антифризный охлаждающий концентрат (варианты), антифризная охлаждающая композиция (варианты), способ ингибирования коррозии металлов в двигателях внутреннего сгорания (варианты)

Формула изобретения

1. Антифризный охлаждающий концентрат, содержащий жидкий спирт, действующий как депрессант точки замерзания, и коррозионную ингибирующую композицию, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция содержит смесь: 1) С₈-монокарбоновой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей и 2) неодекановой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей, причем коррозионная ингибирующая композиция присутствует в таком количестве, что общее количество монокарбоновой кислоты в концентрате составляет примерно 2,0 - 5,0 вес.%.

2. Антифризный охлаждающий концентрат по п.1, отличающийся тем, что в коррозионной ингибирующей композиции неодекановая кислота, или изомер, или соль, или их смеси присутствует в относительно небольшом количестве относительно С₈-монокарбоновой кислоты.

3. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что C₈-монокарбоновую кислоту в коррозионной ингибирующей композиции выбирают из группы, состоящей из 2-этилгексановой кислоты и неооктановой кислоты.

4. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что монокарбоновые кислоты в коррозионной ингибирующей композиции находятся в виде натриевых или калиевых солей.

5. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция дополнительно содержит по крайней мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из триазолов, тиазолов, дикарбоновых кислот, фосфатов, боратов, силикатов, бензоатов, нитратов, нитритов, молибдатов или их солей щелочных металлов.

6. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция дополнительно содержит ароматический триазол или тиазол.

7. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция дополнительно содержит бензотриазол, меркаптобензотиазол или толилтриазол.

8. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что коррозионный ингибитор содержит примерно 2,4 - 3,3 вес.% С₈-монокарбоновой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей и примерно 0,8 - 1,1 вес.% неодекановой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей.

9. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что коррозионный ингибитор содержит примерно 3,1 вес.% ₈-монокарбоновой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей и примерно 1,0 вес.% неодекановой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей.

10. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что жидкий спирт выбирают из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутиленгликоля, глицерина, моноэтилового эфира глицерина, диметилового эфира глицерина, алкоксиалканолов и их смесей.

11. Антифризный охлаждающий концентрат по п.2, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидроксид щелочного металла в количестве, достаточном для установления рН композиции примерно 6 - 10.

12. Антифризная охлаждающая композиция, содержащая воду в количестве примерно 10 - 90 вес.% и антифризный охлаждающий концентрат, содержащий жидкий спирт, действующий как депрессант точки замерзания, и коррозионную ингибирующую композицию, отличающаяся тем, что антифризная охлаждающая композиция содержит коррозионную ингибирующую композицию по п.2.

13. Способ ингибирования коррозии металлов в двигателях внутреннего сгорания, включающий стадию контактирования металлов, которые следует защищать с антифризной охлаждающей композицией по п.12.

14. Антифризный охлаждающий концентрат, содержащий жидкий спирт, действующий как депрессант точки замерзания, и коррозионную ингибирующую композицию, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция содержит смесь: 1) C₈-монокарбоновой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей, и 2) неодекановой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей, причем коррозионная ингибирующая композиция присутствует в таком количестве, что общее количество монокарбоновой кислоты в концентрате составляет примерно 2,0 -5,0 вес.% и где C₈-монокарбоновая кислота, или изомер, или соль, или их смеси, и неодекановая кислота, или изомер, или соль, или их смеси, присутствуют в коррозионной ингибирующей композиции в весовом отношении примерно 3:1.

15. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что C₈-монокарбоновую кислоту в коррозионной ингибирующей композиции выбирают из группы, состоящей из 2-этилгексановой кислоты и неооктановой кислоты.

16. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что монокарбоновые кислоты в коррозионной ингибирующей композиции находятся в виде натриевых или калиевых солей.

17. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция дополнительно содержит по крайней мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из триазолов, тиазолов, дикарбоновых кислот, фосфатов, боратов, силикатов, бензоатов, нитратов, нитритов, молибдатов или их солей щелочных металлов.

18. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция дополнительно содержит ароматический триазол или тиазол.

19. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что коррозионная ингибирующая композиция дополнительно содержит бензотриазол, меркаптобензотиазол или толилтриазол.

20. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что коррозионный ингибитор содержит примерно 2,4 - 3,3 вес.% C₈-монокарбоновой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей и примерно 0,8 - 1,1 вес.% неодекановой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей.

21. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что коррозионный ингибитор содержит примерно 3,1 вec.% C₈-монокарбоновой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей и примерно 1,0 вес.% неодекановой кислоты, или изомера, или соли, или их смесей.

22. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что жидкий спирт выбирают из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутиленгликоля, глицерина, моноэтилового эфира глицерина, диметилового эфира глицерина, алкоксиалканолов и их смесей.

23. Антифризный охлаждающий концентрат по п.14, отличающийся тем, что дополнительно содержит гидроксид щелочного металла в количестве, достаточном для установления рН композиции примерно 6 - 10.

24. Антифризная охлаждающая композиция, содержащая воду в количестве примерно 10 - 90 вес.% и антифризный охлаждающий концентрат, содержащий жидкий спирт, действующий как депрессант точки замерзания, и коррозионную ингибирующую композицию, отличающаяся тем, что антифризная охлаждающая композиция содержит коррозионную ингибирующую композицию по п.14.

25. Способ ингибирования коррозии металлов в двигателях внутреннего сгорания, включающий стадию контактирования металлов. которые следует защищать, с антифризной охлаждающей композицией по п.24.

26. Антифризный охлаждающий концентрат, содержащий жидкий спирт, действующий как депрессант точки замерзания, и толилтриазол, отличающийся тем, что он дополнительно содержит смесь 2-этилгексановой кислоты, или изомеров, или солей, или их смесей с неодекановой кислотой, или изомерами, или солями, или их смесями, и гидроксид щелочного металла, присутствующих в следующих количествах: а) примерно 90 - 98 вес.% жидкого спирта, действующего как депрессант точки замерзания, b) примерно 2,0 - 5,0 вес.% смеси 2-этилгексановой кислоты, или изомеров, или солей, или их смесей и неодекановой кислоты, или изомеров, или солей, или их смесей, с) до примерно 0,5 вес.% толилтриазола и d) гидроксид щелочного металла в количестве, достаточном для установления рН концентрата примерно 6,9 - 9,6.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится в целом к органическим кислотным ингибиторам коррозии для антифризных охлаждающих композиций. Более конкретно настоящее изобретение относится к C₈-монокарбоновым кислотам, или изомерам и/или их солям, и неодекановым кислотам, или изомерам и/или их солям для использования в антифризных охлаждающих концентратах и композициях в качестве ингибиторов коррозии, чтобы обеспечить длительную коррозионную защиту металлическим поверхностям в охлаждающих и/или нагревающих системах, таких, как системы, имеющие место в двигателях внутреннего сгорания.

Коррозия - давняя проблема, с которой сталкиваются, когда определенные металлы или сплавы используют в применениях, в которых они вступают в контакт с водной средой. Например, в системах теплопередачи, таких, как системы, имеющие место в двигателях внутреннего сгорания, жидкие теплоносители, основанные на спирте (т.е. антифризы), могут быть очень коррозионными по отношению к металлическим поверхностям систем теплопередачи. Усложнение этой проблемы заключается в том, что коррозия ускоряется при условиях обычной эксплуатации двигателя (т. е., при высоких температурах и давлениях). Алюминиевые поверхности особенно чувствительны к коррозии. Смотри, Darden et al., "Одноосновная/Дикислотная Комбинация в качестве Ингибиторов Коррозии в Антифризных Композициях", Woredwide Trends in Engine Coolants, Cooling System Materials and Testing, SAE Int"l SP-811, Paper #900804, pp. 135-51 (1990) ("SAE SP-811").

Ингибиторы коррозии используются для решения этих проблем. Например, триазолы, тиазолы, бораты, силикаты, фосфаты, бензоаты, нитраты, нитриты и молибдаты используют в антифризных композициях. Смотри, например, патент США N 4,873,011; смотри также, SAE SP-81i на страницах 135-138, 145-146. Однако такие ингибиторы коррозии имеют несколько проблем, включая токсичность (например, бораты, нитриты и молибдаты), высокую цену и недостаточную длительную защиту. Смотри патент США No. 4,946,616, кол. 1, строчки 31-45; патент США N 4,588,513, кол. 1, строчки 55-64; SAE SP-811, ее. 137-138. Также большинство из этих ингибиторов металл-специфичны и как таковые требуют многокомпонентных композиций, делая их более сложными и более дорогими для получения в коммерческих целях. Смотри Канадский Патент N 1,142,744, сс. 2-3.

