192554. lajstromszámú szabadalom • Fagyálló és korróziógátló hűtőfolyadék koncentrátum
1 192 554 2 A találmány fagyálló, mély dermedéspontú, korróziógátló, stabilitását huzamosabb ideig megtartó glikol-alapú hűtőfolyadékra vonatkozik. Fagyálló hűtőfolyadékként általában egyértékű és többértékű alkoholok és vizes sóoldatok keverékét alkalmazzák. A hűtőfolyadékkal szemben támasztott követelmények a következők: — Víztartalma, az alacsony dermedéspont érdekében lehetőleg minél kisebb legyen. — Ne okozzon, illetve akadályozza meg a korrózió keletkezésének lehetőségét, vassal, fehér- és színesfémekkel érintkezve. — Akadályozza meg a glikol oxidativ lebomlását. — Alkáli tartalékát huzamos ideig őrizze meg. — Kémiai stabilitását magas hőmérsékleten is tartsa meg. — Habzása használat közben csak kis mértékű legyen. Az 1045 174 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leirás szerint korróziós inhibitorként merkapto-benzotiazol valamely alkálifémmel képezett sóját, bórsavat vagy annak valamely sóját, előnyösen bóraxot, valamint különféle foszforsavakat alkalmaznak. A 2 803 603 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint alkáli-borátok mellett benztiazol-sókat is lehet korróziós inhibitorként használni. A 2 693 451 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásban alkáli-foszfátok, alkáli-szilikátok és merkapto-benztiazol keverékét javasolják inhibitorként, szerves szilicium-vegyületeket pedig habzásgátlóként. A 2 692 860 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint az alkálifém-niíritek is csökkentik a glikol-alapú hűtőfolyadékok korróziós hatását. A 2 886 531 sz. Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírás szerint bórsavat és kalcium-hidroxidot javasolnak korróziós inhibitorként. Ennek az a hátránya, hogy használat közben a kalcium-hidroxid egy része kicsapódik és a hűtőrendszerben lerakódást okoz. Az 1 110416 sz. angol szabadalmi leírásban ismertetett eljárással a kalcium-hidroxid kiválásából adódó hátrányokat oly módon küszöbölik ki, hogy kalcium-hidroxid helyett alkálifém-hidroxidokat használnak a pH beállítására. Ezzel viszont a hűtőfolyadék nélkülözi azokat az előnyöket, amelyeket az alkáliföldfémek jelenléte biztosít. Az alkáliföldfém réteg ugyanis üzem közben nem mosódik le, ezáltal a fagyálló folyadék tartóssága megnövekszik, mivel a glikol oxidációját és az ezáltal keletkezett karbonsavak keletkezését megakadályozza. Az 1 048 440 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalom szerint nátrium-benzoát, nátriumnitrit és alkáli-szil ikát használható korróziós inhibitorként. Az 1 176 930 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli és az 1 183 253 sz, francia szabadalom szerint nátrium-nitrit és nátrium-benzoát mellett etiién-diamin-tetraecetsav trietanol-aminos sóját keverik a fagyálló oldatba. A 795 190 sz. angol szabadalmi leírásban a nátrium-nitrit és nátrium-benzoát mellett aromás aminokat is alkalmaznak komplex-képzőnek. A glikol oxidációjának megakadályozására a 2 937 145 sz. Amerikai Egyesült Államokbeli szabadalmi leírás bóraxot és nátriurn-hidroxidot alkalmaz a keletkező oxálsav lekötésére. A benzoáf-nitrit inhibitor kombinációjának hátránya, hogy nem megfelelő koncentráció esetén nem biztosítja az alumínium szerkezeti