传热流体和用于传热系统中的防腐蚀的方法与流程
本发明通常涉及传热流体，并且在一些实施方案中，涉及用于抑制传热系统中的腐蚀的传热流体。
背景
现代车辆发动机通常需要传热流体(液体冷却剂)以对其冷却系统提供持久的全年保护。传热流体的主要要求是它们提供高效的热传递以控制并维持发动机温度，从而实现高效的燃料经济性和润滑，并防止由于冻结、沸溢或过热引起的发动机故障。传热流体的另一个关键要求是它在广泛的温度和操作条件下为所有冷却系统金属提供防腐蚀。用于发动机组、气缸盖、水泵、热交换器和由铝或铝合金制成的其他部件的铝防腐蚀尤为重要。除了金属保护之外，防腐蚀还有助于传热流体实现其将多余热量从发动机传递到散热器以便消散的主要功能。
汽车冷却系统中可能出现的与腐蚀相关的常见问题包括：(1)气缸盖和气缸体的空蚀和生锈；(2)水泵密封泄漏、波纹管密封失效和空蚀；(3)焊料起霜、垢和沉积物形成以及散热器和加热器芯中的点蚀；(4)恒温器粘着；和/或(5)软管颈部缝隙腐蚀。此外，根据条件，在冷却系统中的易受影响位置可能发生侵蚀腐蚀、电化学腐蚀、垢下腐蚀和/或杂散电流腐蚀。
可以使用不同种类的金属来制造冷却系统的各个部件。举例来说，铸铁和铸铝合金可以用于汽缸体、汽缸盖、进气歧管、冷却剂泵和电力电子装置外壳；锻铝和铜合金可以用于散热器和加热器芯；焊料可以用于连接黄铜或铜散热器或加热器芯的部件；钢可以用于气缸盖垫圈和小型部件如冷冻塞、冷却剂泵壳体外壳和冷却剂泵叶轮；并且铜合金可以用于恒温器。
在现场已观察到并且在实验室测试中也已经证实了伴随着冷却剂溶液的ph的显著增加，发动机冷却剂中关键腐蚀抑制剂(例如，亚硝酸盐)的快速消耗。冷却剂的这种变化可能对其防腐蚀性能产生负面影响并影响其稳定性。测试结果表明，在发动机冷却系统操作条件下与通过受控气氛钎焊(cab)技术制造的热交换器的铝表面接触之后，这种冷却剂变化最为突出。在cab工艺之后留在铝表面上的氟铝酸钾焊剂残留物可以在改变发动机冷却剂的化学性质和保护性能方面起关键作用。开发更轻更紧凑的动力系统以改善燃料经济性，以及在发动机冷却系统中日益增多地使用通过cab技术制造的铝热交换器以替换先前通过其他技术(例如，机械组装或真空钎焊)制造的铝热交换器可以有助于现场使用期间观察到的发动机冷却剂的变化。
由铝或铝合金制造的部件(例如，发动机组、气缸盖、水泵、热交换器等)的防腐蚀，通过cab工艺制造的传热系统部件(例如，热交换器)的防腐蚀，以及高温下的防腐蚀(例如，在配备有废气再循环或egr的车辆的冷却系统中)是令人关注的。
发明概述
本发明的范围仅由所附权利要求限定，并且不受本发明概述内的陈述任何程度地影响。
通过介绍的方式，根据本发明的第一传热流体浓缩物包含(a)凝固点降低剂、水或其组合；(b)有机磷酸酯；(c)羧酸或其盐；和(d)选自碱土金属离子、碱金属离子、过渡金属离子、无机磷酸盐、钼酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、唑类化合物、铜和铜合金腐蚀抑制剂、硅酸盐、硅酸盐稳定剂、水溶性聚合物及其组合的组分。
