固体冷却剂浓缩物及其制备制造技术

本发明专利技术涉及新的冷却剂浓缩物及其制备和用途。用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体冷却剂浓缩物及其制备
[0001]本专利技术记载了新的冷却剂浓缩物及其制备和用途。
[0002]最终用户用于移动或固定内燃机的冷却剂，以及用于电动车辆或带有电动马达和内燃机的车辆组合的冷却回路的冷却剂通常是水、二醇、腐蚀抑制剂、碱和其他成分的液体混合物。
[0003]为了减少运输量，出售的通常是浓缩物，其中省略或大大减少了水含量。最终用户通过加水由浓缩物来制备冷却剂。
[0004]为了进一步减少运输量，通常会集中生产所谓的超浓缩物，其中不仅省略或大大减少了水含量，而且还省略或大大减少了二醇含量。然后，这些超浓缩物仅由配方调制员在区域内使用，通过与二醇共混来生产浓缩物。
[0005]尽管有这些所述的浓缩物，仍然需要进一步减少运输量，以简化物流、安全运输能力并减少运输对环境的影响。
[0006]市场上有高度浓缩的或在某些情况下为固体的冷却剂添加剂，其称为补充冷却添加剂(SCA)，其由最终用户引入使用的冷却剂中，其目的是补充在运行过程中使用的腐蚀抑制剂和碱。由于其浓缩的形式，它们无法补充冷却剂中的水或二醇。
[0007]这类SCA记载于例如US 5643493或US 6733687。
[0008]US 5643493记载了这类SCA，据此，唯一使用的腐蚀抑制剂是无机化合物，如磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐和钼酸盐。唯一的有机类腐蚀抑制剂是唑类腐蚀抑制剂。
[0009]没有描述现今冷却剂中经常作为腐蚀抑制剂使用的有机羧酸。
[0010]US 6733687记载了可以固体、糊状或液体浓缩物形式使用的SCA和芳族单羧酸或二羧酸，以及无机成分和唑类。
[0011]根据US 6733687，SCA的一个必要成分是亚硝酸盐，特别是亚硝酸钠(NaNO2)，作为防止铁质材料腐蚀的抑制剂。但由于亚硝酸盐具有明显的毒性，应避免使用它。
[0012]通常，亚硝酸盐被脂族单羧酸替代，作为防止铁质材料腐蚀的抑制剂；参见US 9328278。
[0013]在试图生产类似于US 6733687的固体混合物，同时用脂族单羧酸替代亚硝酸盐时，然而，本领域的技术人员会发现，脂族单羧酸的存在会造成所得到的混合物具有粘性，因此不能转化为固体使用形式。成堆的固体混合物会粘在一起，因此不能保持自由流动，这将大大增加储存、运输和工业使用的难度。
[0014]因此，本专利技术的目的是提供固体冷却剂浓缩物，其易于转化为稳定的固体使用形式且不含亚硝酸盐，但同时对铁质材料的腐蚀具有良好的抑制作用。
[0015]该目的通过不含亚硝酸盐的固体组合物而实现，所述固体组合物适于制备用于具有抗腐蚀作用的冷却剂体系的液体防冻剂，所述固体组合物包含：
[0016]‑
不大于10重量％，优选不大于7.5重量％且更优选不大于5重量％的水(A)
[0017]‑
不大于10重量％，优选不大于7.5重量％且更优选不大于5重量％的亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚和丙三醇(B)，
[0018]抑制剂(C)：
[0019]‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
[0020]‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
[0021]‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
[0022]‑
(C4)至少一种唑，优选至少一种三唑化合物，
[0023]‑
(D)任选地至少一种无机碱，
[0024]‑
(E)至少一种选自以下的其他成分：硬水稳定剂、消泡剂、染料和苦味物质，
[0025]其条件是，
[0026]‑
抑制剂组分(C)、无机碱组分(D)和其他组分(E)的总比例为90重量％至95重量％，基于全部组合物计，
[0027]‑
脂族单羧酸在全部组合物中的比例不超过1重量％，
[0028]‑
亚硝酸盐在全部组合物中的比例不超过0.25重量％，并且
[0029]‑
所有组分之和总是100重量％。
[0030]本专利技术的组合物可以很容易地以固体形式生产，由于不含亚硝酸盐，所以毒理学方面的问题不大，而且可以很容易地加工成超浓缩物、浓缩物和冷却剂。
[0031]此外，它们可以是冷却剂活性组分的最浓缩形式，因此它们在运输时只需移动最小的量，从而能够以分散的方式由本专利技术的组合物生产超浓缩物、浓缩物和冷却剂。这构成了能源的节约或通常CO2等价物的节约，并因此减少了CO2平衡。
[0032]组分
[0033](A)水
