专利名称：检漏材料和方法
检漏材料和方法
背景技术：
本发明涉及在流体体系中检漏的材料和方法。
已开发出使用染料的检漏方法来分析流体体系如气候控制体系(climate control system)(例如加热、冷却、通风、和空调体系)、液压传动装置、发动 机油体系、自动传输体系、燃料体系、刹车体系、或散热器冷却剂体系。 一些方法采用发光性物质，例如加入到气候控制体系的制冷剂和/或润滑剂 中的荧光或磷光染料。
可以通过观察在渗漏点处由于使用具有特定照度特性(如照明波长或 强度)的光源激发染料而形成的染料荧光，由此检测渗漏。适用于荧光检测 的光源发出波长适合于激发染料的光，并且引起染料发光，发出的光的波 长大于激发波长。通常，当由190 700nm波长范围内的光激发时染料发出 明亮的荧光。已开发出多种体系来将检漏染料引入空调体系中，包括将含 有染料的流体组合物置入运行的空调体系中的注射器。
发明概述
通常，检漏材料和方法利用了染料递送组合物(dye delivery coposition)。 该染料递送组合物为在输送温度下熔融形成输送流体的固体。该染料递送 组合物可以是检漏染料与固体载体的混合物。该混合物可以是染料颗粒在 固体载体中的悬浮体或者染料在固体载体中的溶液。例如，染料可以部分
或者全部溶解于固体载体中。固体载体为与流体体系的润滑剂或制冷剂相 容的组合物或化合物。
一方面，染料递送组合物包括载体和检漏染料的溶液。该载体可溶于 流体体系的润滑剂中。该组合物具有一定含量的在-4(TC ~ IO(TC下保持溶于 载体的染料。该组合物在低于30。C的温度下为固体和在高于80。C的温度下 为液体。
另一方面，染料递送组合物包括载体和检漏染料。该载体包括蜡和聚
醚。该组合物在低于3crc的温度下为固体。
另一方面，制备染料递送组合物的方法包括使载体与检漏染料结合
形成混合物。该组合物在低于30。C的温度下为固体和在高于80。C的温度下 为液体。
另一方面，将检漏染料引入流体体系的方法包括使包含载体与检漏 染料的染料递送组合物与流体体系的组件表面接触；和在该组件表面上形 成该染料递送组合物的固体涂层。该方法可以包括装配包含该组件的气候 控制体系。该方法可以包括在与组件表面接触之前加热该染料递送组合物 以形成流体。该方法可以包括在与组件表面接触之后加热该染料递送组合 物以形成流体。
另 一方面，流体体系的组件包含与固体染料递送组合物接触的表面， 该组合物包含载体和检漏染料，该载体包含蜡和聚醚，该组合物在低于30°C 的温度下为固体。
该染料递送组合物可以包含至少0.5wt。/。的检漏染料，至少2wt%、至 少10wt。/。的检漏染料，至少25wt。/。的检漏染料，至少40wt。/。的检漏染料， 至少50wt。/。的检漏染料，至少60wt。/。或至少70wt。/c的^:漏染料。
该组合物可以在低于35t:或低于4(TC的温度下为固体。该组合物可以 在高于70。C、高于60。C或高于50。C的温度下为液体。
该载体可以包括蜡。该载体可以包括脂肪酸聚亚烷基二醇酯或脂肪酸 聚亚烷基二醇酰胺如牛脂酰胺。该载体可以包括聚醚，如二醇醚。
由本发明优选实施方式的详细说明来看，本发明的其它特征和优点将 变得显而易见。
详细i兌明
染料递送组合物包含检漏染料和载体。该组合物中所选染料的含量使 得该染料可在-40。C 10(TC下能保持溶于载体中。特定实施例中，染料在低 于0。C的温度下保持溶于载体一个月以上。该组合物在低于30。C的温度下 为固体。特定实施例中，该组合物在低于35。C或低于40。C的温度下为固体。 该组合物可以在相对低的温度下熔融。熔融时，该组合物可以容易流动或 者被喷射。该组合物可以在高于80。C的温度下为液体。特别实施例中，该 组合物可以在高于70°C、高于60。C、高于50。C的温度下为液体。该组合物 的熔点可以为40°C ~60°C。