根据本发明的第二传热流体浓缩物包含(a)凝固点降低剂、水或其组合，其中，基于传热流体浓缩物的总重量，所述凝固点降低剂以约1重量％至约99重量％的量存在；(b)有机磷酸酯，其中，基于传热流体浓缩物的总重量，所述有机磷酸酯以约0.002重量％至约5重量％的量存在；(c)羧酸或其盐，其中，基于传热流体浓缩物的总重量，所述羧酸或其盐以约1重量％至约10重量％的量存在，其中所述羧酸包括一种或多种c6-c20羧酸，并且其中所述一种或多种c6-c20羧酸单独地选自脂族单羧酸、脂族二羧酸、芳族单羧酸、芳族二羧酸及其组合；(d)钙离子，基于传热流体浓缩物的总重量，其浓度至多达约200mg/l；(e)镁离子，基于传热流体浓缩物的总重量，其浓度至多达约150mg/l；(f)唑类化合物，基于传热流体浓缩物的总重量，其以约0.01重量％至约3重量％的量存在；和(g)任选的选自无机磷酸盐、锂离子、锌离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、钼酸根离子、膦酸盐、次膦酸盐、丙烯酸酯基聚合物、着色剂、杀生物剂、消泡剂、表面活性剂、分散剂、防垢剂、润湿剂及其组合的附加组分。
根据本发明的即用型传热流体包含水和上述类型的传热流体浓缩物。基于传热流体的总体积，传热流体浓缩物以约30体积％至约60体积％的量存在。
根据本发明的用于传热系统中的防腐蚀的方法包括使所述传热系统的至少一部分与上述类型的传热流体接触。
附图简述
图1显示在排热传热条件下在浸渍在25体积％冷却剂浓缩物+100ppm氯离子中6小时的aa319铸铝合金电极上获得的阳极极化曲线测量结果。
发明详述
为了确保较长的使用寿命并实现设计功能，必须保护汽车冷却系统中使用的金属部件以免受发动机冷却剂的腐蚀。此外，发动机冷却剂应与冷却系统中使用的非金属(诸如软管、垫圈和塑料)相容。冷却系统中使用的材料的过度腐蚀或降解可以导致材料或部件的强度显著降低，冷却剂从系统中损失以及一个或多个冷却系统部件中的后续故障。所有这些事件都可能导致发动机故障。另外，即使相对温和的腐蚀也可能导致形成腐蚀产物，这些腐蚀产物可能在传热表面上形成垢或沉积物。这些垢或沉积物可能大大降低传热速率。无孔垢的导热系数在25℃下为约1.04w/mk至3.46w/mk，并且沉积物或多孔垢的导热系数在25℃下可为约0.35w/mk。这些值远低于冷却系统中使用的各种金属的导热系数(例如，对于铜，在25℃下，401w/mk；对于铝，在25℃下，250w/mk；对于镁，在25℃下，156w/mk；对于海军黄铜，在25℃下，109w/mk；对于铸铁，在25℃下，55w/mk；或者对于不锈钢，在25℃下，16w/mk)。简而言之，垢和沉积物的导热系数在耐火粘土砖的范围内，所述耐火粘土砖在500℃下用作隔热材料(1.4w/mk)。过度的垢或腐蚀产物沉积也可能导致冷却剂在散热器和加热器芯管中的流动受限，甚至堵塞加热器芯和/或散热器。冷却剂的明显传热速率降低和流动受限可能导致发动机过热。
除了为冷却系统中的各种金属部件提供可靠的防腐蚀外，发动机冷却剂还应具有以下性质以满足其作为用于车辆的全年功能流体使用的要求：导热系数高；热容高或比热高；在使用温度范围内流动性良好；沸点高；凝固点低；粘度低；毒性低且使用安全；成本效益和供应充足；在使用温度和条件下化学稳定；起泡倾向低；和材料相容性良好(即，不腐蚀、侵蚀或降解系统材料-包括金属材料和非金属材料)。下文描述的传热流体浓缩物可以用于提供上述性质中的一种或多种。
根据本发明，传热流体浓缩物和来源于传热流体浓缩物的即用型传热流体(例如，通过用水稀释)在制剂的组分之间在腐蚀抑制方面表现出协同效应。如下面进一步描述，协同传热流体浓缩物和由其得到的即用型传热流体含有一种或多种有机磷酸酯(又称磷酸酯)。
在整个说明书和所附权利要求中，应理解以下定义：
术语“杂原子”是指除碳和氢之外的任何原子。根据本发明的杂原子的代表性实例包括但不限于氮、氧、硫等。
术语“烷基”是指取代或未取代的直链、支链或环状烃链，在一些实施方案中其含有1至24个碳原子。根据本发明的未取代的烷基的代表性实例包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、环丁基、戊基、环戊基、己基、环己基等。