Органические кислоты, такие, как моно- и/или дикарбоновые кислоты, также используют в качестве ингибиторов коррозии. Смотри, например, патент США N N 4,382,008 (комбинация C₇-C₁₃ дикарбоновой кислоты и традиционных ингибиторов коррозии); 4,448,702 (дикарбоновые кислоты, имеющие 3 или более атомов углерода); 4,647,392 (комбинация одноосновной и двухосновной кислот); и 4,946,616 (комбинация C₁₀ и C₁₂ дикислот).

Однако использование таких композиций органических кислот также связано с рядом проблем. Например, себациновая кислота, которая используется в некоторых коммерческих антифризах (например, Texaco"s "Havoline" Антифриз/Охлаждающая среда с длительным сроком действия; General Motors" "Dex-Cool" Антифриз/Охлаждающая среда; Canadian Tire"s "Motomaster" Большой Срок Действия), и в настоящее время используется в стандартной композиции, рекомендованной Британским Военным Ведомством (смотри Specification TS 10117, "Антифриз, Ингибированный Этандиол, AL-39"), и более сложна для использования в коммерческих целях, так как она коммерчески доступна в твердом виде, и, как таковая, требует нагревания для растворения в жидких теплоносителях. Также себациновая кислота, как правило, более дорогая и ее трудно получить коммерчески, поскольку в настоящее время существует только один отечественный промышленный поставщик (Union Camp Corporation). Смотри SAE SP-811, cc. 141-142. Также себациновая кислота и высшие дикарбоновые кислоты склонны иметь плохую растворимость в антифризных композициях, использующих жесткую воду. Смотри патент США N 4,578,205, кол. 1, строки 52-64.

Европейская патентная публикация N 479,470 относится к ингибиторам коррозии, имеющим, по крайней мере, одну кислоту формулы:



в которой группы R₁, R₂ и R₃ представляют собой одинаковые или различные C₁-C₁₀ алкильные группы или где один из R₁, R₂ и R₃ представляют собой водород, а другие две R-группы представляют C₁- C₁₀ алкильные группы. Однако эта публикация не раскрывает никакую особую комбинацию монокарбоновых кислот, не учит или предлагает, какие комбинации были бы пригодны (полезны). В действительности, единственные раскрытые многокислотные комбинации включают себациновую кислоту, которая, как прежде обсуждалось, имеет несколько недостатков.

Ингибиторы коррозии, содержащие неодекановую кислоту (моно-карбоновую органическую кислоту) также предлагаются. Патент США N 4,390,439 ("Schwartz et al. ") относится к использованию неодекановой кислоты в качестве ингибитора коррозии в гидравлических жидкостях. Однако Schwartz et al. не учат и не предлагают использовать другие органические кислоты (за исключением бензойной кислоты) одни или в комбинации с неодекановой кислотой в качестве ингибитора коррозии.

SAE SP-811 также описывает неодекановую кислоту в качестве возможного ингибитора коррозии. Однако SAE SP-811 относится к использованию в качестве ингибиторов коррозии комбинаций монокарбоновых кислот и дикарбоновых кислот, включая себациновую кислоту. Также, хотя SAE SP-811 предполагает, то неодекановая кислота - эффективна в качестве ингибитора коррозии, SAE SP-811 учит не использовать неодекановую кислоту, поскольку в этом материале указывается, что "использование неодекановой кислоты ограничено соображениями растворимости" (с. 147).

Таким образом, было бы желательно обеспечить эффективный ингибитор коррозии, который можно легко приготовить, и для получения которого используются легко доступные исходные материалы.

Цель данного изобретения - обеспечить улучшенные органические кислотные ингибиторы коррозии, содержащие C₈ монокарбоновый кислотный компонент, или изомеры и/или их соли, и неодекановую кислоту, или изомеры и/или их соли. Добавление относительно небольших количеств неодекановой кислоты к C₈- монокарбоновому кислотному компоненту приводит к удивительно улучшенным коррозионно-ингибирующим свойствам по сравнению с традиционными ингибиторами коррозии, другими органическими кислотными ингибиторами коррозии и ингибиторами коррозии, содержащими только C₈- монокарбоновый кислотный компонент или одну неодекановую кислоту. C₈ монокарбоновый кислотный компонент представляет собой предпочтительно 2-этилгексановую кислоту или неооктановую кислоту, и, более предпочтительно, 2-этилгексановую кислоту.