检漏染料可以包括萘二甲酰亚胺、二萘嵌苯、香豆素、噻吨，或其衍 生物，或者其它与体系(例如气候控制体系、发动机油、或燃料体系)相容的
染料。该组合物可以含有大于0.5wt。/。的检漏染料。
选择载体以溶解染料。也选择载体以使载体与流体体系的流体相容。 例如，载体可溶于流体体系的流体。流体体系的流体可以包括发动才几油、 与发动机或燃料体系相容的润滑油、合成油、聚亚烷基二醇、多元醇酯
(polyolester)、矿物油、聚乙烯基醚、烷基苯、或其它合成的润滑材料。发 动才几油可以为10W40、 15W50、 5W30、或任意其它发动才几油。适宜的聚亚 烷基二醇或多元醇酯润滑剂包括例如Emery 2927a、 Mobil Arctic EAL 68、 Union Carbide UCON 488 Refrigeration Lubricant、 Union Carbide UCON MLX-1197 Experimental Lubricant、 Union Carbide 50-HB5100、 Motorcraft YN-12B、 Ford PAG、 Chrysler PAG、或任意其它才几动车PAG。 UCON 488 为40。C下粘度为约133厘沲的聚亚烷基二醇。Union Carbide 50-HB5100为 4CTC下粘度为约1020厘沲的聚亚烷基二醇。MotorcraftYN-12B为40。C下粘 度为约56厘沲的聚亚烷基二醇。
载体可以包括蜡。蜡可以为脂肪酸、脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、 树脂组合物、多元醇酯、多元醇酰胺、聚亚烷基二醇、或烃、或其混合物。 蜡可以为聚亚烷基二醇脂肪酸酯或聚亚烷基二醇脂肪酸酰胺、聚亚烷基二 醇可以为聚乙二醇或聚丙二醇低聚物。该低聚物可以为5-聚体(5-mer)或更 长聚合体。该低聚物可以为1000-聚体或更短聚合体。该低聚物可以为10-聚体至100-聚体。
载体可以包括烷醇酰胺(如N-烷基吡咯烷酮)，乙氧基化酰胺(例如通常 符合分子式RC(0)-NH-(CH2CH20)nH的牛脂酸的聚乙二醇酰胺，其中 RC(O)-表示例如衍生自牛脂的脂肪酸，且n的平均值为50(也称为PEG-50 牛脂酰胺))，氧化胺(例如氧化椰油酰胺基丙胺(cocamidopropylamine oxide)), 乙氧基化羧酸(例如通常符合分子式CH3(CH2)1QC(0)-(OCH2CH2)nO-C(0)(CH2)1()CH3的月桂酸的聚乙二醇二酯，其中n的平均值为8(也称为 PEG-8 二月桂酸酯))，乙氧基化甘油酯(例如平均具有4摩尔环氧乙烷的蓖麻 油的聚乙二醇衍生物(也称为PEG-4蓖麻油))，二醇酉旨(例如丙二醇蓖麻醇酸 酯)，单甘油酯(例如甘油肉豆蔻酸酯)，多甘油基酯(例如多甘油基-4油烯基 醚)，多羟基醇酯或醚(例如蔗糖二硬脂酸酯)，山梨聚糖或山梨聚糖酯(例如 山梨聚糖倍半异硬脂酸酯)，磷酸的三酉旨(例如三油基聚氧乙烯(8)醚磷酸酯 (trioleth-8 phosphate )(该材料主要为磷酸与乙氧基化油醇的三酯，平均具
有8摩尔环氧乙烷))，乙氧基化醇(例如月桂基聚氧乙烯(4)醚(laureth-4)，乙 氧基化羊毛脂(例如平均具有20摩尔环氧乙烷的羊毛脂的聚乙二醇衍生物 (也称为PEG-20羊毛脂))，乙氧基化聚硅氧烷(例如聚二曱基硅氧烷共聚醇)， 丙氧基化聚氧乙燁醚(例如通常符合分子式 CH3(CH2)14CH2(OCH(CH3)CH2)x(OCH2CH2)yOH的鲸蜡醇的聚氧丙烯、聚氧 乙烯醚，其中x的平均值为5且y的平均值为20(也称为PPG-5 ceteth-20(十 六烷基聚丙烯(5)聚氧乙烯(20)聚醚)))，或者烷基多苷(例如月桂基葡萄糖)。
