Противообледенительная жидкость

Противообледенительная жидкость

Реферат

Настоящее изобретение относится к составам противообледенительных жидкостей (ПОЖ) для наземной обработки поверхности авиационной техники с целью удаления снежно-ледяных отложений и предотвращения повторного обледенения, в частности к составам противообледенительных жидкостей типа I. Эти жидкости I типа должны эффективно удалять все виды наземного обледенения (иней, изморозь, снег, лед), обладать способностью защищать поверхность самолета от повторного обледенения в течение некоторого времени до взлета и способностью полностью слетать с поверхности самолета при взлете.

Известна противообледенительная жидкость для наземной обработки самолетов, патент РФ №2221833, кл. С09К 3/18, опубл. 2004.01.20, включающая, мас.%;

гликоль 6-20;

глицерин 1,5-3,0;

ингибиторы коррозии 1,3-4,1;

поверхностно-активное вещество 0,002-0,04;

загуститель 0,4-0,85; и

водный раствор ацетата калия с плотностью 1,12-1,3 г/см³ и рН 9-11 - остальное.

В качестве ингибиторов коррозии в композиции используют смесь: динатрийфосфат, тринатрийфосфат, нитрит натрия, бензоат натрия, жидкое стекло и триэтаноламин. Многокомпонентный состав противообледенительной жидкости усложняет технологию ее изготовления.

В патенте РФ №2141990, кл. С09К 3/18, опубл. 1999.11.27, описана противообледенительная жидкость, которая состоит из 60-97 вес.% по меньшей мере одного гликоля, выбранного из группы алкиленгликолей с С₂-С₃ атомами или оксалкиленгликолей с С₄-С₆ атомами; 0,01-1 вес.% по меньшей мере одного неионного поверхностно-активного вещества (НПАВ); 0,01-1,0 вес.% по меньшей мере одного анионного поверхностно-активного вещества (АПАВ); 0,01-0,8 вес.% по меньшей мере одного ингибитора коррозии, остальное до 100% - вода. В качестве НПАВ предлагается использовать вещества из группы жирных спиртов и алкоксилированных с помощью низкомолекулярного алкоксида жирных спиртов с 1-10 алкоксидными группами. В качестве АПАВ используются вещества из группы алкиларилсульфонатов щелочных металлов. Ингибиторами коррозии в композиции являются фосфаты щелочных металлов, низшие алкилфосфаты, имидазолы, триазолы. При изготовлении жидкости и при использовании ее для обработки самолетов (разбавленной водой в соотношении 1:1) рекомендовано применять полностью обессоленную воду. Последнее делает эту ПОЖ нетехнологичной в связи с необходимостью иметь в наличии в аэропортах большое количество обессоленной воды и, соответственно, установку по ее производству или хранению. Кроме того, присутствие в рецептуре анионнного ПАВ способствует повышенному ценообразованию при перемешивании, перекачивании и распылении этой жидкости.

Наиболее близкой к заявляемой противообледенительной жидкости является известная композиция, патент РФ №2192443 (вариант 1), кл. С09К 3/18, опубл. 2002.11.10, содержащая 30-95 мас.% гликоля, 0,2-0,3 мас.% технической смеси полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена; 0,5-1,5 мас.% двузамещенного фосфата щелочного металла, остальное - вода. Недостатком этой противообледенительной жидкости является относительно высокое поверхностное натяжение (до 39 мН/м). Кроме того, разбавление этой жидкости при использовании (в зависимости от метеоусловий) рекомендовано только дистиллированной водой, что усложняет и удорожает процесс обработки авиационной техники.

Технической задачей изобретения является создание противообледенительной жидкости типа I, обладающей низким поверхностным натяжением, которую при использовании можно разбавлять не только дистиллированной и/или обессоленной водой, но и более доступной водой, соответствующей правилам СанПин 2.1.4.1074-01, регламентирующим качество воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

Предлагаемая противообледенительная жидкость включает гликоль, поверхностно-активное вещество, ингибитор коррозии и воду. В качестве гликоля используют диэтиленгликоль и/или кубовые остатки производства гликолей, содержащие 93-95% диэтиленгликоля, 5-7% триэтиленгликоля и примерно 0,5% полигликолей. В качестве поверхностно-активного вещества она содержит оксиэтилированные высшие жирные спирты фракции С₁₂-С₁₈ с числом оксиэтилирования, равным 7-10 (АЛМ 7-10), в качестве ингибитора коррозии - 1,2,3-бензотриазол или толилтриазол, а также дополнительно содержит в качестве регулятора рН гидроксид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гликоль	- 30,0-90,0
Оксиэтилированные высшие жирные спирты
фракции С12-С18 с числом оксиэтилирования,
равным 7-10	- 0,1-0,3
1,2,3-бензотриазол или толилтриазол	- 0,02-0,10
гидроксид щелочного металла	- 0,001-0,010
вода	- остальное