Необязательно эти ингибиторы коррозии могут также содержать другие органические кислотные ингибиторы коррозии, такие, как дикарбоновые кислоты, и традиционные ингибиторы коррозии, такие, как триазолы, а также другие добавки, такие, как противовспенивающие агенты, красители, pH буферы, ингибиторы образования накипи, изолирующие и диспергирующие агенты.

Другой целью данного изобретения являются антифризные охлаждающие композиции, содержащие эти ингибиторы коррозии, и способы применения композиций для коррозионной защиты металлических поверхностей в нагревающих и/или охлаждающих системах, прежде всего, двигателей внутреннего сгорания.

Фигура 1A показывает пример графической зависимости потенциала точечной коррозии Типа I от времени, полученной для композиции Примера 4.

Фигура 1B показывает пример графической зависимости потенциала точечной коррозии Типа I+ от времени, полученной для композиции Примера 3.

Фигура 1C показывает пример графической зависимости потенциала точечной коррозии Типа II от времени, полученной для композиции Примера 2.

Для более полного понимания настоящего изобретения предлагается следующее подробное описание.

Ингибиторы коррозии настоящего изобретения содержат C₈ - монокарбоновый кислотный компонент (т. е. одну C₈ - монокарбоновую кислоту или смеси C₈- монокарбоновых кислот), или изомеры и/или их соли, и неодекановый кислотный компонент, или изомеры и/или их соли. Неодекановая кислота является неокислотой, которая представляет собой тип монокарбоновой кислоты. Термин "неокислота" относится к триалкилуксусным кислотам, имеющим следующую общую структуру:



где группы R₁, R₂ и R₃ представляют собой алкильные группы. Неокислоты, такие, как неооктановая и неодекановая кислоты, легко доступны, например, от фирмы Exxon Chemical Company.

Добавление относительно небольшого количества неодекановой кислоты к C₈-монокарбоновому кислотному компоненту приводит к удивительно улучшенным коррозионно-ингибирующим свойствам по сравнению с ингибиторами коррозии, имеющими общепринятые и/или органические кислотные компоненты, а также по сравнению с ингибиторами коррозии, содержащими только C₈- монокарбоновый кислотный компонент или одну неодекановую кислоту.

Предпочтительно ингибиторы коррозии данного изобретения содержат либо 2-этилгексановую кислоту ("2-ЕНА"), либо неооктановую кислоту, или изомеры и/или их соли, и неодекановую кислоту, или изомеры и/или их соли. Что касается неодекановой кислоты, 2-ЕНА и неооктановой кислоты, то эти кислоты менее дорогие, чем себациновая кислота, и более легко доступны на рынке (2-ЕНА можно получить, например, от ALLCHEM Industries, Inc., ASHLAND Chemical Co., BASF Corp., Brook-Chem Inc., EASTMAN Chemical Group and Union Carbide Corp.; неооктановая кислота доступна, например, от Exxon Chemical Company). Также эти монокарбоновые кислоты доступны в жидком состоянии скорее, чем в твердом виде (как в случае себациновой кислоты), и, как таковые, они более легко используются для получения ингибиторов коррозии в коммерческих объемах.

Кислотные компоненты ингибиторов коррозии настоящего изобретения альтернативно могут быть в виде соли щелочного металла, соли аммония или соли амина. Предпочтительными солями являются соли щелочного металла и более предпочтительными являются натриевые или калиевые соли монокарбоновых кислот.

Ингибиторы коррозии настоящего изобретения также могут включать один или более дополнительных ингибиторов коррозии, таких, как триазолы, тиазолы, дикарбоновые кислоты, фосфаты, бораты, силикаты, бензоаты, нитраты, нитриты, молибдаты или их соли щелочных металлов. Предпочтительные ингибиторы коррозии данного изобретения дополнительно содержат триазол или тиазол, более предпочтительно ароматический триазол или тиазол, такие, как бензотриазол, меркаптобензотиазол или толилтриазол ("TTZ") и наиболее предпочтительно, TTZ.

