Ингибитор коррозии для антифризов

Ингибитор коррозии для антифризов

Реферат

 

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Ингибитор содержит, мас.%: 6,5-7,5 адипиновой кислоты, 4,5-5,0 гидроокиси натрия, 2,0-3,0 бензойной кислоты, 4,0-4,5 тетрабората натрия десятиводного, 0,10-0,15 соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола, 10,0-12,0 воды, 2,5-5,0 продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой, остальное - этиленгликоль. Технический результат: повышение коррозионной стойкости металлов, в том числе алюминия, при сохранении необходимого резерва щелочности антифриза. 2 табл.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Известны композиции антифризов (CS патент 226394, МПК 7 C 23 F 11/10, опубл.1985; JP патент 59-157161, МПК 7 С 09 К 3/00, опубл. 1984), однако они не предотвращают коррозию чугуна и стали, а антифриз, изготавливаемый на основе ингибитора черных металлов (СS патент 213153, МПК 7 C 23 F 11/10, опубл. 1984), агрессивен к латуни.

Наиболее близким по составу, свойствам и достигаемой цели является ингибитор коррозии для антифризов на основе этиленгликоля следующего состава, мас.% (US патент 4647392, МПК 7 С 09 К 5/00, опубл. 1987 - прототип):

Алифатическая одноосновная кислота C₅-C ₁₆ 0,1-15,0

Адипиновая кислота 0,1-15,0

Триазол 0,1-0,5

Гидроокись натрия 0,01-5,0

Бензоат натрия 0,01-5,0

Тетраборат натрия 0,01-5,0

Тиазол 0,01-5,0

Вода 10-90

Этиленгликоль Остальное

Недостатком ингибитора согласно прототипу являются его невысокие защитные свойства по отношению к алюминию в тех случаях, когда значение резерва щелочности соответствует техническим требованиям, предъявляемым к антифризам.

Задачей изобретения является получение ингибитора коррозии для изготовления антифризов с высокими защитными свойствами по отношению ко всем конструкционным материалам двигателя при сохранении требуемого резерва щелочности.

Техническим результатом изобретения является повышение коррозионной стойкости металлов, в том числе алюминия, при сохранении необходимого резерва щелочности антифриза.

Достижение такого результата обеспечивается тем, что ингибитор коррозии, содержащий адипиновую кислоту, гидроокись натрия, тетраборат натрия десятиводный, этиленгликоль и воду, дополнительно содержит бензойную кислоту, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола и продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Адипиновая кислота 6,5-7,5

Бензойная кислота 2,0-3,0

Гидроокись натрия 4,5-5,0

Тетраборат натрия десятиводный 4,0-4,5

Соль щелочного металла

2-меркаптобензтиазола 0,10-0,15

Вода 10,0-12,0

Продукт взаимодействия о-фенилендиамина

с нитритом натрия и бензойной кислотой

в этиленгликоле 2,5-5,0

Этиленгликоль Остальное

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что данный состав ингибитора коррозии отличается от известного введением новых компонентов и, таким образом, данное техническое решение соответствует критерию новизна.

Применение в данном составе новых компонентов: бензойной кислоты, соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола и продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле в сочетании с известными при указанном их соотношении обеспечивает свойства, которые проявляются только в данном техническом решении: высокая коррозионная стабильность состава относительно конструкционных материалов (медь, латунь, припой, сталь, чугун, алюминий) при сохранении высокого резерва щелочности. При изучении других технических решений в данной области технологии признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, не были выявлены, что обеспечивает соответствие данного технического решения критерию существенные отличия.

Продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле используют согласно ТУ 2422-009-57253465-2003 "Ингибитор коррозии ТОРСА".

Приготовление ингибитора коррозии данного состава осуществляют последовательным смешением компонентов при 75-85°С.

