空穴腐蝕及縫隙腐蝕防止效果好的防凍液或冷卻液組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防凍液或冷卻液組合物。本發(fā)明提供包含（a）甘醇類防凍劑、（b）環(huán)己烷二羧酸以及非還原性多元醇的防凍液或冷卻液組合物。通常，當通過用作腐蝕抑制劑的單羧酸或二羧酸和無機物添加劑來組合時，存在很多產(chǎn)生空穴腐蝕及縫隙腐蝕的擔憂，但當合并使用環(huán)己烷二羧酸與非還原性多元醇來組成組合物時，產(chǎn)生協(xié)同效應，從而呈現(xiàn)對于冷卻裝置內的空穴腐蝕和縫隙腐蝕的優(yōu)秀的防腐效果。
【專利說明】空穴腐蝕及縫隙腐蝕防止效果好的防凍液或冷卻液組合物
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種包含(a)甘醇類防凍劑、(b)環(huán)己燒二羧酸(cy clo hexanedicarboxylic acid)以及(c)非還原性多元醇的防凍液或冷卻液組合物。
【背景技術】
[0002]通常，為了作為防凍液或冷卻液組合物，將乙二醇或丙二醇作為主材，來防止鋁和鐵類部件的腐蝕，以將羧酸形態(tài)的添加劑和有機物作為主要成分的方式組成組合物。為了使冷卻系統(tǒng)內的冷卻水循環(huán)而使用水泵，但在以高速/高溫條件下循環(huán)的水泵葉輪中形成金屬侵蝕引起的空穴腐蝕(cavitation erosion),冷卻液滲入到將由橡膠及塑料的非金屬材質和金屬形成的線緊固于冷卻系統(tǒng)時所生成的非金屬材質與金屬之間的縫隙和冷卻系統(tǒng)內部的狹窄的縫隙，從而促進它們之間產(chǎn)生縫隙腐蝕現(xiàn)象的傾向。通常，由于僅用脂肪族及芳香族羧酸的組合，對如上所述的汽車引擎冷卻系統(tǒng)內的空穴腐蝕及縫隙腐蝕的防止效果甚微，因而還使用了非還原性多元醇。
[0003]在美國授權專利第4869841中，提及到為了提高對于作為傳熱介質的合金和金屬部件的整體的金屬腐蝕性能，使用脂肪族二羧酸和多元醇，通過ASTM D1384金屬腐蝕性試驗來提高金屬材料的防腐性能，但未提及到防止如空穴腐蝕和縫隙腐蝕等腐蝕的性能。當前，需要用于對在冷卻系統(tǒng)內高速循環(huán)的過程中產(chǎn)生的空穴腐蝕和縫隙腐蝕的方式的防腐用組合物。
[0004]在本說明書全文中，參照了多篇專利文獻，并表示其引用。所引用的專利文獻的所有公開內容插入于本說明書作為參照，以更加明確地說明本發(fā)明所屬【技術領域】的水平及本發(fā)明的內容。

【發(fā)明內容】

[0005]要解決的問題
[0006]本發(fā)明人為了開發(fā)用于提高空穴腐蝕及縫隙腐蝕防止性能的防凍液或冷卻液而銳意研究努力。其結果，組合環(huán)己烷二羧酸和非還原性多元醇作為包含在防凍液或冷卻液的組合物而使用的情況下，本發(fā)明人推究出對防止車輛用冷卻系統(tǒng)內的金屬部件腐蝕、空穴腐蝕及縫隙腐蝕呈現(xiàn)卓越的效果，由此完成了本發(fā)明。
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種防凍液及冷卻液組合物。
[0008]通過以下發(fā)明內 容、發(fā)明要求保護范圍以及附圖，使本發(fā)明的其他目的以及優(yōu)點更加明確。
[0009]解決問題的手段
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一實施方式，本發(fā)明提供一種防凍液或冷卻液組合物，該防凍液或冷卻液組合物包含:(a)甘醇類防凍劑；(b)環(huán)己烷二羧酸；以及(c)非還原性多元醇。
[0011]本發(fā)明人為了開發(fā)用于提高空穴腐蝕及縫隙腐蝕防止性能的防凍液或冷卻液而銳意研究努力。其結果，組合環(huán)己烷二羧酸和非還原性多元醇作為包含在防凍液或冷卻液的組合物而使用的情況下，本發(fā)明人推究出對防止車輛用冷卻系統(tǒng)內的金屬部件腐蝕、空穴腐蝕及縫隙腐蝕呈現(xiàn)卓越的效果。