Другие добавки также могут быть использованы в зависимости от применения. Подходящие добавки включают противовспенивающие агенты (например, "РМ-5150" от фирмы Union Carbide Corp., "Pluronic L-61" от фирмы BASF Corp., и "Patco 492" или "Patco 415" от фирмы American Ingredients Company), красители (например, "Ализарин Зеленый", "Уранин Желтый" или "Зеленая AGS-жидкость" от фирмы Abbey Color Inc., "Оранжевый II (Кислотный Оранжевый 7)" или "Intracid Rhodamine WT (Кислотный Красный 388)" от фирмы Crompton & Knowles Corp.), pH буферы, ингибиторы образования накипи, и/или изолирующие и диспергирующие агенты (например, "Dequest" от фирмы Monsanto Chemical Company, "Bayhibit" от фирмы Miles Inc., "Naico" или "Nal PREP" от фирмы Nalco Chemical Company).

Предполагается, что ингибиторы коррозии настоящего изобретения могут быть использованы в многочисленных применениях, где металлические поверхности (например, алюминиевые, медные, железные, стальные, латунные поверхности, припой или другие сплавы) вступают в контакт с водной средой. Например, они могут быть использованы в сочетании с гидравлическими жидкостями, водными смазочно-охлаждающими эмульсиями, красками, растворимыми маслами, жидкостями для резки металлов, авиационными антиобледенителями и консистентными смазками.

Ингибиторы коррозии данного изобретения особенно хорошо подходят для использования в антифризных охлаждающих композициях, таких как антифризные охлаждающие концентраты и смеси для двигателей внутреннего сгорания.

В антифризных охлаждающих концентратах незначительное количество ингибитора коррозии добавляют к основному (большему) количеству водорастворимого жидкого спиртового депрессанта точки замерзания. Ингибитор коррозии может быть добавлен в количестве от приблизительно 0.001% до приблизительно 5.0% (общее содержание монокарбоновой кислоты по весу в концентрате), и предпочтительно от приблизительно 2.0% до приблизительно 5.0%. Ингибитор коррозии включает C₈- монокарбоновый кислотный компонент, или изомеры и/или их соли, и относительно небольшое количество неодекановой кислоты, или изомеров и/или их солей. Используемое количество неодекановой кислоты является таким, которое достаточно для того, чтобы получить в конечном результате ингибитор коррозии, проявляющий синергический эффект по сравнению с коррозионно-ингибирующими эффективностями индивидуальных кислотных компонентов. Предпочтительно ингибитор коррозии содержит C₈ - монокарбоновый кислотный компонент и неодекановую кислоту в соотношении от приблизительно 100:1 до приблизительно 1: 1, и более предпочтительно приблизительно 3:1. В одном предпочтительном воплощении ингибитор коррозии содержит количество C₈- монокарбонового кислотного компонента, достаточное для того, чтобы в антифризном охлаждающем концентрате этот компонент присутствовал от приблизительно 2.4% до приблизительно 3.3% (по весу), и более предпочтительно приблизительно 3.1%. Неодекановая кислота присутствует в количестве, достаточном для того, чтобы ее концентрация в антифризном охлаждающем концентрате составляла от приблизительно 0.8% до приблизительно 1.1% (по весу), и более предпочтительно приблизительно 1.0%.

Антифризный охлаждающий концентрат также может включать один или более дополнительных ингибиторов коррозии, таких, как триазолы, тиазолы, дикарбоновые кислоты, фосфаты, бораты, силикаты, бензоаты, нитраты, нитриты, молибдаты или их соли щелочных металлов. Такие дополнительные ингибиторы коррозии могут быть добавлены в концентрациях вплоть до приблизительно 5.5% (по весу). Предпочтительно антифризный охлаждающий концентрат содержит вплоть до приблизительно 0.8% (по весу) триазола или тиазола и более предпочтительно вплоть до приблизительно 0.5%.

Основная часть антифризного охлаждающего концентрата (т. е. , 75% - 99.999% (по весу), предпочтительно 90% - 99.999% (по весу)) включает жидкий спиртовой депрессант точки замерзания. Подходящие жидкие спиртовые депрессанты точки замерзания включают любой спирт или теплопередающую среду, способную использоваться в качестве жидкого теплоносителя, и предпочтительно представляет, по крайней мере, один спирт, выбранный из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутиленгликоля, глицерина, моноэтилового эфира глицерина, диметилового эфира глицерина, алкоксиалканолов (таких, как метоксиэтанол) и их смесей. Предпочтительный спирт выбирают из группы, состоящей из этиленгликоля, диэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропиленгликоля и их смесей.

