[发明专利]抗冻剂浓缩物和冷却剂组合物及其制备

说明书

发明领域

本发明通常涉及在低温下表现出改进的热稳定性的抗冻剂组合 物。

背景

在热交换系统和/或防冻应用中使用抗冻剂组合物是已知的。在 这些应用中，抗冻剂组合物与多种金属、合金、和形成所述热交换系 统或需防冻的系统的不同部件的其它组件接触。已经尝试着保护与所 述抗冻剂组合物接触的零件和组件不被腐蚀。现有技术方案包括加入 多种腐蚀抑制剂和/或使用不同的有机酸用于多种金属保护体系。

防腐在所有温度范围内都是关键的。然而，在低温下，对抗冻剂 组合物的性能来说重要的其它因素起作用，这些因素包括形成不希望 的垢和/或沉积物。经常用水稀释抗冻剂组合物。水的质量随着地理位 置、人口和工业化程度变化很大。当使用硬水时，可由碱土金属碳酸 盐和碱土金属磷酸盐沉积物来结垢。这些无机膜往往抑制热传递，并 且从而降低系统的传热效率。除使用硬水外，使用某些腐蚀抑制剂也 使得形成沉积物，例如硅酸盐凝胶。在某些用于冷却剂的添加剂包中， 使用硅酸盐/磷酸盐腐蚀抑制剂帮助保护金属冷却系统部件，并且还作 为控制所述抗冻剂的pH值的缓冲剂。当含硅酸盐/磷酸盐的组合物与 硬水混合时，在很短的时间内发展为大量沉淀。这些沉淀可以阻塞冷 却系统，导致抗冻剂/冷却剂流速降低，发动机操作温度提高和使用寿 命缩短。沉积物的形成还导致物理地损害系统部件和组件中使用的软 材料部件，例如水泵密封物、发动机缸盖密封物、软管等。

为了缓解硅酸盐沉积问题，可以向抗冻剂组合物中加入硅酸盐稳 定剂。然而，在低操作温度下，例如低于凝固点温度下，一些添加剂 不可溶，从而使问题进一步复杂化。理想地，抗冻剂组合物应当维持 为透明，并且在操作中不合不可溶的物质，因为形成不想要的沉积物/ 可溶物质降低所述组合物的传热性能。

仍然需要抗冻剂组合物，即在低温下具有改进的热稳定性且生成 最少量的盐/沉积物的二醇基组合物。

发明概述

在一个实施方案中，提供了抗冻剂组合物，其包含：50％～99.8wt％ 的选自亚烷基二醇、二醇单醚、甘油和它们的混合物中的二醇基凝固 点降低剂；0.1～10wt％的至少一种(C₅～C₁₆)支链有机酸或(C₅～C₁₆) 支链有机酸的碱金属盐或胺盐；和0.1～10wt％的以下物质：i)(C₅～ C₁₂)脂族一元酸或(C₅～C₁₂)脂族一元酸的碱金属盐或胺盐；或ii) (C₇～C₁₈)芳族有机酸或(C₇～C₁₈)芳族有机酸的碱金属盐或胺盐； iii)(C₇～C₁₈)取代的芳族有机酸或取代的芳族有机酸的碱金属盐或 胺盐。在一个实施方案中，所述组合物作为浓缩物与包含10～90wt％ 的水的抗冻剂水溶液混合使用。

另一方面，提供了抗冻剂组合物，其包含：85％～99.8wt％的选自 亚烷基二醇、二醇单醚、甘油和它们的混合物中的二醇凝固点降低剂； 0.1～10wt％的至少一种以下物质：2-乙基己酸、异壬酸和3，5，5-三甲 基己酸；和0.1～10wt％的至少一种以下物质：辛酸、壬酸、癸酸、十 一烷酸、十二烷酸、新癸酸、苯甲酸、2-羟基苯甲酸、对-叔丁基苯甲 酸和它们的混合物。

还提供了改进抗冻剂组合物的热稳定性的方法，其包括将腐蚀抑 制剂体系共混入抗冻剂浓缩物的二醇凝固点降低剂基体中，其中所述 腐蚀抑制剂体系包含：a)0.1～10wt％的至少一种(C₅～C₁₆)支链有机 酸或(C₅～C₁₆)支链有机酸的碱金属盐或胺盐；和b)0.1～10wt％的i) (C₅～C₁₂)脂族一元酸或(C₅～C₁₂)脂族一元酸的碱金属盐或胺盐； 或ii)(C₇～C₁₈)芳族有机酸或(C₇～C₁₈)芳族有机酸的碱金属盐或 胺盐；iii)(C₇～C₁₈)取代的芳族有机酸或取代的芳族有机酸的碱金 属盐或胺盐。