含有二羧酸盐且不含二醇的含水防冻剂制造技术

本发明专利技术涉及一种含水的防冻剂，它含有１０－５０重量％的一种或多种碱金属盐、铵盐或碱土金属盐形式的羧酸、优选具有４－１２个碳原子的脂族二羧酸。这些盐优选与至少一种其它物质组合使用。本发明专利技术得到具有良好防冻作用、良好热传导性和良好防腐蚀作用的防冻剂。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于二羧酸盐的含水防冻组合物。它们适合用作在内燃机例如汽车内燃机中的散热器防冻剂，用作传热液体，例如在太阳能设备中，或用作冷却盐水，例如在静态冷却冷冻设备中。用于例如汽车的内燃机的冷却循环的防冻组合物在大多数情况下含有亚烷基二醇、主要是乙二醇和/或丙二醇作为防冻组分。除了其它组分之外，还可以特别存在腐蚀抑制剂。特别在现代内燃机中，达到的热应力对所用的材料提出了高要求。每种类型和任何程度的腐蚀都是会导致内燃机使用寿命缩短和可靠性降低的潜在危险因素。另外，在现代内燃机中，大量不同的材料越来越多地使用，例如铸铁、铜、黄铜、软焊条、钢和镁/铝合金。这些大数目的金属材料另外导致潜在的腐蚀问题，特别是在不同金属互相接触的位置上。在这些位置上，特别是较容易地发生各种各样不同类型的腐蚀，例如小孔腐蚀、裂隙腐蚀、侵蚀或空化腐蚀。使用目前公知的混合物所实现的防腐蚀以及可以达到的冰点通常是好的。但是，水与亚烷基二醇的混合物具有比水更差的热传导性。因此，已经试图开发不含二醇的含水冷却剂配料，其中盐的添加降低了冰点。许多专利和专利申请已经提出了对该问题的解决方案。US2,233,185描述了不含二醇的含水散热器防冻剂，其含有所谓的具有不超过9个碳原子的“脂肪酸”的钠和钾盐，例如甲酸钾、乙酸钾和/或丙酸钾以降低冰点。EP-A 0 306 972及其同族专利US5,104,562描述了部分或完全不含二醇的防冻含水散热器防冻剂，其含有甲酸钾和乙酸钾用于降低冰点。DE-A 41 07 442描述了以乙酸盐/碳酸盐混合物为基础的不含二醇的含水碱金属盐溶液作为传热组合物和冷却剂。DE-A 195 10 012描述了基于丙酸盐的含水冷却液。WO 96/26990描述了防冻冷却剂和传热液体，除了腐蚀抑制剂之外还含有乙酸钾和甲酸钾的混合物作为主要组分。EP-A 1 007 600描述了基于碱金属乙酸盐和/或甲酸盐的冷却盐水，其除了常规腐蚀抑制剂之外，还含有碱金属亚硫酸盐。WO 99/37733描述了含有腐蚀抑制剂且不含二醇的含水冷却液体，其含有乙酸和/或甲酸的碱金属盐作为防冻组分。WO 01/94494描述了具有改进的传热性能的基于甲酸铯的含水冷却液。WO 01/05906公开了用作散热器防冻剂和传热液体的含水配料，除了腐蚀抑制剂之外还含有C1-C2羧酸盐、C3-C5羧酸盐和任选C6-C12羧酸盐的混合物。其中没有公开二羧酸盐。EP-A 0 077 767描述了含水防冻组合物和防冰剂，特别是用于道路冰面的防冰。除了任选的能降低冰点的其它组分之外，这些组合物含有一种或多种具有至少三个碳原子的二羧酸的水溶性盐，例如己二酸盐、戊二酸盐和丁二酸盐的混合物。据说该配料有时还用于在例如工业和家用中在-20至100℃的冷凝器、散热器和换热器中传递热量和冷量。在EP-A 0 077 767中描述的二羧酸盐在对于达到充足防冻效果所必需的浓度范围内也是合适的，但它们通常由于腐蚀作用而不在冷却剂或防冻组合物中使用。迄今为止，在实践中还没有成功地使用不含二醇的冷却剂或防冻组合物，尽管它们通常具有更好的传热性能。这特别是由于不足的防腐蚀，特别是在现代内燃机的情况下，尽管在降低冰点方面具有满意的性能。例如，通常建议的甲酸盐和乙酸盐在实践中是腐蚀性极强的。所以，需要具有至少与公知含二醇配料相当的防腐蚀作用的不含二醇的冷却剂。本专利技术的目的是提供不具有现有技术缺点的防冻组合物/冷却剂。这些混合物应该具有防腐蚀、传热和防冻性能的平衡关系。特别是，应该具有与公知含二醇的防冻组合物相比改进的热传导性。我们发现该目的通过一种含水的防冻组合物实现，该组合物含有10-50重量％的一种或多种选自以下的盐碱金属盐、铵盐或碱土金属盐形式的饱和和不饱和的、脂族和芳族的二羧酸，该组合物还含有一种或多种在含水冷却剂中常用的腐蚀抑制物质。