Антифризный охлаждающий концентрат также может включать достаточное количество гидроксида щелочного металла для того, чтобы регулировать (устанавливать) pH от приблизительно 6.0 до приблизительно 10.0, предпочтительно от приблизительно 6.9 до приблизительно 9.6. Композиции, имеющие pH меньше, чем приблизительно 6.0, или больше, чем приблизительно 10.0, имеют тенденцию быть коррозийными по отношению к металлическим поверхностям. Другие добавки, как описано выше, также могут быть использованы в зависимости от применения.

Наиболее часто используемые антифризные композиции представляют собой антифризные охлаждающие составы. В этих композициях антифризный концентрат обычно разбавляют водой таким образом, что в составе присутствует от 10% до приблизительно 90% (по весу) воды, и предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 75% (по весу) воды, причем балансом является антифризный охлаждающий концентрат.

Любому специалисту в данной области будет понятно, что количество ингибитора коррозии (и его состав), используемого в конкретной антифризной охлаждающей композиции, может изменяться в том случае, когда делают незначительные корректировки для других компонентов композиций.

Настоящее изобретение также обеспечивает способы ингибирования коррозии металлических частей в двигателях внутреннего сгорания. Такие способы включают стадию контактирования металлов, которые должны быть защищены, с ингибиторами коррозии изобретения. описанными выше.

Для лучшего понимания настоящего изобретения предлагаются следующие примеры.

Примеры

Получают двадцать шесть различных антифризных охлаждающих концентратов (Примеры 1-26). Компоненты этих составов описаны в Таблицах 1-4 в конце описания. Каждый состав содержит этиленгликоль в качестве водорастворимого жидкого спиртового депрессанта точки замерзания, гидроксид натрия (NaOH) для установления pH около 9.0, толилтриазол натрия (NaTTZ), деионизированную воду, в установленных количествах.

Примеры 1-4, как показано в Таблице 1 в конце описания, соответствуют известным антифризным охлаждающим концентратам и используются в качестве контрольных составов. Эти Примеры включают композицию, содержащую традиционные ингибиторы коррозии (Пример 1), композицию, содержащую органический кислотный (на основе монокарбоновой кислоты) ингибитор коррозии (Пример 2 содержит прежде всего только органические кислотные ингибиторы коррозии и небольшое количество NaTTZ), и композиции, содержащие традиционные ингибиторы коррозии, а также органические кислотные компоненты (на основе дикарбоновой кислоты) (Пример 3-4).

Примеры 5-8, приведенные в Таблице 2 в конце описания, представляют собой монокарбоновые кислотные антифризные концентраты, каждый из которых имеет только один кислотный компонент: 2-ЕНА (Пример 5), неогептановую кислоту (Пример 6), неооктановую кислоту (Пример 7) и неодекановую кислоту (Пример 8).

Примеры 9-14, как показано в Таблице 3 в конце описания, содержат ингибиторы коррозии, включающие смеси 2-ЕНА и неодекановой кислоты (Примеры 9-11) и неооктановой и неодекановой кислот (Пример 12-14).

Оставшиеся антифризные охлаждающие концентраты, Примеры 15-26, как показано в Таблице 4 ниже, содержат сравнительные ингибиторы коррозии. Эти композиции содержат либо смеси 2-ЕНА и неооктановой кислоты (Примеры 15-17), либо смеси неогептановой кислоты с 2-ЕНА (Примеры 18-20), неооктановой кислотой (Примеры 21-23) или неодекановой кислотой (Примеры 24-26).