[0012]本發(fā)明的組合物包含:(a)甘醇類防凍劑；(b)環(huán)己燒二羧酸(c yclo hexanedicarboxylic acid);以及(c)非還原性多元醇。本發(fā)明中使用的成分的含量不受特別的限制，優(yōu)選為甘醇類防凍劑85~98重量％、環(huán)己烷二羧酸0.1~13.0重量％ (更加優(yōu)選地,0.1~6.0重量％)以及非還原性多元醇0.05~2.0重量％。
[0013]本發(fā)明的組合物包含通常用作防凍劑的甘醇類。上述甘醇類起到防止引擎及冷卻裝置凍結及凍裂的作用，使用選自包含乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、甘油、三乙二醇、三丙二醇、1，3-丁二醇及己二醇的組中的一種或兩種以上的混合物。優(yōu)選的使用范圍為85~98重量％，上述甘醇類的含量小于85重量％的情況下，在冬季零下的氣溫條件下，有可能產(chǎn)生引擎及冷卻裝置的凍結及凍裂現(xiàn)象，在夏季高的外部氣體的溫度條件下，有可能產(chǎn)生冷卻水從引擎沸騰溢出的現(xiàn)象。并且，上述甘醇類的含量大于98重量％的情況下，由于防腐劑的含量不足，因而有可能難以長期起到防腐作用。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實例，本發(fā)明的組合物還包含選自包含C4-C18有機羧酸及其堿金屬鹽、磷酸及磷酸鹽、唑類衍生物及噻唑衍生物以及鋇及鋇化合物的組中的至少一種的防腐劑。
[0015]上述防腐劑的使用量不受特別的限制，優(yōu)選地，相對于100重量份的甘醇類防凍劑，使用I~20重量份的防腐劑。
[0016]就本發(fā)明的組合物中使用的作為C4-C18的有機羧酸或其堿金屬鹽而言，從包含己二酸(Adipic acid)、辛二酸(Suberic acid)、戍二酸(Glutaric acid)、新癸酸(Neodecanoic acid)、新辛 酸(Neooctanoic acid)、玻拍酸(Succinic acid)、肉桂酸(Cinnamic acid)、壬二酸(A zelaic acid)、甲基肉桂酸(Methyl cinnamic acid)、羥基肉桂酸(hyd roxy cinnamic acid)、乙基肉桂酸(ethyl cinnamic acid)、丙基肉桂酸(propyl cinnamic acid)、丁基肉桂酸(butyl cinnamic acid)、乙氧基肉桂酸(ethoxycinnamic acid)、乙基苯甲酸(ethyl benzoic acid)、丙基苯甲酸(propyl benzoicacid)、庚二酸(pimelic acid)、雙環(huán)戍二烯二羧酸(Dieyelopentadiene dicarboxylicacid)、十一燒酸(Undecan oicacid)、苯甲酸(benzoic acid)、壬酸(nonanoic acid)、苯二甲酸(P hthalic acid)、癸酸(Decanoic acid)、對苯二甲酸(terephthalic acid)、十二酸(dodecanoic acid)、苯甲酸甲酯(Methyl benzoic acid)、己酸(hexanoic acid)、環(huán)己烯酮酸(cyclohexenone acid)、2_ 乙基己酸(2-ethylhexanoic acid)、癸二酸(Sebacicacid)、癸燒二羧酸(decanedic arboxylic acid)、叔丁基苯甲酸(t-Butyl benzoicacid)、辛酸(octano ic acid)以及庚酸(heptanoic acid)的組中選擇至少一種成分,更加優(yōu)選地，從包含琥珀酸、肉桂酸、苯甲酸、2-乙基己酸、癸二酸、癸烷二羧酸以及叔丁基苯甲酸的組中選擇至少一種成分，最優(yōu)選地，從包含癸二酸、癸烷二羧酸以及叔丁基苯甲酸的組中選擇至少一種成分。
[0017]本發(fā)明的組合物中使用的磷酸或磷酸鹽為磷酸、正磷酸、磷酸鈉、磷酸鉀、磷酸一氫鈉、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鈉或磷酸二氫鉀，更加優(yōu)選為磷酸、磷酸鈉或磷酸鉀，最優(yōu)選為磷酸。