载体也可以包括低蒸气压的有机化合物。当所述组合物作为薄层涂覆 在表面上时，该低蒸气压有机化合物可以有助于稳定该组合物。低蒸气压 有机化合物可以为聚亚烷基醚，如烷氧基烷醇化合物。烷氧基烷醇可以为 例如取代或未取代的C2-Q6烷氧基-CVd6-烷醇。例如，低蒸气压有机化合 物可以为烷氧基乙氧基乙醇，如2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇。该载体可以包括 多元醇酯如具有饱和或不饱和C4-C18链的甘油三酯或甘油二酯。该酯可以 为C,-Qs烷基酯。特别地，粘合剂可以包括硬脂酸、硬脂酸曱酯、椰子油、 三癸精、hydrenol、 Lorol(C16)、 Lorol(C18)、可可油(cocoa butter)、月桂酸 曱酯、肉豆蔻酸甲酯、椰子脂肪酸、椰子脂肪酸曱酯(methyl coconate)、月 桂醇、鲸蜡醇、花生油、氢化椰子油、和氢化花生油。三癸精为(312化合物。 优选的粘合剂包括硬脂酸、硬脂酸曱酯、椰子油、和椰子脂肪酸。各种载 体可以1"列浊口乂人Aldrich Chemical Co. 、 Abitec Corporation、 Henkel 、 Universal Preserve-A-Chem 、 或Scher Chemicals, Inc, of Clifton, NJ获得。
该染料递送组合物可以置于体系(即环境控制、燃料、或油体系)、或体 系的组件中。该染料递送组合物可以例如在生产期间或者保养期间置于该 体系的组件中。将染料递送组合物置于组件中可以包括，例如将染料递送 组合物置于组件内侧或外侧表面的一部分上，或者将染料递送组合物加入 组件内部。在作为组件表面上的膜或层置入该组件之前，该染料递送组合 物可以熔融，并随后冷却形成固体。或者，可以使固体形式的染料递送组 合物与组件表面接触，并随后加热以润湿该组件表面，然后冷却以形成固 体。该方法包括在将该组合物置于组件之中或组件之上前装配该体系。其 它实施方式中，可以将该染料递送组合物注入装配体系的组件中。例如， 可以通过注射器或其它计量装置将液体形式的该组合物分配到体系中。
该流体体系可以为气候控制体系、发动机油体系、自动传输体系、燃
料体系、刹车体系、或散热器冷却剂体系。该方法可以包括将染料递送组 合物置于气候控制体系的组件中。该气候控制体系可以为移动的、固定的、 窗口空调体系，如机动车的、便携式、住宅的、或商用空调体系，或者任 意其它利用制冷剂与润滑剂的密封体系。
该体系可以包括制冷剂。制冷剂可以包括氯氟烃，氲氯氟烃，氢氟烃， 二氧化碳，氨，曱烷或乙烷的卣代或醚衍生物，或者丙烷、丁烷、戊烷、 或其它烃的卣代醚或环状衍生物。该体系也可以包含润滑剂。制冷剂、润 滑剂、或制冷剂-润滑剂混合物可以溶解检漏染料并将其分布于整个体系中。 检漏染料可溶于制冷剂、或制冷剂与润滑剂的组合。
可以选择将该组合物置入体系中的位置，由此增大该组合物的溶解速 率。例如，可以选择具有较大制冷剂流动或较大润滑剂流动的组件，由此 提供更快的溶解速率。同样，可以选择含有更高温度下的制冷剂或润滑剂 的组件，由此提供更快的溶解速率。
在空调体系中，该组件可以为液体管线接收器、接收干燥器、过滤干 燥器、累积器、压缩机、冷凝器、高压排出管线、排出消音器、液体管线 热交换器、滤板、过滤介质、膨胀设备(例如膨胀阀或喷管)、吸入管线、吸 入消音器、喷管、软管线、膨胀阀、装配套件、过滤套件、或蒸发器。在 发动机油或燃料体系中，可以将该染料递送组合物置于体系组件中。该组
