抗冻组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于发动机冷却系统的改良抗冻组合物。本发明专利技术的组合物即使在相对较低的浓度下、以及当与硬水一起使用时，也具有持久的腐蚀抑制性能。该组合物包括抗冻剂、有机酸、聚（有机酸）、二巯基噻二唑、硬水稳定剂、磷酸盐、三唑或噻唑、和碱金属氢氧化物。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请基于并要求2005年12月12日提交的韩国专利申请第10-2005-0121759号的优选权，在此并入其全部公开内容作为参考。
本专利技术主要涉及一种抗冻组合物。更具体地，本专利技术涉及具有持久抗腐蚀性能的改良抗冻组合物，其可以用于发动机冷却系统。
技术介绍
抗冻剂的作用是当它经过发动机进行循环时带走热量，当抗冻剂经过散热器时释放出这些热量。通常，抗冻组合物使用烷撑二醇(例如乙二醇、丙二醇或其衍生物)作为抗冻剂而配制。当用于车辆或飞机的制冷系统时，将抗冻剂用水稀释，以保证良好的热耗散，并提供抗冷冻保护。除抗冻剂之外，多数组合物还包括添加剂，如腐蚀抑制剂、防泡剂和染料。本领域技术人员将会认识到，烷撑二醇/水混合物在内燃机的工作温度下腐蚀性非常强。由于这一原因，必须通过使用腐蚀抑制剂充分地保护各种用于冷却系统的金属(例如钢、铸铁、铜、黄铜、铝、镁及其合金)以及焊接金属(例如焊锡)不受多种类型的腐蚀(如点状腐蚀、隙间腐蚀、空腔腐蚀、侵蚀或空穴)。腐蚀抑制剂具有抑制并减少发动机和冷却系统中金属结垢和腐蚀的重要功能。本领域公知的抑制剂包括硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和胺类添加剂。许多传统的抑制剂已经显示出对水泵密封有磨蚀性，并且各种前述的抑制剂在使用中都伴随着许多问题。例如，尽管硅酸盐适用于保护铝不受腐蚀，但它们在化学上不稳定，随着温度和/或pH的变化和/或其它盐类的存在容易发生凝胶化。因此，硅酸盐腐蚀抑制剂被相当迅速地耗尽，从而严重地限制了抗冻-->组合物的整体使用期限。使用铸铁制造发动机时，硼酸盐曾广泛用作抗冻剂中的腐蚀抑制剂。随着更高性能发动机的出现，铸铁发动机被逐渐淘汰，并被轻金属(例如铝)替代，以减少重量并提高整体效率。但是硼酸盐易于腐蚀铝和铸铝，使其不能成为抗冻组合物中使用的理想化学物质。另一种传统的腐蚀抑制剂磷酸盐倾向于在硬水中沉淀，从而阻碍抗冻剂的循环。一度用于抗冻剂的胺盐现在被禁止使用，因为发现它们与抗冻组合物中的亚硝酸盐反应时会生成亚硝胺。综合上述问题可以发现这一事实，即抗冻组合物中添加剂的许多预期益处被冷却系统中存在的硬水抵消了。在最初的充填或随后的加满过程中，典型地将抗冻剂浓缩物用水稀释，形成工作抗冻组合物。典型地，用于稀释抗冻剂浓缩物的水中的杂质水平对抗冻剂的性能有着很大的影响。硬水中包含多种矿物质(如钙、镁和铁盐)，这会缩短抗冻组合物的有效使用期限。失效的抗冻组合物可以缩短发动机寿命，使冷却系统的内部通道发生阻塞，导致汽缸套的点状腐蚀和水泵的空腔腐蚀，所有这些都会造成发动机检修和修理的成本增加。由于抗冻腐蚀抑制剂的耗尽，多数市售抗冻组合物的使用期限为大约2至3年。一旦腐蚀抑制剂被用尽，抗冻剂便成为腐蚀剂，开始腐蚀发动机和冷却系统内部的金属部分。这样，人们致力于开发抗冻组合物中使用的新型添加剂进行了许多努力，以增加它们的使用期限，并使其适应于和硬水一起使用。本领域中已经开发了几种基于有机酸的具有持久的腐蚀抑制性能的抗冻组合物。参见美国专利第6,096,236号、美国专利第5,961,875号、日本专利Hei 10-67982、美国专利第5,723,061号、欧洲专利第0564721号和美国专利第5,741,436号。但是，这些组合物也具有类似的缺点。其中使用的腐蚀抑制剂往往溶解度低，必须经过加热处理以使其可溶于抗冻组合物。但是，由于基于羧酸的添加剂的量增加，在高温条件下焊料的抗腐蚀作用降低。当在低浓度下使用或存在有含有腐蚀性离子或硬水组分的水时，腐蚀抑制剂的性能大为降低。因此，在本领域中需要一种具有持久腐蚀抑制性能的改良抗冻组合物。-->