Пример 1. Сначала готовят продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле последовательным растворением компонентов в этиленгликоле при их массовом соотношении соответственно (1,2-1,6):(0,8-1,2):(1,4-1,8):(10-12) при 50-60°С в течение 1 ч. В емкость помещают 10,0 г воды, 65,85 г этиленгликоля, 6,50 г адипиновой кислоты, 2,00 г бензойной кислоты, 4,50 г едкого натра, 4,00 г тетрабората натрия десятиводного, 0,15 г натриевой соли 2-меркаптобензтиазола и 5,00 г продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле. Смесь перемешивают в течение 1 ч до полного растворения компонентов.

Аналогично готовят и другие составы.

Из состава ингибитора коррозии, приведенного в таблице 1 (примеры 1-17), готовят образцы антифризов для испытания на коррозионную активность путем его разбавления этиленгликолем в соотношении от 1:4-1:5 соответственно.

Коррозионные испытания проводят в 50%-ных растворах по методике ASTM D-1384 "Standart Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants in Glassware" в течение 336 ч при 88±1°С.

В приготовленных составах определяют величины резерва щелочности. Для этого испытуемый антифриз разбавляют дистиллированной водой в объемном соотношении 1:4 и 100 см ³ полученного раствора, титруют 0,1 N соляной кислотой до рН 5,5. За величину резерва щелочности принимается количество кислоты в см³, пошедшей на титрование.

Сравнительные результаты коррозионных испытаний образцов и соответствующие значения резерва щелочности согласно изобретению и нормам по ГОСТ 28084 приведены в таблице 2.

Как видно из таблиц 1 и 2, составы 1-5 обладают высокими антикоррозионными свойствами и высоким резервом щелочности.

Уменьшение содержания адипиновой кислоты ниже 6,5 мас.% вызывает повышенное коррозионное воздействие жидкости на медь и латунь (пример 6), а увеличение ее концентрации выше 7,5 мас.% отрицательно сказывается на коррозионных потерях алюминия (пример 7).

При снижении содержания бензойной кислоты ниже 2,0 мас.% отмечается повышенная коррозия алюминия (пример 8), а повышение его содержания выше 3,0 мас.% не приводит к положительному эффекту (пример 9).

Снижение содержания гидроокиси натрия ниже нижнего предела приводит к значительной коррозии черных металлов (пример 10), а его увеличение выше 5,0 мас.% вызывает коррозию алюминия (пример 11).

Уменьшение концентрации соли щелочного металла 2-меркаптобензтиазола ниже 0,1 мас.% приводит к существенным коррозионным потерям меди и латуни (пример 12), а повышение ее концентрации выше 0,15 мас.% не усиливает положительный эффект (пример 13).

Уменьшение содержания продукта взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой ниже 2,50 мас.% отрицательно сказывается на поведении припоя и алюминия (пример 14), а при его концентрациях, превышающих верхний предел, положительный эффект не усиливается (пример 15).

Увеличение концентрации тетрабората натрия выше 4,50 мас.% вызывает значительную коррозию припоя (пример 17), а уменьшение его содержания ниже 4,00 мас.% не обеспечивает необходимого резерва щелочности (пример 16).

При концентрации воды ниже 10,0 мас% в образце наблюдается выпадение осадка.

Таким образом, антифриз, полученный на основе данного ингибитора коррозии, обладает высокими защитными свойствами по отношению к конструкционным материалам двигателей внутреннего сгорания и обладает высоким резервом щелочности.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии для антифризов, содержащий адипиновую кислоту, гидроокись натрия, тетраборат натрия десятиводный, этиленгликоль и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бензойную кислоту, соль щелочного металла 2-меркаптобензтиазола и продукт взаимодействия о-фенилендиамина с нитритом натрия и бензойной кислотой в этиленгликоле при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Адипиновая кислота 6,5-7,5

Гидроокись натрия 4,5-5,0

Бензойная кислота 2,0-3,0

Тетраборат натрия десятиводный 4,0-4,5

Соль щелочного металла

2-меркаптобензтиазола 0,10-0,15

Продукт взаимодействия о-фенилендиамина

с нитритом натрия и бензойной кислотой

в этиленгликоле 2,50-5,00

Вода 10,0-12,0

Этиленгликоль Остальное