкам, используемым для защиты режущих инструментов от коррозии
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано на химических, нефтепромысловых и нефтеперерабатывающих производствах
Изобретение относится к химическим реагентам, в частности к реагентам для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) и ингибирования сероводородной коррозии, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для предотвращения роста СВБ в нефтепромысловых средах и в заводняемом нефтяном пласте, а также для защиты оборудования от сероводородной коррозии
Способ защиты углеродистой стали от коррозии // 2185461
Изобретение относится к области защиты углеродистой стали от коррозии и может быть использовано в химической промышленности для защиты действующего оборудования и тары в среде гербицида "Чисталан", представляющего многокомпонентную смесь малолетучих эфиров карбоновых кислот, неионогенных ПАВ и нефтяных сольвентов
Состав для защиты металлов от коррозии в минерализованных сероводородсодержащих водных средах // 2176257
Изобретение относится к защите металлов от коррозии в минерализованных водных средах, конкретно касается ингибиторных составов на основе органических соединений, которые могут быть использованы в нефтедобывающей промышленности для защиты от сероводородной коррозии трубопроводов систем поддержания пластового давления и подготовки нефти
Изобретение относится к защите металлов от коррозии ингибиторами в сероводородсодержащих минерализованных средах и может быть использовано в промышленности для защиты стального оборудования
Изобретение относится к защите металлов от коррозии ингибиторами в сероводородсодержащих минерализованных средах и может быть использовано в промышленности для защиты стального оборудования от сероводородной коррозии
Изобретение относится к защите металлов от коррозии ингибиторами в сероводородсодержащих минерализованных средах и может быть использовано в промышленности для защиты стального оборудования от сероводородной коррозии
Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты металлов от сероводородной, углекислотной и солянокислотной коррозии и подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности к водным растворам, пригодным для использования в качестве жидких теплоносителей для охлаждающих контуров, например, для систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания
Изобретение относится к области синтеза антикоррозионных и биологически активных химических соединений, в частности фосфорсодержащих продуктов конденсации тиомочевины и формальдегида, и может быть использовано для защиты оборудования водооборотных систем от коррозии и биообрастаний, а также в составе водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии при хранении и эксплуатации, а именно к покрытиям, предотвращающим коррозию
Способ защиты стали от коррозии // 2289639
Изобретение относится к способам защиты стали, преимущественно малоуглеродистой, от коррозии в агрессивных водных средах, близких к нейтральным, с помощью добавляемых в них ингибиторов и может быть использовано для защиты от коррозии стального технического оборудования, контактирующего с коррозионной средой
Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии, являющимися кислород- и азотсодержащими соединениями
Изобретение относится к использованию ингибирующего образование накипи полимера для предотвращения или регулирования образования накипи в содержащих воду системах
Способ получения ингибитора коррозии // 2326990
Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты газо- и нефтедобывающего оборудования, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах от коррозии
Изобретение относится к технологии фосфорорганических веществ, а именно к способу получения длинноцепных S-алкиловых эфиров O,O-диалкилдитиофосфорных кислот общей формулы (I), обладающих антикоррозионной активностью
Изобретение относится к новым композициям полиэфиров общей формулы (Ia-в), их аммониевых солей и их способу получения