专利名称：防起霜的加热/冷却流体的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有乙酸和/或甲酸的碱金属的盐的防起霜的含水加热/冷却流体。该加热/冷却流体可用于工业冷却设备、管道和车辆中的冷却系统、用于运动中心中滑冰用冰的冷却系统、热交换器、区域加热系统、热泵、太阳能板等中的冷或热的传送。
背景技术：
在含水加热/冷却流体中，一般通过加入乙二醇得到防起霜性。乙二醇是可以与水以任意比例混合的液体，它着火和爆炸的风险小，防起霜并且无色无味。当乙二醇的含量为60体积-％时，二元醇-水混合物的凝固点(-57℃)最低。然而，乙二醇的缺点是它有高度的毒性。因此，如果它最终进入海洋、湖泊和河流，例如，如果冷却流体被排放或泄露，会对环境构成威胁。
从EP-B-0 306 972可知悉一种部分或完全不含二元醇的含水冷却流体，它包含以一定比例加入的乙酸钠和甲酸钠或乙酸钾和甲酸钾。借助于该流体组合物，可以得到pf-70℃或更低的凝固温度。该流体组合物具有传统的二元醇-水混合物的所有优点，同时未表现出其毒性。
然而，上面提到的冷却流体含有强离子(strong ions)，这对于得到良好的防腐性能非常重要。在EP-B-0 306 972中，公开了将苯甲酸、苯甲酸钠、苯甲酸钾或苯并三唑用于防腐。这些是成膜化学品。形成的膜保护金属表面免遭腐蚀。为了免除遭局部腐蚀的风险，膜层在整个金属表面上必须是完整无缺的。这种膜的缺点是损害了金属表面和冷却流体之间的传热。
发明目的和最重要特征本发明的目的是提供上面提到的类型的防腐的加热/冷却流体，它呈现出金属表面和流体之间的有效的传热，同时防腐性也是优异的。通过含有C5-C16一元羧酸或所述酸的碱-、铵-或氨基-盐类，C5-C16二羧酸或所述酸的碱-、铵-或氨基-盐类，以及三唑的混合物形式的缓蚀剂的流体已达到该目的。
以流体的总重量计算，加热/冷却流体中乙酸和/或甲酸的碱金属的盐的含量应该优选为5-50重量-％。
以乙酸和/或甲酸的碱金属的盐的总重量计算，加热/冷却流体含有0.4-10重量-％、优选0.5-2重量-％的上述缓蚀剂。
发明概述从上面提到的EP-B-0 306 972中可知，将某些阴离子的碱金属的盐，主要是乙酸盐和甲酸盐，加入到水中导致含水介质的凝固点大大降低。在所包括的盐的一定混合比下，凝固点的降低变得尤其显著。
以流体的重量计算，根据本发明的加热/冷却流体含有5-50重量-％的乙酸和/或甲酸的碱金属的盐，主要是乙酸钠、乙酸钾、甲酸钠和/或甲酸钾。所包括的盐可以以任意相互混合比存在，即只有其中一种盐或两种或几种盐一起存在于混合物中。得到流体凝固点的不同的降低，部分取决于总的盐含量，部分取决于这些盐的混合比。流体中还可包括其它的凝固点降低添加物，例如脲。
根据本发明的加热/冷却流体是强离子的溶液，其中高效防腐的显著性特别突出。EP-B-0 306 972公开，缓蚀剂以苯甲酸、苯甲酸钠、苯甲酸钾或苯并三唑的形式加入，这些物质为成膜化学品，在金属表面上形成保护膜因而保护其免受腐蚀。如上所述，这种类型的缓蚀剂的缺点部分是膜层在整个金属表面上必须完整无缺以使防腐有效并避免遭受局部腐蚀，部分是损害了金属表面和加热/冷却流体之间的传热。
根据本发明，现在已经令人惊奇地发现，除了优异的防腐性外，加入C5-C16一元羧酸或所述酸的碱-、铵-或氨基-盐类，以及三唑的混合物形式的缓蚀剂，进一步提供了金属表面与流体之间的优异的传热。
US-A-4,647,392中公开了这种类型的缓蚀剂。根据该文献，缓蚀剂是用在二元醇-水混合物中。然而，在这篇美国专利中没有公开在本发明涉及类型的盐溶液中用作缓蚀剂。
以流体的重量计算，对一元羧酸和二羧酸或所述酸的碱-、铵-、或氨基-盐类来讲，包括在缓蚀剂中的组分量可以在0.02-3重量-％之间变化。以流体的总重量计算，三唑量可以在0.02-2重量-％之间变化。
以流体的重量计算，缓蚀剂的总含量应为0.4-10重量-％，优选0.5-2重量-％。