Заявляемая противообледенительная жидкость отличается от прототипа введением новых компонентов и новым соотношением компонентов. Применение в предлагаемом составе ПОЖ новых компонентов и найденное соотношение всех ингредиентов обеспечивает такие свойства, которые проявляются только в указанном техническом решении, а именно низкое поверхностное натяжение жидкости и возможность разбавления концентрированной жидкости, содержащей 50-90% гликоля, непосредственно на месте ее применения не только дистиллированной и/или обессоленной водой, но и водой, соответствующей правилам СанПин 2.1.4.1074-01, регламентирующим качество воды централизованных систем питьевого водоснабжения, имеющихся в каждом аэропорту. Обычно ПОЖ поставляют в концентрированном виде и на месте в зависимости от метеоусловий разбавляют водой: обессоленной или дистиллированной. При разбавлении предлагаемой жидкости водой, соответствующей правилам СанПин 2.1.4.1074-01, используемой в аэропортах для хозяйственно-бытовых нужд, не наблюдается ни помутнения, ни выпадения осадка, а жидкость сохраняет свои потребительские свойства и не теряет качества. Напротив, ПОЖ по прототипу при разбавлении водой, соответствующей Сан Пин 2.1.4.1074-01, образует осадок и, соответственно, теряет качество. Использование для разбавления предлагаемой противообледенительной жидкости воды из сети центрального водоснабжения значительно удешевляет процесс обработки самолетов и упрощает инфраструктуру аэропорта.

Низкое поверхностное натяжение предлагаемой ПОЖ (29,5-32,8 мН/м при норме по SAE AMS 1424E не более 40 мН/м) обеспечивает хорошее смачивание обрабатываемой поверхности в результате чего резко снижается адгезия льда к поверхности самолета и происходит эффективное удаление льда.

Технология приготовления предлагаемой противообледенительной жидкости проста и заключается в растворении в воде при температуре 20-50°С ингибитора коррозии, поверхностно-активного вещества и гидроксида щелочного металла с последующим смешением раствора присадок с гликолем. Полученную водно-гликолевую смесь фильтруют и получают готовый продукт. Компоненты, входящие в рецептуру предлагаемой ПОЖ, не дефицитны и производятся промышленным способом.

В таблицах 1 и 2 приведены составы образцов заявляемой противообледенительной жидкости и их свойства по сравнению с прототипом. Из данных таблицы 2 видно, что предлагаемая ПОЖ имеет более низкое поверхностное натяжение, чем прототип. А разбавление предлагаемой жидкости водой из сети централизованного водоснабжения не вызывает изменения ее качества в отличие от прототипа.

Предлагаемая ПОЖ имеет кинематическую вязкость не ниже, чем у прототипа (при аналогичных соотношениях гликоль: вода). Температура кристаллизации заявляемой жидкости находится в пределах от минус 10,5 до ниже минус 55°С в зависимости от соотношения гликоль:вода.

Предлагаемая жидкость имеет положительные результаты испытаний в аккредитованном испытательном центре на соответствие международному стандарту SAE AMS 1424E по показателям: эффективность в нормированных условиях наземного обледенения (WSET), термическая стабильность, воздействие на металлы, сплавы и системы лакокрасочных покрытий наружной поверхности авиатехники и др.

Таблица 1
Наименование компонентов	Содержание компонентов, % мас.
Композиции заявляемой жидкости	Прототип
1	2	3	4	5
Диэтиленгликоль	32	72	90	-	32	30-95
Кубовые остатки производства гликолей	-	-	-	65	32	-
1,2,3-бензотриазол	0,03	0,06	0,08	0,05	-	-
Толилтриазол	-	-	-	-	0,06	-
Калий фосфорнокислый двузамещенный трехводный	-	-	-	-	-	0,5-1,5
Синтанол АЛМ-7	0,2	0,3	-	0,2	-	-
Синтанол АЛМ-10	-	-	0,3	-	0,3	-
Техническая смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов на основе тримеров пропилена	-	-	-	-	-	0,2-0,3
Гидроокись натрия	0,003	0,005	-	0,005	0,005	-
Гидроокись калия	-	-	0,01	-	-	-
Вода	67,767	27,635	9,610	34,745	35,635	остальное

Таблица 2
Показатели	Значение показателей
Композиции заявляемой жидкости	Прототип
1	2	3	4	5
Поверхностное натяжение при 20°С, мН/м	30,6	30,1	32,8	31,5	30,4	37-39
Температура кристаллизации, °С	Минус 10,5	Ниже минус 55,0	Ниже минус 55,0	Минус 48,2	Минус 49,5	От минус 10 до ниже минус 55
Вязкость кинематическая при 20°С, мм2/c	3,1	11,7	24,5	8,9	9,0	3,0-25,0
Разбавление водой, соответствующей СанПин 2.1.4.1074-01, 1:1 (по объему)	-	Прозрачная жидкость. Отсутствие мути, осадка, расслоения	Выпадение осадка

1. Противообледенительная жидкость, в состав которой входят гликоль, поверхностно-активное вещество, ингибитор коррозии и вода, отличающаяся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества она содержит оксиэтилированные высшие жирные спирты фракции C₁₂-C₁₈ с числом оксиэтилирования, равным 7-10, в качестве ингибитора коррозии содержит 1,2,3-бензотриазол или толилтриазол и дополнительно в качестве регулятора рН входит гидроксид щелочного металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гликоль	30-90
оксиэтилированные высшие жирные спирты фракции
С12-С18 с числом оксиэтилирования, равным 7-10	0,1-0,3
1,2,3-бензотриазол или толилтриазол	0,02-0,10
гидроксид щелочного металла	0,001-0,010
вода	остальное

2. Противообледенительная жидкость по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гликоля используют диэтиленгликоль и/или кубовые остатки производства гликолей, содержащие 93-95 диэтиленгликоля, 5-7% триэтиленгликоля, 0,5 полигликолей.

3. Противообледенительная жидкость по п.1, отличающаяся тем, что в качестве гидроксида щелочного металла используют гидроксид натрия или калия.