anyag védelmét. Az ismertetett szabadalmi leírásokban szereplő adalékok alkalmazásával készült hűtőfolyadékok a velük szemben támasztott követelményeket csak részben elégítik ki. A szerkezeti anyagok korrózióját csak részben küszöbölik ki. A glikol oxidációját csak rövid ideig akadályozzák meg, az alkáli fölösleget csak rövid ideig biztosítják. Ezáltal kémiai stabilitásuk ideje, különösen magas hőmérsékleten lerövidül. A találmány szerinti hűtőfolyadék kompozíció alkalmazásával a felsorolt hiányosságokat kívánjuk kiküszöbölni. Azt találtuk, hogy ha a glikol alapanyaghoz foszforsav etilén és/vagy 1,2-propilénglikollal képezett monoésztere nátrium- vagy kálium- vagy ammonium sójának 2—4 szénatomszámú alkanol-amin-mononitrittel vagy alkanol-amin monobenzoát-észterrel képezett észter-só típusú vegyületét vagy foszforsav etilén és/vagy 1,2-propilénglikollal és 2-4 szénatomszámú alkanol-aminnal képezett diészterének alkáli- vagy ammóniumsóját, kálium-hídroxidot, dinátrium-hídrogén-foszfátot, ioncserélt vizet és adott esetben foszforsavat és nátrium-nitritet adunk, olyan fagyálló hűtőfolyadékot kapunk, amelynek alacsony víztartalma következtében igen alacsony a dermedéspontja (-35 °C-nál alacsonyabb), korróziót nem okoz, sőt előnyös tulajdonságainál fogva megakadályozza a korrózió keletkezésének lehetőségét mind vassal, mind színes- és fehérfémekkel érintkezve. A glikol oxidativ bomlását huzamosabb ideig megakadályozza, alkáli tartalékát huzamos ideig megőrzi, kémiai stabilitását magas hőmérsékleten is megtartja, habzása csak igen kismértékű. A találmány szerinti hűtőfolyadék a) 90-96, célszerűen 92-94 tömeg% mennyiségben 2-6 szénatomszámú glikolt, célszerűen etilénglikolt és/vagy 1,2-propilénglikolt, b) 0,1-4,0 tömeg% foszforsav etilén és/vagy 1,2-propilénglikoilal alkotott monoésztere nátrium- vagy kálium vagy ammonium sójának 2—4 szénatomszámú mono-, di-, trialkanol-amin-mononitrit és/vagy mono-benzoát-észterrel képezett észtersó-típusú vegyületét vagy foszforsav etilén és/vagy 1,2-propilénglikollal és 2,4 szénatomszámú alkanol-aminnal képezett diésztereinek alkáli-vagy ammóniumsóját, c) 0,1-1,5 tömeg% dinátrium-hidrogén-foszfátot, d) 0,1 -1,5 tömegé kálium-hidroxidot, e) 0,5-3 tömeg% ioncserélt vizet, és adott esetben 0 0,1 -1,0 tömeg% nátrium-nitritet, g) 0,1-1,0 tömeg% foszforsavat tartalmaz. A kompozíciót úgy állítjuk elő, hogy a glikol teljes mennyiségének 98-99 %-ához keverés közben hozzáadjuk a glikolmononátrium- (kálium vagy ammonium) foszfátos-monoészterének alkanol-amin-mono-nitritvagy benzoát-észterrel képezett észtersó típusú vegyületét, vagy foszforsav etilén- és/vagy 1,2-propilénglikollal és 2-4 szénatomszámú alkanolaminnal képezett diészterének alkáli- vagy ammóniumsóját, az oldatot 50-60 °C hőmérsékletre melegítve hozzáadjuk a dinátrium-hidrogén-foszfát és a kálium-hidroxid ioncserélt vízben és a glikol teljes mennyiségének 1—2 %-ában elkészített oldatát és adott esetben a nátrium-nitrit vizes oldatát és a foszforsavat. A találmányt az oldalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákban ismertetjük. I. Példa a) 93,5-tömeg % etilénglikol b) 3,5 tömeg % foszforsav etilénglikolla! alkotott monoésztere nátriumsójának trietanol-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