[0018]在本發(fā)明的組合物中，用作對銅和黃銅等材質的防腐劑的唑類(A zole)或噻唑(Thiazole)衍生物起到對冷卻系統(tǒng)內的銅合金材質的防腐作用，從包含甲苯基三唑(tolytriazole)、苯并三唑(Benzotriazole)、4-苯基-1,2,3-三唑(4-phenyl-l, 2, 3_triazole)、2-萘酌.三唑(2-Naphth ο I triazole)、4_ 硝基苯并三唑(4-nitrobenzotriazole)以及 2_ 疏基苯并噻唑(2-Mercaptobenzothiazole)的組中選擇一種或兩種以上的混合物，更加優(yōu)選地，從包含甲苯基三唑或苯并三唑的組中選擇一種或兩種以上的混合物。
[0019]優(yōu)選地，作為本發(fā)明的組合物中使用的鋇或鋇化合物，從包含鋇、氯化鋇、氫氧化鋇、硝酸鋇、碳酸鋇、醋酸鋇、硫酸鋇、溴酸鋇、硫氰酸鋇、鈦酸鋇、氟化鋇、氰酸鋇、苯磺酸鋇以及溴化鋇的組中選擇一種或兩種以上的混合物。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實例，在本發(fā)明的組合物中，用作鋁和鐵類材質的防腐劑的環(huán)己烷二羧酸起到長期保護冷卻系統(tǒng)內的各種金屬部件類來防止被腐蝕的作用，從包含 1，4_ 環(huán)己燒二羧酸(1，4-Cyclohexa nedicarboxylic acid)、l,3-環(huán)己燒二羧酸(1，3-Cyclohexanedicarboxyli c acid)以及 1，2_ 環(huán)己燒二羧酸(I, 2-Cyclohexanedicarboxylic acid)的組中選擇一種或兩種以上的混合物。本發(fā)明的組合物中所包含的上述環(huán)己烷二羧酸的使用范圍優(yōu)選為0.1~13.0重量％，更加優(yōu)選為0.1~6.0重量％。上述環(huán)己烷二羧酸的含量小于0.1重量％的情況下，由于使用含量少，因而不能期待對鋁和鐵類材質等部件的充分的防蝕效果，上述環(huán)己烷二羧酸的含量大于
13.0重量％的情況下，由于使用過量，因而有可能導致液體的穩(wěn)定性下降，消耗過多的溶解時間，并使經(jīng)濟性下降。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實例，本發(fā)明的組合物中利用的非還原性多元醇包含山梨糖醇(Sorbitol)、木糖醇(xyIitol)、甘露醇(Mannitol)或鹿糖(sucrose)。本說明書的術語“多元醇”是指化學式CH2OH- (CHOH) n-CH20H的糖醇及其二聚物酐。作為本發(fā)明的組合物中使用的非還原性多元醇，優(yōu)選地，使用碳原子數(shù)為6個的己糖醇(hexitol)，例如山梨糖醇及甘露醇；碳原子數(shù)為5個的戊糖醇(pentitol)，例如木糖醇；以及碳原子數(shù)為12個的C12多元醇，例如蔗糖，最優(yōu)選地，使用選自包含甘露醇、山梨糖醇及木糖醇的組中的一種或兩種以上的混合物。上述非還原性多元醇的使用范圍優(yōu)選為0.05~2.0重量％。非還原性多元醇的含量小于0.05重量％的情況下，由于使用含量少，因而不能期待對空穴腐蝕及縫隙腐蝕的充分的防止效果，非還原性多元醇的含量大于2.0重量％的情況下，由于使用過量，因而有可能導致液體的穩(wěn)定性下降，產(chǎn)生空穴腐蝕及縫隙腐蝕，從而會對長期的防腐帶來負面影響。
[0022]本發(fā)明的防凍冷卻液組合物還可以包含pH調節(jié)劑、染料或消泡劑。上述pH調節(jié)劑可包含堿金屬氫氧化物，優(yōu)選地包含氫氧化鉀或氫氧化鈉。
[0023]如上所述，本發(fā)明的最大特征在于，提供一種組合環(huán)己烷二羧酸與非還原性多元醇，來防止車輛用冷卻系統(tǒng)內的金屬部件腐蝕、空穴腐蝕及縫隙腐蝕的效果優(yōu)秀的防凍液或冷卻液。
[0024]效果
[0025]歸納本發(fā)明的特征及優(yōu)點如下。
