專利名稱：防起霜的加熱/冷卻流體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽的防起霜的含水加熱/冷卻流體。該加熱/冷卻流體可用于工業(yè)冷卻設(shè)備、管道和車輛中的冷卻系統(tǒng)、用于運(yùn)動中心中滑冰用冰的冷卻系統(tǒng)、熱交換器、區(qū)域加熱系統(tǒng)、熱泵、太陽能板等中的冷或熱的傳送。
背景技術(shù)：
在含水加熱/冷卻流體中，一般通過加入乙二醇得到防起霜性。乙二醇是可以與水以任意比例混合的液體，它著火和爆炸的風(fēng)險小，防起霜并且無色無味。當(dāng)乙二醇的含量為60體積-％時，二元醇-水混合物的凝固點(diǎn)(-57℃)最低。然而，乙二醇的缺點(diǎn)是它有高度的毒性。因此，如果它最終進(jìn)入海洋、湖泊和河流，例如，如果冷卻流體被排放或泄露，會對環(huán)境構(gòu)成威脅。
從EP-B-0 306 972可知悉一種部分或完全不含二元醇的含水冷卻流體，它包含以一定比例加入的乙酸鈉和甲酸鈉或乙酸鉀和甲酸鉀。借助于該流體組合物，可以得到pf-70℃或更低的凝固溫度。該流體組合物具有傳統(tǒng)的二元醇-水混合物的所有優(yōu)點(diǎn)，同時未表現(xiàn)出其毒性。
然而，上面提到的冷卻流體含有強(qiáng)離子(strong ions)，這對于得到良好的防腐性能非常重要。在EP-B-0 306 972中，公開了將苯甲酸、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀或苯并三唑用于防腐。這些是成膜化學(xué)品。形成的膜保護(hù)金屬表面免遭腐蝕。為了免除遭局部腐蝕的風(fēng)險，膜層在整個金屬表面上必須是完整無缺的。這種膜的缺點(diǎn)是損害了金屬表面和冷卻流體之間的傳熱。
發(fā)明目的和最重要特征本發(fā)明的目的是提供上面提到的類型的防腐的加熱/冷卻流體，它呈現(xiàn)出金屬表面和流體之間的有效的傳熱，同時防腐性也是優(yōu)異的。通過含有C5-C16一元羧酸或所述酸的堿-、銨-或氨基-鹽類，C5-C16二羧酸或所述酸的堿-、銨-或氨基-鹽類，以及三唑的混合物形式的緩蝕劑的流體已達(dá)到該目的。
以流體的總重量計算，加熱/冷卻流體中乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽的含量應(yīng)該優(yōu)選為5-50重量-％。
以乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽的總重量計算，加熱/冷卻流體含有0.4-10重量-％、優(yōu)選0.5-2重量-％的上述緩蝕劑。
發(fā)明概述從上面提到的EP-B-0 306 972中可知，將某些陰離子的堿金屬的鹽，主要是乙酸鹽和甲酸鹽，加入到水中導(dǎo)致含水介質(zhì)的凝固點(diǎn)大大降低。在所包括的鹽的一定混合比下，凝固點(diǎn)的降低變得尤其顯著。
以流體的重量計算，根據(jù)本發(fā)明的加熱/冷卻流體含有5-50重量-％的乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽，主要是乙酸鈉、乙酸鉀、甲酸鈉和/或甲酸鉀。所包括的鹽可以以任意相互混合比存在，即只有其中一種鹽或兩種或幾種鹽一起存在于混合物中。得到流體凝固點(diǎn)的不同的降低，部分取決于總的鹽含量，部分取決于這些鹽的混合比。流體中還可包括其它的凝固點(diǎn)降低添加物，例如脲。
根據(jù)本發(fā)明的加熱/冷卻流體是強(qiáng)離子的溶液，其中高效防腐的顯著性特別突出。EP-B-0 306 972公開，緩蝕劑以苯甲酸、苯甲酸鈉、苯甲酸鉀或苯并三唑的形式加入，這些物質(zhì)為成膜化學(xué)品，在金屬表面上形成保護(hù)膜因而保護(hù)其免受腐蝕。如上所述，這種類型的緩蝕劑的缺點(diǎn)部分是膜層在整個金屬表面上必須完整無缺以使防腐有效并避免遭受局部腐蝕，部分是損害了金屬表面和加熱/冷卻流體之間的傳熱。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)在已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，除了優(yōu)異的防腐性外，加入C5-C16一元羧酸或所述酸的堿-、銨-或氨基-鹽類，以及三唑的混合物形式的緩蝕劑，進(jìn)一步提供了金屬表面與流體之間的優(yōu)異的傳熱。
US-A-4,647,392中公開了這種類型的緩蝕劑。根據(jù)該文獻(xiàn)，緩蝕劑是用在二元醇-水混合物中。然而，在這篇美國專利中沒有公開在本發(fā)明涉及類型的鹽溶液中用作緩蝕劑。
以流體的重量計算，對一元羧酸和二羧酸或所述酸的堿-、銨-、或氨基-鹽類來講，包括在緩蝕劑中的組分量可以在0.02-3重量-％之間變化。以流體的總重量計算，三唑量可以在0.02-2重量-％之間變化。
以流體的重量計算，緩蝕劑的總含量應(yīng)為0.4-10重量-％，優(yōu)選0.5-2重量-％。