Каждую из протестированных композиций получают в перемешивающем сосуде при комнатной температуре (приблизительно 20^oC) и при давлении 91-111 КПа. В каждом случае этиленгликоль добавляют в перемешивающий сосуд первым и при перемешивании добавляют остальные компоненты в следующем порядке: кислотные компоненты, NaOH, NaTTZ, воду и другие ингибиторы коррозии, если есть. Все компоненты были получены коммерчески следующим образом: этиленгликоль от фирмы Union Curbide; NaTTZ, 50% раствор, от РМС Specialties Group; NaNO₃, 40% раствор, от Chilean Nitrate Sales Corp; Na₂MoO₄, 35% раствор, от North Metal & Chemical Company, NaOH, 50% раствор, от Occidental Petroleum; 2-EHA от ASHLAND Chemical Co. , себациновая кислота от Union Camp Corporation; додекандиовая кислота от DuPont; и неокислоты были от фирмы Exxon Chemical Company.

После приготовления каждая из композиций примеров была подвергнута лабораторному методу Тестирования BL 5-1 Ford Motor Company, "Быстрый метод для Предсказывания Эффективности Ингибированных Охлаждающих сред в Алюминиевых Теплообменниках" (Тестирование Гальваностатического Потенциала Точечной коррозии) и ASTM D-4340 "Стандартный метод Тестирования Коррозии Литых Алюминиевых Сплавов в охлаждающих средах для двигателей в условиях теплоотвода)" (Тестирование Горячей Поверхности Алюминия). Эти тесты, описанные ниже, являются хорошо известными анализами, используемыми для оценки эффективности ингибиторов коррозии в охлаждающих средах для двигателей.

Гальваностатический Потенциал Точечной Коррозии

Тестирование Гальваностатического Потенциала Точечной коррозии является стандартным электрохимическим методом, используемым для оценки эффективности ингибиторов коррозии в предотвращении точечной коррозии. Этот тест используют, чтобы предсказать эффективность охлаждающих сред для двигателей в предотвращении точечной коррозии и образования трещин на алюминиевых сплавах теплообменника. При тестировании измеряется потенциал точечной коррозии (Ер) алюминиевых сплавов в охлаждающей среде для двигателей. Смотри Ford Motor Company, BL 5-1, указано выше. Методика тестирования хорошо известна. Смотри Wiggle et al. , "Эффективность Ингибиторов в охлаждающих средах для двигателей в случае алюминия". Corrosion 80, National Association of Corrosion Engineering Conference, Paper #69 и Wiggle et al., "Быстрый Способ Предсказывания Эффективности Ингибированных Охлаждающих Сред для Двигателей в Алюминиевых Теплообменниках", SAE Paper #800800, Society of Automotive Engineers, Passenger Car Meeting, June 1980, Dearborn, Michigan, включена в описание в качестве ссылки.

Этот тест обеспечивает измерение того, насколько хорошо ингибитор коррозии предотвращает разрушение защитной оксидной пленки и последующее образование точек (раковин) на металлическом образце, и обеспечивает измерение того, насколько хорошо ингибитор повторно пассивирует поверхность, на которой уже началось образование точек. В общем результаты этого тестирования могут быть распределены но категориям в один из трех типов.

В первом типе (Тип I) (как изображено на фигуре 1A) после поляризации металлической поверхности потенциал быстро увеличивается до некоторого максимального уровня в течение первых нескольких секунд. Пассивная пленка затем разрывается с последующим быстрым уменьшением потенциала. Уровни потенциала точечной коррозии в некоторый момент выходит на уровень, при котором достигается равновесие между потенциалом, ростом точек (раковин) и повторной пассивации точек. Фигура 1A отражает результаты этого тестирования для композиции Примера 4.

Во втором типе (Тип I+) (изображено на фигуре 1B) разрушение пассивной пленки происходит почти немедленно после поляризации. Сначала потенциал уменьшается, но затем начинает увеличиваться во времени. Это повышение указывает на образование ингибирующей электрический ток пленки на поверхности металла. Фигура 1B отражает результаты этого тестирования для композиции Примера 3.

В третьем типе (Тип II) (изображены на фигуре 1C) потенциал не уменьшается после разрыва. Вместо этого потенциал быстро увеличивается до облагороженного потенциала, который остается постоянным или слегка повышается в ходе тестирования. Фигура 1C отражает результаты данного тестирования для композиции Примера 2.

Большинство коммерческих антифризных композиций имеют потенциал точечной коррозии, изменяющийся от -200 до +200 мВ. Вообще, чем выше (более положительное) значение Ер при фиксированной плотности электрического тока, тем более эффективна антифризная композиция для предотвращения точечной коррозии. Смотри Ford Motor Company, BL 5-1, выше указано; Wiggle et al. Paper # 69, выше указано, и SAE Paper # 800800, выше указано; и SAE SP-811, выше указано, на с. 138, правая колонка, строка 44.