[0026](a)本發(fā)明提供一種包含環(huán)己烷二羧酸及作為添加劑的非還原性多元醇的防凍液或冷卻液組合物。[0027](b)通常，當通過用作腐蝕抑制劑的單羧酸或二羧酸和無機物添加劑來組合時，存在很多產(chǎn)生空穴腐蝕及縫隙腐蝕的擔憂，但當合并使用環(huán)己烷二羧酸與非還原性多元醇來組成組合物時，產(chǎn)生協(xié)同效應，從而呈現(xiàn)對于冷卻裝置內的空穴腐蝕和縫隙腐蝕的優(yōu)秀的防腐效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為表示實施例1~實施例5以及比較例2的空穴腐蝕試驗后的水泵外觀的照片。
[0029]圖2為用數(shù)碼顯微鏡來觀察實施例1~實施例2以及比較例I~比較例2的縫隙腐蝕試驗后的鋁鑄件縫隙的腐蝕結果的照片。
【具體實施方式】
[0030]以下，通過實施例對本發(fā)明進行更為詳細的說明。這些實施例僅用于更加具體地說明本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的主旨，本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制，這對于本發(fā)明所屬【技術領域】的普通技術人員來說是顯而易見的。
[0031]實施例
[0032]在本說明書全文中，如果沒有其他的說明，那么就為了表示特定物質的濃度而使用的“ ％ ”而言，固體/固體為(重量/重量)％、固體/液體為(重量/體積)％、液體/液體為(體積/體積)％。
[0033]制備例1:實施 例1至實施例5的防凍液/冷凍液的制備
[0034]本發(fā)明人為了制備防凍液/冷凍液，使用90~95重量％的甘醇(例如，乙二醇)作為主要成分。使用1.0~6.0重量％的環(huán)己燒二羧酸(c yclo hexane dicarboxylicacid)作為鋁和鐵類材質等的防腐劑，并使用0.1~0.5重量％的唑類(Azole)或噻唑(Thiazole)作為銅及黃銅材質的防腐劑。本發(fā)明的主要特征在于，為了提高空穴腐蝕及縫隙腐蝕的防止效果，組合環(huán)己烷二羧酸與非還原性多元醇而使用。使用了 0.1~0.5重量％的非還原性多元醇[甘露醇(德國巴斯夫(BASF))、山梨糖醇(日本關東化學公司(Kantochemical))、木糖醇(加拿大西格瑪奧德里奇(Sigma Aldrich))]。用秤來稱量記載于以下表1的成分的含量，將乙二醇放入容器，以使溶液的溫度達到40~60°C的方式進行加熱，并攪拌至成為均勻的溶液，從而制備了本發(fā)明的實施例及比較例的具體的組合物。
[0035]表1
[0036]本發(fā)明的實施例及比較例組合物
[0037]
【權利要求】
1.一種防凍液或冷卻液組合物，其特征在于，包含: (a)甘醇類防凍劑； (b)環(huán)己烷二羧酸；以及 (C)非還原性多元醇。
2.根據(jù)權利要求1所述的防凍液或冷卻液組合物，其特征在于，上述防凍液或冷卻液組合物還包含選自包含C4-C18有機羧酸及其堿金屬鹽、磷酸及磷酸鹽、唑類衍生物及噻唑衍生物以及鋇及鋇化合物的組中的至少一種的防腐劑。
3.根據(jù)權利要求1所述的防凍液或冷卻液組合物，其特征在于，從包含1，4_環(huán)己烷二羧酸、1，3-環(huán)己烷二羧酸以及1，2-環(huán)己烷二羧酸的組中選擇一種或兩種以上的混合物作為上述環(huán)己烷二羧酸。
4.根據(jù)權利要求1所述的防凍液或冷卻液組合物，其特征在于，上述非還原性多元醇為山梨糖醇、木糖醇、甘露醇或蔗糖。
5.根據(jù)權利要求4所述的防凍液組合物，其特征在于，上述非還原性多元醇為甘露醇。
6.根據(jù)權利要求1所述的防凍液或冷卻液組合物，其特征在于，上述防凍液或冷卻液組合物在ASTM D1384條件下抑制鋁、鑄鐵、鋼、黃銅、焊料及銅的空穴腐蝕。
7.根據(jù)權利要 求1所述的防凍液或冷卻液組合物，其特征在于，上述防凍液或冷卻液組合物在ASTM D1384條件下抑制鋁、鑄鐵、鋼、黃銅、焊料及銅的縫隙腐蝕。
【文檔編號】C09K5/20GK103842465SQ201280045989
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年1月31日 優(yōu)先權日:2011年9月23日
【發(fā)明者】樸載潤, 趙昌烈, 崔東烈 申請人:極東制研工業(yè)(株)