緩蝕劑包含三種基本組分的混合物，即一元羧酸、二羧酸和三唑。一元羧酸優(yōu)選脂族C5-C16一元羧酸，優(yōu)選自辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸或十二烷酸、2-乙基己酸和新癸酸。
二羧酸優(yōu)選為選自辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸和聯(lián)環(huán)戊二烯(di-cyclopentadienylide)二酸的C8-C12脂族二羧酸，或C8-C12的芳香族二羧酸，優(yōu)選對苯二酸。
三唑優(yōu)選甲苯并三唑(tolyoltriazole)或苯并三唑。
當(dāng)考慮到金屬表面的防腐時，與僅使用一種酸類型相比，一元-和二羧酸或其鹽的結(jié)合提供了協(xié)同效應(yīng)。三唑特別用作銅的保護(hù)。
其他傳統(tǒng)的緩蝕組分當(dāng)然也可包括在根據(jù)本發(fā)明的加熱/冷卻流體中。
實(shí)施例為了測試傳熱特性，采用了其中待測試的液體在恒壓下以恒定體積流動循環(huán)的體系。液體通過金屬取樣管，將加熱裝置應(yīng)用于所述金屬取樣管。液體的溫度通過冷卻旋管保持恒定。在一段時間中，測量并記錄金屬取樣管的溫度。金屬取樣管溫度的升高表示經(jīng)過相同的時間后傳熱能力的相對損害。
被測試的液體顯示出下列組分

得到用于傳熱特性的以下結(jié)果

從這些結(jié)果可明顯看出，包含根據(jù)本發(fā)明加入的緩蝕劑的測試液體，經(jīng)過一段時間后，使金屬取樣管的溫度有很小幅度的升高，表明金屬表面和流體之間有效的傳熱得以保持。然而，含有基本上與EP306,972一致的傳統(tǒng)緩蝕劑的參照顯示出一段時間內(nèi)金屬取樣管溫度的顯著升高以及，相應(yīng)地，在同一段時間內(nèi)傳熱能力的相對損害。
這種不同被認(rèn)為是參照流體中的緩蝕劑在流體和金屬表面之間形成膜的結(jié)果，所述膜損害傳熱。然而，當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的緩蝕劑時，認(rèn)為不會發(fā)生這樣的成膜。
權(quán)利要求
1.一種含有乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽的防起霜的加熱/冷卻流體，其特征在于它還含有C5-C16一元羧酸或所述酸的堿-、銨-、或氨基-鹽類，C5-C16二羧酸或所述酸的堿-、銨-、或氨基-鹽類，還有三唑的混合物形式的緩蝕劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的冷卻流體，其特征在于以流體的重量計算，它含有5-50重量-％的乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的冷卻流體，其特征在于以冷卻流體的總重量計算，它含有0.4-10重量-％，優(yōu)選0.5-2重量-％的緩蝕劑。
4.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的冷卻流體，其特征在于以冷卻流體的總重量計算，它含有0.02-3重量-％的一元羧酸或所述酸的堿-、銨-、或氨基-鹽類。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的冷卻流體，其特征在于以冷卻流體的總重量計算，它含有0.02-3重量-％的二羧酸或所述酸的堿-、銨-、或氨基-鹽類。
6.根據(jù)權(quán)利要求4和5的冷卻流體，其特征在于以冷卻流體的總重量計算，它含有0.02-2重量-％的三唑。
7.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的冷卻流體，其特征在于所述一元羧酸為脂族C5-C16一元羧酸，優(yōu)選自辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸或十二烷酸、2-乙基己酸和新癸酸。
8.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的冷卻流體，其特征在于所述二羧酸為選自辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸和聯(lián)環(huán)戊二烯二酸的C8-C12脂族二羧酸。
9.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的冷卻流體，其特征在于所述二羧酸為C8-C12的芳香族二羧酸，優(yōu)選對苯二酸。
10.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的冷卻流體，其特征在于三唑?yàn)榧妆讲⑷蚧虮讲⑷颉?br> 全文摘要
防起霜的含水冷卻/加熱流體,含有乙酸和/或甲酸的堿金屬的鹽以及緩蝕劑,所述緩蝕劑含有C
文檔編號C23F11/10GK1288482SQ99802318
公開日2001年3月21日 申請日期1999年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月22日
發(fā)明者M·斯塔茲曼 申請人:埃斯彭石油股份公司