[0034]在本专利技术上下文中使用的水应该是中性的，pH值为7；这可以是但不一定是去离子水或蒸馏水。为了也能使用硬水，本专利技术的组合物通常包含至少一种硬水稳定剂(见下文)。
[0035](B)亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚和丙三醇
[0036]组分(B)在冷却剂中具有主要的凝固点降低作用。这包括单体至四聚体的1,2
‑
乙二醇、1,2
‑
丙二醇或较少见的1,3
‑
丙二醇，优选单体至三聚体的1,2
‑
乙二醇或1,2
‑
丙二醇，更优选单体或二聚体的1,2
‑
乙二醇，最优选单体的1,2
‑
乙二醇，以及在每种情况下它们的混合物。
[0037]所述亚烷基二醇单烷基醚为上述亚烷基二醇的单
‑
C1‑
C4‑
烷基醚，优选单甲基醚、单乙基醚或单正丁基醚，更优选单甲基醚或单正丁基醚，最优选单甲基醚。
[0038]另外，丙三醇或丙三醇低聚物为可能的组分(B)。
[0039]优选的亚烷基二醇组分或衍生物特别为单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇及其混合物，此外还有单丙二醇、二丙二醇及其混合物，聚乙二醇、乙二醇醚，例如单乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、四乙二醇单甲醚，单乙二醇单乙醚，二乙二醇单乙醚，三乙二醇单乙醚，四乙二醇单乙醚、单乙二醇单正丁醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单正丁醚和四乙二醇单正丁醚，或丙三醇，均可单独或作为其混合物使用。
[0040]特别优选单独的单乙二醇或作为主要成分(即在混合物中的含量超过50重量％，特别是超过80重量％，尤其是超过95重量％)的单乙二醇与其他亚烷基二醇或亚烷基二醇衍生物的混合物。
[0041]抑制剂(C)
[0042]抑制剂(C)作为腐蚀抑制剂，防止金属腐蚀，例如铁质材料、铝、有色金属或焊料的腐蚀。
[0043]本专利技术的组合物包含：
[0044]‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
[0045]‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
[0046]‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.不含亚硝酸盐的固体组合物，其适于制备用于具有抗腐蚀作用的冷却剂体系的液体防冻剂，所述固体组合物包含：
‑
不大于10重量％，优选不大于7.5重量％且更优选不大于5重量％的水(A)
‑
不大于10重量％，优选不大于7.5重量％且更优选不大于5重量％的亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚和丙三醇(B)，抑制剂(C)：
‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
‑
(C4)至少一种唑，优选至少一种三唑化合物，
‑
(D)任选地至少一种无机碱，
‑
(E)至少一种选自以下的其他成分：硬水稳定剂、消泡剂、染料和苦味物质，其条件是，
‑
抑制剂组分(C)、无机碱组分(D)和其他组分(E)的总比例为90重量％至95重量％，基于全部组合物计，
‑
脂族单羧酸在全部组合物中的比例不超过1重量％，
‑
亚硝酸盐在全部组合物中的比例不超过0.25重量％，并且
‑
所有组分之和总是100重量％。2.根据权利要求1所述的组合物，其中组分(B)为单乙二醇。3.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中组分(C1)为选自以下的化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐或磷酸盐。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中不存在芳族单羧酸。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中化合物(C3)为具有6至12个碳原子的直链烷烃二羧酸。6.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中化合物(C3)选自琥珀酸、马来酸、富马酸、戊二酸、己二酸、庚二酸(庚烷二酸)、杜鹃花酸(壬二酸)、癸二酸(辛二甲酸)、十一烷二酸、十二烷二酸、烷基琥珀酸和烯基琥珀酸以及烷基戊二酸和烯基戊二酸，例如2
‑
甲基丁二酸、2
‑
乙基
‑3‑
甲基丁二酸、2
‑
乙基戊二酸、2
‑
十二烷基丁二酸、2
‑
十二烯基丁二酸、2
‑
苯基丁二酸、2
‑
(对甲基苯基)丁二酸、2,2
‑
二甲基丁二酸、2,3,4
‑
三甲基戊二酸、2,2,3
‑
三甲基戊二酸、戊烯二酸(戊