我们发现该目的还通过将选自碱金属盐、铵盐或碱土金属盐形式的饱和和不饱和的、脂族和芳族的二羧酸中的二羧酸盐与一种或多种在含水冷却剂中常用的腐蚀抑制物质组合作为防冻组合物来实现。特别有利的是在冷却液、传热液或冷却盐水中使用所述组合。通过将常用的腐蚀抑制剂与二羧酸盐(其在较高浓度时具有非常强的腐蚀作用)组合，它们的腐蚀作用令人惊奇地得到抑制。在该组合中，二羧酸盐使其本身作为防冻组合物。这种方式不仅是良好地防止冻结，其中在根据本专利技术的防冻组合物中达到按照ASTM D1177检测的冰絮凝点为小于-30℃，而且具有优异的热传导性和非常好的防腐蚀性能。芳族二羧酸的例子包括邻苯二甲酸和对苯二甲酸。优选使用未支化的或支化的、饱和或不饱和的具有2-15个碳原子的脂族二羧酸的盐，或其混合物。根据本专利技术适合的这些酸包括草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、马来酸、富马酸、山梨酸。也可以根据本专利技术使用工业上商品羧酸的混合物，例如BASF AG的商品名SokalanDCS(C4-C6二羧酸)。特别是，使用具有4-12个碳原子的直链饱和的脂族二羧酸或其混合物，例如SokalanDCS。最优选使用己二酸的盐。所有上述羧酸在根据本专利技术的防冻组合物中以碱金属盐、优选钠盐或钾盐的形式存在，或者以铵盐或取代铵盐的形式存在，例如是氨、三烷基胺或三链烷醇胺的形式。这些盐通常是二盐的形式，但是也可以是二羧酸的单盐的形式，或二盐和单盐的混合物。在本专利技术的优选实施方案中，使用的腐蚀抑制物质是选自以下的一种或多种化合物。a)0.01-5重量％的一种或多种选自碱金属盐、铵盐和取代铵盐形式的具有3-16个碳原子的脂族和芳族单羧酸的化合物；b)0.01-5重量％的一种或多种选自以下的化合物碱金属盐、铵盐和取代铵盐形式的具有3-21个碳原子的脂族和芳族二-和三-羧酸，其中在使用二羧酸的情况下，它不同于用作防冻组合物的二羧酸；c)0-1重量％的一种或多种选自以下的化合物碱金属硼酸盐、碱金属磷酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属亚硝酸盐，碱金属和碱土金属的硝酸盐、钼酸盐，以及碱金属和碱土金属的氟化物；d)0-1重量％的一种或多种选自以下的化合物基于聚丙烯酸、聚马来酸、丙烯酸-马来酸共聚物、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基咪唑、乙烯基吡咯烷酮-乙烯基咪唑共聚物以及不饱和羧酸和烯烃的共聚物的硬水稳定剂；e)0.01-5重量％的一种或多种选自碳酰胺和磺酰胺的化合物；f)0.01-5重量％的一种或多种选自具有4-10个碳原子的单-和双核不饱和的和部分不饱和的杂环的化合物，其可以是苯并稠合的或者携带额外的官能团；g)0.01-5重量％的一种或多种选自四(C1-C8-烷氧基)硅烷(原硅酸四C1-C8-烷基酯)的化合物；h)0.01-5重量％的一种或多种选自具有2-15个碳原子的脂族、脂环族和芳族胺的化合物，其可以另外含有醚氧原子或羟基。可以使用一种或多种各自选自上述a)至h)的物质。额外使用的物质可以来源于物质a)至h)组中的一种或多种。组a)的直链、支化和环状脂族单羧酸的例子包括丙酸、戊酸、己酸、环己基乙酸、辛酸、2-乙基己酸、壬酸、异壬酸、癸酸、十一酸和十二酸。组a)的芳族羧酸的例子包括苯甲酸和取代的苯甲酸。例子包括C1-C8烷基苯甲酸，特别是邻-、间-和对-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水的防冻组合物，含有１０－５０重量％的一种或多种选自以下的盐：碱金属盐、铵盐或碱土金属盐形式的饱和和不饱和的、脂族和芳族的二羧酸，该组合物还含有一种或多种在含水冷却剂中常用的腐蚀抑制物质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B文德罗特，M费尔南德斯冈萨雷斯，S丹巴赫，L马赫坦茨，U尼奇克，
申请(专利权)人：巴斯福股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]