包含有机羧酸或其盐的基于二醇的传热流体、其制备方法及其用途技术

本发明专利技术涉及表现出缓蚀并且包含大于5wt.％(按组合物的总重量计)的选自单乙二醇、单丙二醇、1,3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含有机羧酸或其盐的基于二醇的传热流体、其制备方法及其用途
专利

[0001]本专利技术涉及包含有机羧酸或其盐的基于二醇的传热流体。本专利技术还涉及用于制备所述传热流体的浓缩物，用于制备所述传热流体的方法，以及使用所述传热流体的方法和用途。

技术介绍

[0002]传热流体广泛用于与内燃机、太阳能系统、燃料电池、电动机、发电机、电子设备等相关的热交换系统中。传热流体通常由基础流体和一种或多种添加剂组成。
[0003]历史上，当考虑热传递时，水是优选的基础流体。在许多应用中，需要防冻性质，并且使用由与防冻剂如醇、二醇或盐混合的水组成的基础流体。由于用作防冻剂的醇或二醇将与当使用盐作为防冻剂时不同地影响传热流体的性质(例如密度、运动粘度、热导率、热容)，已经出现了两种不同类型的传热流体，即不含醇/二醇或含醇/二醇的传热流体。
[0004]水和二醇混合物是最广泛使用的基础流体，因为这种混合物相对稳定，与现代换热系统中使用的弹性体和塑料相容，提供成本有效的冷冻和沸腾保护，并且可以与各种缓蚀剂一起配制，以提供特定换热系统所需的特定腐蚀保护。
[0005]传热流体通常含有可用于获得各种功能的其它添加剂，例如改善热交换性质、缓蚀等。由于传热流体与金属部件如铝合金、铸铁、钢、铜、黄铜、焊料等连续接触，它们几乎总是含有一种或多种缓蚀剂。
[0006]羧酸在汽车冷却系统中缓蚀的能力在60多年前首次报道。芳香族羧酸，例如苯甲酸及其衍生物，已经被广泛地研究并且在欧洲用作商业冷却剂中的缓蚀剂。仅包含有机酸缓蚀剂的冷却剂(有时称为OAT(有机酸技术)冷却剂)表现出低耗损率，导致冷却剂的寿命延长，并且通常比依赖于用于缓蚀的无机盐的冷却剂更环境友好。
[0007]最近的研究工作已经针对长链脂肪族有机羧酸盐。已经发现包含6个或更多个碳原子的脂肪族羧酸充当缓蚀剂，尽管取决于酸和底物，存在性能的大的变化。例如，US2007/0152191公开了C
10
‑
C
12
二羧酸用作缓蚀剂的用途。
[0008]使用有机羧酸盐缓蚀剂的已知传热流体，例如OAT传热流体，表现出几个缺点。例如，它们基于通常昂贵的C6和更高级羧酸盐如C8或C
10
羧酸盐的缓蚀。另外，由于其低的水/二醇溶解度，许多高级羧酸盐的应用受到限制或不能被充分利用。
[0009]本专利技术的一个目的是提供改进的基于二醇的传热流体。
[0010]本专利技术的另一个目的是提供基于二醇的传热流体，其包含减少量的长链有机羧酸盐，例如C6或更高级的有机羧酸盐，同时具有相当的或改进的铝合金缓蚀。
[0011]本专利技术的另一个目的是提供与已知的基于二醇的传热流体(例如已知的含有C6或更高级有机羧酸盐的基于二醇的传热流体)相比具有延长的使用寿命的基于二醇的传热流体。