缓蚀剂包含三种基本组分的混合物，即一元羧酸、二羧酸和三唑。一元羧酸优选脂族C5-C16一元羧酸，优选自辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸或十二烷酸、2-乙基己酸和新癸酸。
二羧酸优选为选自辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸和联环戊二烯(di-cyclopentadienylide)二酸的C8-C12脂族二羧酸，或C8-C12的芳香族二羧酸，优选对苯二酸。
三唑优选甲苯并三唑(tolyoltriazole)或苯并三唑。
当考虑到金属表面的防腐时，与仅使用一种酸类型相比，一元-和二羧酸或其盐的结合提供了协同效应。三唑特别用作铜的保护。
其他传统的缓蚀组分当然也可包括在根据本发明的加热/冷却流体中。
实施例为了测试传热特性，采用了其中待测试的液体在恒压下以恒定体积流动循环的体系。液体通过金属取样管，将加热装置应用于所述金属取样管。液体的温度通过冷却旋管保持恒定。在一段时间中，测量并记录金属取样管的温度。金属取样管温度的升高表示经过相同的时间后传热能力的相对损害。
被测试的液体显示出下列组分
得到用于传热特性的以下结果
从这些结果可明显看出，包含根据本发明加入的缓蚀剂的测试液体，经过一段时间后，使金属取样管的温度有很小幅度的升高，表明金属表面和流体之间有效的传热得以保持。然而，含有基本上与EP306,972一致的传统缓蚀剂的参照显示出一段时间内金属取样管温度的显著升高以及，相应地，在同一段时间内传热能力的相对损害。
这种不同被认为是参照流体中的缓蚀剂在流体和金属表面之间形成膜的结果，所述膜损害传热。然而，当使用根据本发明的缓蚀剂时，认为不会发生这样的成膜。
权利要求
1.一种含有乙酸和/或甲酸的碱金属的盐的防起霜的加热/冷却流体，其特征在于它还含有C5-C16一元羧酸或所述酸的碱-、铵-、或氨基-盐类，C5-C16二羧酸或所述酸的碱-、铵-、或氨基-盐类，还有三唑的混合物形式的缓蚀剂。
2.根据权利要求1的冷却流体，其特征在于以流体的重量计算，它含有5-50重量-％的乙酸和/或甲酸的碱金属的盐。
3.根据权利要求1或2的冷却流体，其特征在于以冷却流体的总重量计算，它含有0.4-10重量-％，优选0.5-2重量-％的缓蚀剂。
4.根据上述任一项权利要求的冷却流体，其特征在于以冷却流体的总重量计算，它含有0.02-3重量-％的一元羧酸或所述酸的碱-、铵-、或氨基-盐类。
5.根据权利要求4的冷却流体，其特征在于以冷却流体的总重量计算，它含有0.02-3重量-％的二羧酸或所述酸的碱-、铵-、或氨基-盐类。
6.根据权利要求4和5的冷却流体，其特征在于以冷却流体的总重量计算，它含有0.02-2重量-％的三唑。
7.根据上述任一项权利要求的冷却流体，其特征在于所述一元羧酸为脂族C5-C16一元羧酸，优选自辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸或十二烷酸、2-乙基己酸和新癸酸。
8.根据上述任一项权利要求的冷却流体，其特征在于所述二羧酸为选自辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸和联环戊二烯二酸的C8-C12脂族二羧酸。
9.根据上述任一项权利要求的冷却流体，其特征在于所述二羧酸为C8-C12的芳香族二羧酸，优选对苯二酸。
10.根据上述任一项权利要求的冷却流体，其特征在于三唑为甲苯并三唑或苯并三唑。
全文摘要
防起霜的含水冷却/加热流体,含有乙酸和/或甲酸的碱金属的盐以及缓蚀剂,所述缓蚀剂含有C
文档编号C23F11/10GK1288482SQ99802318
公开日2001年3月21日 申请日期1999年1月22日 优先权日1998年1月22日
发明者M·斯塔兹曼 申请人:埃斯彭石油股份公司