件可以为滤油器、发动机组(engineblock)、油盘、燃料箱、或燃油滤清器。 染料递送组合物可以具有足够高的熔点，以能使其直接置于体系或体 系组件之上，而不会在平常的环境温度下从该组件中滴下或者流出。在装 配该体系(即环境控制、燃料、或油体系)期间将检漏染料作为染料递送组合 物引入，可以能够检测该体系的渗漏，由此提供在发货该体系之前的质量 保证手段。其也可以便于在随后时间中、在现场检查该体系的渗漏而无需 向该体系中加注其它检漏染料。该染料递送组合物可以提供一种将染料快 速且干净地加入例如空调体系中的筒便方法，无需在加入染料时向体系加 注制冷剂。该染料递送组合物可以提供一种将染料快速且干净地加入例如 发动机油或染料体系中的简便方法。该染料递送组合物可以快速地溶解于 流体体系的流体中。
可以选^r加入位置、组合物性能、和染料性能，由此改进成本、加入 的容易性、处理的清洁度、主要设备成本、材料浪费、环境影响、加入体
系之前的保存期、和引入体系之后的化学寿命。该组合物可以与已知体系 充分相容，因为该组合物可以仅包括载体和检漏染料。
该染料递送组合物可以容易地处理和使用。由于该染料递送组合物在 流体体系的组件表面上为固体，所以使用该组合物可以降低该染料污染工 作环境的风险，该风险可以导致错误的检漏。另外，该组合物完全溶解于 润滑剂与制冷剂的混合物或者油或燃料中。该染料递送组合物可以基本上 无溶剂，并且可以基本上无另外会损坏体系的杂质。该组合物中可以包含 少量其它添加剂如保存剂(例如抗氧剂或杀菌剂)。
将该组合物置入体系(例如空调、燃料、或油体系)中之后，运行该体系 以循环制冷剂与润滑剂。循环的制冷剂、润滑剂、或制冷剂-润滑剂混合物 溶解检漏染料，将其分散在整个体系中。
一经溶解之后，该体系的染料含
量可以低于约1.0%、小于0.5%、和小于约0.1%。已使该染料在体系内循 环之后，可以使用发光波长为190-700nm的光源来检查体系组件、接头、 配件、或附件的渗漏。渗漏的存在可以通过在用光源中的光线激发之后可 ;险测到的显色可见信号(如荧光或其它发光)的存在来确定。
多种方法可用于制备该染料递送组合物。通常，将检漏染料的颗粒与 载体结合由此形成混合物。可以将该混合物加热形成液体)容液，和冷却形 成组合物。
下列实施例阐述了上述材料和方法。
实施例
制备具有下列组成的染料递送组合物 5 wt% 萘二曱酰亚胺(CAS # 19125-99-6) 10wt% 2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇(CAS#112-34-5) 85 wt% PEG-50-牛脂酰胺(CAS # 68783-22-2) 将这些材料加热并混合，由此形成萘二曱酰亚胺染料在PEG-50-牛脂酰 胺与二醇醚的载体中的溶液。冷却该混合物后，获得萘二曱酰亚胺在载体 中的固体溶液。该染料递送组合物在60。C以上完全变为流体。当将该染料 递送组合物冷却到-2(TC下14天时，该染料保持溶于载体中。
其它实施方式在权利要求书范围之内。例如，可以使用该组合物将才企 漏染料引入自动传输体系、液压体系、机器润滑体系、刹车体系、或散热 器冷却剂体系。
权利要求
1、一种染料递送组合物，其含有载体和检漏染料的溶液，该载体可溶于流体体系的润滑剂中，该组合物具有一定含量的在-40℃～100℃下保持溶于载体的染料，且该组合物在低于30℃的温度下为固体，在高于80℃的温度下为液体。
2、 权利要求1的染料递送组合物，其中该组合物在低于35。C的温度下 为固体。