技术实现思路
本专利技术涉及用于发动机冷却系统中的改良抗冻组合物。本专利技术的组合物即使在相对较低的浓度下及与硬水一起使用时，仍具有持久的腐蚀抑制性能。该组合物包括抗冻剂、有机酸、聚(有机酸)、二巯基噻二唑、硬水稳定剂、磷酸盐、三唑或噻唑和碱金属氢氧化物。本专利技术涉及一种抗冻组合物，其包括：(a)大约85-98wt.％的液体二元醇基抗冻剂；(b)大约0.1-6wt.％的C4-C16羧酸的碱金属盐或铵盐；(c)大约0.001-0.5wt.％的二巯基噻二唑；(d)大约0.1-5wt.％的化学式(1)的化合物；(e)大约0.01-5wt.％的化学式(2)的硬水稳定剂；(f)大约0.1-0.5wt.％的磷酸或其盐；(g)大约0.01-2wt.％的三唑或噻唑；(h)大约0.1-4wt.％的碱金属氢氧化物；和(i)大约1-3wt.％的去离子水，其中是10-100的整数；R选自-H、-CH3、-CO2H和-SO3H；X选自-H、-CH2CH2OH、-CH2CH2CO2H和-CH2OCH2CH(OH)CH2SO3H，且其中X1选自-OH、-COOH、-CH3和-CH＝CH(CH2)n-CH3；R1和R2独立地选自直链或支链的C1-C12烷基、-(CH2)m-X2和-NH-(CH2)m-X2；n是1-16的整数；m是1-16的整数；X2选自-OH、-COOH、-CH3和-CH＝CH(CH2)n-CH3。本专利技术涉及一种用于发动机冷却系统的改良抗冻组合物。预定比例的本专利技术的前述组分结合产生协同效应，从而产生即使在相对较低-->的浓度下及与硬水一起使用时也优异、持久的腐蚀抑制性能的抗冻组合物。本专利技术的液体二元醇基抗冻剂可以是本领域公知的任何烷撑二醇或聚烷撑二醇。在本专利技术优选的实施方式中，液体二元醇基抗冻剂选自乙二醇、2，3-丁二醇、丙二醇、双丙甘醇、及其混合物，且抗冻剂构成全部抗冻组合物的大约85-98wt.％。烷撑二醇或聚烷撑二醇的用量小于大约85wt.％将导致抗冻组合物的凝固点升高、沸点降低。另一方面，烷撑二醇或聚烷撑二醇的用量超过98wt.％将严重地限制腐蚀抑制添加剂可以加入的比例，从而降低得到的抗冻组合物提供的总体金属保护水平。本专利技术的C4-C16羧酸的碱金属盐或铵盐对某些金属(如铝和铁)提供对腐蚀的有效保护。它占抗冻组合物的大约0.1-5wt.％。如果该化合物的比例低于大约0.1wt.％，那么它在大的表面积上提供的抗腐蚀保护不足。相反，超过大约5wt.％则会导致溶解度降低、成本增加、且生成的抗冻溶液稳定性降低。C4-C16羧酸的任何碱金属盐或铵盐均可用于本专利技术的目的。在优选的实施方式中，C4-C16羧酸是C4-C12脂肪族或芳香族有机酸，其可以选自：琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、二环戊二烯二羧酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、2-乙基己酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、苯甲酸、甲基苯甲酸、丁基苯甲酸、及其混合物。本专利技术中使用的二巯基噻二唑起到防止金属(例如铝和铜)腐蚀的作用，其使用范围是大约0.001-5wt.％。使用低于大约0.001wt.％的二巯基噻二唑将不足以保护例如铝和铜的金属不被腐蚀。但是，使用超过大约5wt.％的二巯基噻二唑则会腐蚀例如铁的金属，而且还导致多种金属变色、降低抗冻组合物的稳定性、并损害其腐蚀抑制性能。化学式(1)的化合物起到防止金属(例如铝和铜)腐蚀的作用，其使用范围是大约0.1-6wt.