技术实现思路

[0012]本专利技术人已经令人惊讶地发现，这些目的中的一个或多个可以通过使用组合物来实现，所述组合物包含：
[0013]·
大于5wt.％(按所述组合物的总重量计)的选自单乙二醇、单丙二醇、1,3
‑
丙二醇、甘油、或其组合的二醇；以及
[0014]·
大于1wt.％(按所述组合物的总重量计)的选自C2有机羧酸或其盐、C3有机羧酸或其盐、及其组合的短链有机羧酸或其盐；
[0015]其中所述二醇和所述短链有机羧酸或其盐的组合量大于15wt.％(按所述组合物的总重量计)。
[0016]如所附实施例中所示，惊讶地发现，包含大量短链羧酸，例如大于1wt.％、优选大于2wt.％的短链有机羧酸或其盐的基于二醇的组合物在金属基材如铝上表现出令人惊讶的缓蚀(腐蚀抑制)。此外，根据本专利技术的优选实施方案，本专利技术人已经发现，包含短链有机羧酸或其盐的基于二醇的组合物在增加短链有机羧酸或其盐的浓度时表现出缓蚀的突然的非线性增加。
[0017]在本领域中，不知道短链有机羧酸盐表现出显著的腐蚀保护。已经研究了作为无二醇传热流体中的防冻剂的短链有机羧酸盐。例如，US2007/158612公开了包含C3有机羧酸盐防冻剂和C6‑
C
16
有机酸盐缓蚀剂的无二醇传热组合物。
[0018]本领域技术人员根据本公开内容将理解的是，根据本专利技术的组合物有效地允许提供传热流体或冷却剂，其需要比本领域已知的对比组合物更少或甚至不需要额外的添加剂和/或能够在更长的时间段保持金属缓蚀。
[0019]因此，在第一方面，本专利技术提供了组合物，其包含：
[0020]·
大于5wt.％(按所述组合物的总重量计)的选自单乙二醇、单丙二醇、1,3
‑
丙二醇、甘油或其组合的二醇；以及
[0021]·
大于1wt.％(按所述组合物的总重量计)的选自C2有机羧酸或其盐、C3有机羧酸或其盐、及其组合的短链有机羧酸或其盐；
[0022]其中所述二醇和所述短链有机羧酸或其盐的组合量大于15wt.％(按所述组合物的总重量计)。
[0023]在优选的实施方案中，本专利技术的组合物以即用型组合物的形式提供。
[0024]在优选的实施方案中，本专利技术的组合物以用于制备本文所述的即用型组合物的浓缩物的形式提供。
[0025]本专利技术的另一方面涉及用于制备本文所述的组合物的方法。
[0026]本专利技术的另一个方面涉及从浓缩物制备本文所述的即用型组合物的方法。
[0027]本专利技术的另一方面涉及所述组合物(优选本文所述的即用型组合物)的相应用途。
[0028]本专利技术的又一方面涉及选自C2有机羧酸或其盐、C3有机羧酸或其盐、及其组合，优选选自丙酸及其盐、乙酸及其盐、及其组合的羧酸用于增加组合物的缓蚀(优选用于提高点蚀电位，最优选用于提高铝的点蚀电位)的用途，所述组合物包含大于5wt.％(基于所述组合物的总重量)的选自单乙二醇、单丙二醇、1,3
‑
丙二醇、甘油、或其组合的二醇。
[0029]根据本专利技术的优选实施方案，通过快速循环动电位极化扫描(RCP)测量本文所指的点蚀电位。
[0030]在本专利技术的高度优选的实施方案中，本文所述的点蚀电位通过快速循环动电位极化扫描(RCP)根据CEBELCOR(Centre Belge d
’
Etude de la Corrosion)Publication Rapports Techniques,第147卷，R.T.272(1984年8月)中所述的方法测量。该方法包括以0.5mV/s的扫描速率以相对于固体铂辅助电极(参考6.0330.0040，供应商为Metroohm)的0.5mV的步长改变具有0.5cm2的抛光(使用600粒度抛光碳化硅纸)工作表面的棒状、环氧树脂嵌入的、静止的铝工作电极(合金AlMgSi0.5)的电位，同时浸没在100克测试液体中并使用固体银参比电极(参考6.0331.010，供应商Methrohom)；使用恒电位仪(VeraSTAT；S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.组合物，其包含
·
大于5wt.％(按所述组合物的总重量计)的选自单乙二醇、单丙二醇、1,3
‑
丙二醇、甘油或其组合的二醇；和
·
大于1wt.％(按所述组合物的总重量计)、优选大于2wt.％的选自C2有机羧酸或其盐、C3有机羧酸或其盐、及其组合的短链有机羧酸或其盐；其中所述二醇和所述短链有机羧酸或其盐的组合量大于15wt.％(按所述组合物的总重量计)；以及其中当通过快速循环动电位极化扫描(RCP)、优选使用AlMgSi0.5合金工作电极测定时，所述组合物表现出大于0mV、优选大于2500mV的铝点蚀电位。2.如权利要求1所述的组合物，其包含大于10wt.％(按所述组合物的总重量计)的所述短链有机羧酸或其盐，优选大于15wt.％。3.如权利要求1或2所述的组合物，其包含大于6wt.％(按所述二醇和所述短链有机羧酸盐的组合重量计)的所述短链有机羧酸或其盐，优选大于30wt.％。4.如权利要求1至3中任一项所述的组合物，其包含大于10wt.％(按所述组合物的总重量计)的所述二醇，优选大于20wt.％，优选大于50wt.％。5.如权利要求1至4中任一项所述的组合物，其还包含水。6.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述短链有机羧酸或其盐是C3有机羧酸或其盐；优选选自丙酸或其盐、丙烯酸或其盐、丙炔酸或其盐、丙二酸或其盐、丙醇二酸或其盐、中草酸或其盐、二羟基丙二酸或其盐、丙酮酸或其盐、乳酸或其盐、羟基丙酸或其盐、甘油酸或其盐、缩水甘油酸或其盐、或其组合的C3有机羧酸或其盐；更优选选自丙酸或乳酸及其组合的C3有机羧酸或其盐；更优选选自丙酸或其盐的C3有机羧酸或其盐；最优选丙酸钾。7.如权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中所述短链有机羧酸或其盐是C2有机酸或其盐，优选乙酸或其盐、草酸或其盐、乙醛酸或其盐、或其组合，最优选乙酸钾。8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物，其中所述组合物还包含长链有机羧酸缓蚀剂，所述长链有机羧酸缓蚀剂选自C6‑
C
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有机羧酸或其盐，优选C6‑
C
11
有机羧酸或其盐。9.如权利要求8所述的组合物，其中所述长链有机羧酸缓蚀剂选自:
·
C6‑
C9脂肪族单羧酸及其盐；
·...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤尔根，
申请(专利权)人：傲而特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：