Результаты Тестирования гальваностатического потенциала точечной коррозии для композиций Примеров 1-26 представлены в Таблицах 1-4 в конце описания. Для каждой из композиций потенциал точечной коррозии определяли, используя плотность тока 100 мкА/см².

Как показано в Таблицах 1-4 в конце описания, ингибиторы коррозии, содержащие C₈- монокарбоновую кислоту и неодекановую кислоту (Примеры 9-14, Таблица 3), показывают Ер значения, которые либо выше, либо находятся в пределах приемлемого диапазона от -200 до +200 мВ. На самом деле ингибиторы коррозии, содержащие C₈- монокарбоновую кислоту и относительно небольшое количество неодекановой кислоты (Примеры 9 и 12, Таблица 3), показывают самые высокие Ер значения из всех тестированных композиций, включая композиции из контрольной группы (Примеры 1-4, Таблица 1).

Также ингибиторы коррозии, содержащие C₈ - монокарбоновую кислоту и относительно небольшое количество неодекановой кислоты (Примеры 9 и 12, Таблица 3), показывали удивительно более высокие Ер значения, чем значения, ожидаемые, исходя из Ер значений, показанных композициями, содержащими только один монокарбоновый кислотный компонент. Например, небольшое количество неодекановой кислоты, добавленной к 2-ЕНА (Пример 9, Таблица 3) приводило к получению композиции с синергическим Ер значением 2340 мВ по сравнению с Ер значениями композиций, которые содержали только 2-ЕНА (1640 мВ, Пример 5, Таблица 2) или неодекановую кислоту (-112 мВ, Пример 8, Таблица 2).

Аналогично небольшое количество неодекановой кислоты, добавленной к неооктановой кислоте (Пример 12, Таблица 3) приводило к образованию композиции с синергическим Ер значением 2620 мВ по сравнению с Ер значениями композиций, которые содержали только неооктановую кислоту (2030 мВ, Пример 7, Таблица 2) или неодекановую кислоту (-112 мВ, Пример 8, Таблица 2).

При использовании ингибиторов коррозии, содержащих две C₈- монокарбоновые кислоты без неодекановой кислоты (Примеры 15-17, Таблица 4), или при использовании ингибиторов коррозии, содержащих неогептановую кислоту и C₈ -монокарбоновую кислоту (Примеры 18-23, Таблица 4), более высокие синергические Ер значения не были обнаружены. Аналогично добавление небольшого количества неодекановой кислоты к неогептановой кислоте (Примеры 24-26, Таблица 4) не привело к синергическому эффекту по сравнению с композициями, которые содержали только неогептановую кислоту (Пример 6, Таблица 2) или только неодекановую кислоту (Пример 8, Таблица 2).

ASTM D-4340 Тестирование Горячей Поверхности Алюминия

Тестирование Горячей Поверхности Алюминия является другим стандартным методом, используемым для оценки эффективности ингибиторов коррозии. Этот тест позволяет измерить скорость коррозии образца металла, проистекающей из коррозионных свойств антифризных композиций. Согласно ASTM D-3306, максимально возможная скорость коррозии, полученная в результате тестирования образца, составляет 1.0 мг/см²/неделя. Результаты этого тестирования также представлены в Таблицах 1-4 в конце описания. Как показано в конце описания в Таблицах, антифризные концентраты, содержащие C₈ монокарбоновую кислоту и небольшое количество неодекановой кислоты (Примеры 9 и 12, Таблица 3), давали в результате скорость коррозии 0.8 и 0.4 мг/см²/неделя соответственно, что меньше, чем скорость коррозии ASTM D-3306 стандарта, которая составляет 1.0 мг/см²/неделя. Это иллюстрирует то, что ингибиторы коррозии настоящего изобретения не только защищают алюминий от точечной коррозии, но также и от кавитационной эрозии, происходящей в алюминиевых цилиндрических головках.

Любому специалисту в данной области будет понятно, что настоящее изобретение может иметь на практике иное применение, чем выше описанные воплощения, которые здесь представлены лишь с целью иллюстрации, а не с целью ограничения, и что настоящее изобретение ограничено только формулой изобретения, которая следует далее.