％，优选的范围为0.1-3wt.％。如果用量低于0.1wt.％，将不能提供足够针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗冻组合物，其包括：（ａ）大约８５－９８ｗｔ．％的液体二元醇基抗冻剂；（ｂ）大约０．１－６ｗｔ．％的Ｃ↓［４］－Ｃ↓［１６］羧酸的碱金属盐或铵盐；（ｃ）大约０．００１－０．５ｗｔ．％的二巯基噻二唑；（ｄ） 大约０．１－５ｗｔ．％的化学式（１）的化合物；（ｅ）大约０．０１－５ｗｔ．％的化学式（２）的硬水稳定剂；（ｆ）大约０．１－０．５ｗｔ．％的磷酸或其盐；（ｇ）大约０．０１－２ｗｔ．％的三唑或噻唑；（ｈ）大约０． １－４ｗｔ．％的碱金属氢氧化物；和（ｉ）大约１－３ｗｔ．％的去离子水，＊＊＊（１）其中ｌ是１０－１００的整数；Ｒ选自－Ｈ、－ＣＨ↓［３］、－ＣＯ↓［２］Ｈ和－ＳＯ↓［３］Ｈ；Ｘ选自－Ｈ、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ ＯＨ、－ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］ＣＯ↓［２］Ｈ和－ＣＨ↓［２］ＯＣＨ↓［２］ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ↓［２］ＳＯ↓［３］Ｈ，且＊＊＊（２）其中Ｘ↓［１］选自－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＣＨ↓［３］和－ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ↓［２］）↓［ｎ］ －ＣＨ↓［３］；Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］独立地选自直链或支链的Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１２］烷基、－（ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］－Ｘ↓［２］和－ＮＨ－（ＣＨ↓［２］）↓［ｍ］－Ｘ↓［２］；ｎ是１－１６的整数；ｍ是１－１６的整数；Ｘ↓［２］选自－ＯＨ、－ＣＯＯＨ、－ＣＨ↓［３］和－ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ↓［２］）↓［ｎ］－ＣＨ↓［３］。...

【技术特征摘要】
KR 2005-12-12 10-2005-01217591.一种抗冻组合物，其包括：(a)大约85-98wt.％的液体二元醇基抗冻剂；(b)大约0.1-6wt.％的C4-C16羧酸的碱金属盐或铵盐；(c)大约0.001-0.5wt.％的二巯基噻二唑；(d)大约0.1-5wt.％的化学式(1)的化合物；(e)大约0.01-5wt.％的化学式(2)的硬水稳定剂；(f)大约0.1-0.5wt.％的磷酸或其盐；(g)大约0.01-2wt.％的三唑或噻唑；(h)大约0.1-4wt.％的碱金属氢氧化物；和(i)大约1-3wt.％的去离子水，其中e是10-100的整数；R选自-H、-CH3、-CO2H和-SO3H；X选自-H、-CH2CH2OH、-CH2CH2CO2H和-CH2OCH2CH(OH)CH2SO3H，且其中X1选自-OH、-COOH、-CH3和-CH＝CH(CH2)n-CH3；R1和R2独立地选自直链或支链的C1-C12烷基、-(CH2)m-X2和-N...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳成春，河宁柱，赵昌烈，崔东烈，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]