3、 权利要求1的染料递送组合物，其中该组合物在低于40。C的温度下 为固体。
4、 权利要求1的染料递送组合物，其中该组合物在高于70。C的温度下 为液体。
5、 权利要求1的染料递送组合物，其中该组合物在高于60。C的温度下 为液体。
6、 权利要求1的染料递送组合物，其中该组合物在高于50。C的温度下为液体。
7、 权利要求1的染料递送组合物，其中载体包括蜡。
8、 权利要求1的染料递送组合物，其中载体包括脂肪酸聚亚烷基二醇 酯或脂肪酸聚亚烷基二醇酰胺。
9、 权利要求1的染料递送组合物，其中载体包括牛脂酰胺。
10、 权利要求1的染料递送组合物，其中载体包括聚醚。
11、 权利要求1的染料递送组合物，其中载体包括二醇醚。
12、 权利要求1的染料递送组合物，其中染料包括萘二曱酰亚胺。
13、 一种染料递送组合物，其包含载体和检漏染料，该载体包括蜡和 聚醚，该组合物在低于30。C的温度下为固体。
14、 权利要求13的染料递送组合物，其中蜡包括脂肪酸聚亚烷基二醇 酯或脂肪酸聚亚烷基二醇酰胺。
15、 权利要求13的染料递送组合物，其中蜡包括牛脂酰胺。
16、 权利要求13的染料递送组合物，其中聚醚包括二醇醚。
17、 权利要求13的染料递送组合物，其中染料包括萘二曱酰亚胺。
18、 权利要求13的染料递送组合物，其中该组合物在低于35。C的温度 下为固体。
19、 权利要求13的染料递送组合物，其中该组合物在高于60。C的温度 下为液体。
20、 一种制备染料递送组合物的方法，其包括将载体与检漏染料结合形成混合物，该组合物在低于3(TC的温度下为 固体和在高于80。C的温度下为液体。
21、 一种将检漏染料引入流体体系的方法，该方法包括 使包含载体与检漏染料的染料递送组合物与流体体系的组件表面接触；和在该组件表面上形成该染料递送组合物的固体涂层。
22、 权利要求21的方法，其中该流体体系为气候控制体系。
23、 权利要求22的方法，其中该气候控制体系为空调体系。
24、 权利要求22的方法，其中该组件为液体管线接收器、接收千燥器、 过滤干燥器、累积器、压缩机、冷凝器、高压排出管线、排出消音器、液 体管线热交换器、滤板、过滤介质、膨胀设备、吸入管线、吸入消音器、 喷管、软管线、膨胀阀、装配套件、过滤套件、通路配件、装料孔、容器、 或蒸发器。
25、 权利要求22的方法，其进一步包括装配包含该组件的气候控制体系。
26、 权利要求21的方法，其中该流体体系为发动机油体系或燃料体系。
27、 权利要求26的方法，其中该组件为滤油器、发动机组、油盘、燃 料箱、或燃油滤清器。
28、 权利要求21的方法，其进一步包括在与组件表面接触之前加热该 染料递送组合物以形成流体。
29、 权利要求21的方法，其进一步包括在与组件表面接触之后加热该 染料递送组合物以形成流体。
30、 权利要求21的方法，其中该组合物在低于30。C的温度下为固体和 在高于80。C的温度下为液体。
31 、 一种流体体系的组件，该组件包含与固体染料递送组合物接触的 表面，该组合物包含载体和检漏染料，该载体包含蜡和聚醚，该组合物在 低于3(TC的温度下为固体。
全文摘要
本发明描述了检漏材料和将检漏材料引入流体体系如气候控制体系、发动机油体系或燃料体系的方法。该检漏材料可以是一种包含检漏染料与固体载体的混合物的染料递送组合物。
文档编号C08K5/06GK101379395SQ200580024236
公开日2009年3月4日 申请日期2005年6月1日 优先权日2004年6月2日
发明者查尔斯·A·斯蒂尔, 特伦斯·D·卡尔利, 约翰·A·安德鲁斯, 莫顿·A·韦斯特曼 申请人:布赖特解决方法股份有限公司