‑2‑
烯二酸)、衣康酸、己
‑2‑
烯二酸、己
‑3‑
烯二酸、5
‑
甲基己
‑2‑
烯二酸和2,3
‑
二甲基戊
‑2‑
烯二酸。7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中化合物(C4)选自苯并三唑、甲苯基三唑、(2
‑
苯并噻唑基硫代)乙酸、3
‑
(2
‑
苯并噻唑基硫代)丙酸和2
‑
巯基苯并噻唑。8.一种制备根据前述权利要求中任一项所述的固体组合物的方法，通过
‑
将组分(A)至(E)在10至100℃下在合适的设备中混合5分钟至10小时，直至形成均匀混合物，
‑
任选地将所述均匀混合物过筛，和
‑
随后加工得到成形体。9.一种制备超浓缩物的方法，所述超浓缩物包含：
‑
不大于15重量％，优选不大于10重量％且更优选不大于5重量％的水(A)抑制剂(C)：
‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
‑
(C4)至少一种唑类，优选至少一种三唑化合物，
‑
(D)任选地至少一种无机碱，
‑
(E)至少一种选自以下的其他成分：硬水稳定剂、消泡剂、染料和苦味物质，其条件是，
‑
抑制剂组分(C)、无机碱组分(D)和其他组分(E)的总比例为0.05重量％至30重量％，优选1重量％至20重量％且更优选2重量％至10重量％，基于全部组合物计，
‑
脂族单羧酸在全部组合物中的比例不超过0.6重量％,
‑
亚硝酸盐在全部组合物中的比例不超过0.2重量％，并且
‑
补足至100重量％的余量为至少一种亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚或丙三醇(B)。其中将根据权利要求1至7中任一项所述的固体组合物与适量的至少一种亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚或丙三醇(B)进行混合。10.一种制备浓缩物的方法，所述浓缩物包含：
‑
不大于15重量％，优选不大于10重量％且更优选不大于5重量％的水(A)抑制剂(C)：
‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
‑
(C4)至少一种唑类，优选至少一种三唑化合物，
‑
(D)任选地至少一种无机碱，
‑
(E)至少一种选自以下的其他成分：硬水稳定剂、消泡剂、染料和苦味物质，其条件是，
‑
抑制剂组分(C)、无机碱组分(D)和其他组分(E)的总比例为0.01重量％至10重量％，优选0.5重量％至7.5重量％且更优选1重量％至5重量％，基于全部组合物计，
‑
脂族单羧酸在全部组合物中的比例不超过0.4重量％，
‑
亚硝酸盐在全部组合物中的比例不超过0.1重量％，并且
‑
补足至100重量％的余量为至少一种亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚或丙三醇(B)，其中在第一步，将根据权利要求1至7中任一项所述的固体组合物与适量的至少一种亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚或丙三醇(B)进行混合，然后获得超浓缩物，所述超浓缩物包含：
‑
不大于15重量％，优选不大于10重量％且更优选不大于5重量％的水(A)抑制剂(C)：
‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
‑
(C4)至少一种唑类，优选至少一种三唑化合物，
‑
(D)任选地至少一种无机碱，
‑
(E)至少一种选自以下的其他成分：硬水稳定剂、消泡剂、染料和苦味物质，其条件是，
‑
抑制剂组分(C)、无机碱组分(D)和其他组分(E)的总比例为0.05重量％至30重量％，优选1重量％至20重量％且更优选2重量％至10重量％，基于全部组合物计，
‑
脂族单羧酸在全部组合物中的比例不超过0.6重量％，
‑
亚硝酸盐在全部组合物中的比例不超过0.2重量％，并且
‑
补足至100重量％的余量为至少一种亚烷基二醇、亚烷基二醇单烷基醚或丙三醇(B)，然后，在第二步，向其中加入适量的水(A)。11.一种制备浓缩物的方法，所述浓缩物包含：
‑
不大于15重量％，优选不大于10重量％且更优选不大于5重量％的水(A)抑制剂(C)：
‑
(C1)至少一种选自以下的无机化合物：硅酸盐、硼酸盐、硝酸盐、钼酸盐和磷酸盐，
‑
(C2a)任选地作为芳族单羧酸的苯甲酸，
‑
(C3)至少一种具有4至20个碳原子的有机二羧酸，
‑
(C4)至少一种唑类，优选至少一种三唑化合物，
‑
(D)任选地至少一种无机碱，
‑
(E)至少一种选自以下的其他成分：硬水稳定剂、消泡剂、染料和苦味物质，其条件是，
‑
抑制剂组分(C)、无机碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：