术语“烯基”是指取代或未取代的直链、支链或环状不饱和烃链，其含有至少一个双键，且在一些实施方案中，含有2至24个碳原子。根据本发明的代表性未取代的烯基包括但不限于乙烯基(ethenyl)或乙烯基(vinyl)(-ch＝ch2)、1-丙烯基、2-丙烯基或烯丙基(-ch2-ch＝ch2)、1，3-丁二烯基(-ch＝chch＝ch2)、1-丁烯基(-ch＝chch2ch3)、己烯基、戊烯基、1，3，5-己三烯基等。在一些实施方案中，环烯基具有5至8个碳原子和至少一个双键。根据本发明的代表性环烯基包括但不限于环己二烯基、环己烯基、环戊烯基、环庚烯基、环辛烯基、环己二烯基、环庚二烯基、环辛三烯基等。
术语“烷氧基”是指取代或未取代的-o-烷基。根据本发明的代表性未取代的烷氧基包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基等。
术语“甲硅烷氧基”和“甲硅烷基氧基”是指硅取代的氧基团。甲硅烷氧基的含硅部分可以是取代的或未取代的。根据本发明的代表性甲硅烷氧基包括但不限于三甲基甲硅烷基氧基(-osi(ch3)3)、三乙基甲硅烷基氧基(-osi(ch2ch3)3)、三异丙基甲硅烷氧基(-osi(i-pr)3)、叔丁基二甲基甲硅烷基氧基(-osi(tert-bu)(ch3)2)等。
术语“炔基”是指取代或未取代的直链、支链或环状不饱和烃链，其含有至少一个三键，且在一些实施方案中，含有2至20个碳原子。
术语“芳基”是指4至20个碳原子的取代或未取代的单环、双环或多环芳环系。根据本发明的代表性芳基包括但不限于苯、取代的苯(例如，甲苯、二甲苯、苯乙烯)、萘、蒽、联苯等。
术语“氨基”是指未取代或取代的氨基(-nh2)。胺可以是伯胺(-nh2)、仲胺(-nhra)或叔胺(-nrarb，其中ra和rb相同或不同)。根据本发明的代表性取代的氨基包括但不限于甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、2-丙基氨基、1-丙基氨基、二(正丙基)氨基、二(异丙基)氨基、甲基-正丙基氨基、叔丁基氨基等。
术语“卤素”是指氟、氯、碘或溴。
术语“杂环”是指饱和、部分不饱和或芳族环系，其含有3至24个碳原子(在一些实施方案中，4至22个碳原子；在其他实施方案中，6至20个碳原子)和至少一个杂原子(在一些实施方案中，1至3个杂原子)。所述环可以任选地被一个或多个取代基取代。此外，所述环可以是单环、双环或多环。如本文所用，术语“杂环”包括术语“杂芳基”。包含在环中的代表性杂原子包括但不限于氮、氧和硫。根据本发明的代表性杂环基团包括但不限于氮杂环丙烷、氮杂环丙烯、氧杂环丙烷、氧杂环丙烯、硫杂环丙烷、硫杂环丙烯、二氮杂环丙烯、氧杂氮杂环丙烷、二氧杂环丙烷、氮杂环丁烷、氮杂环丁二烯、氧杂环丁烷、氧杂环丁二烯、硫杂环丁烷、硫杂环丁二烯、二氮杂环丁烷、二氧杂环丁烷、二氧杂环丁二烯、二硫杂环丁烷、二硫杂环丁二烯、吡咯烷、四氢呋喃、硫杂环戊烷、咪唑烷、pyrazolidene、噁唑烷、异噁唑烷、噻唑烷、isothiazolidene、二氧杂环戊烷、二硫杂环戊烷、呋咱、噁二唑、二噻唑、四唑、哌啶、氧杂环己烷、吡喃、硫杂环己烷、噻喃、哌嗪、二嗪、吗啉、噁嗪、硫代吗啉、噻嗪、二氧杂环己烷、二氧杂环己烯、二硫杂环己烷、二硫杂环己烯、三氧杂环己烷、三硫杂环己烯、四嗪、氮杂环庚烷、氮杂环庚烯、氧杂环庚烷、氧杂环庚烯、硫杂环庚烷、硫杂环庚烯、高哌嗪、二氮杂环庚烯、硫氮杂环庚烯、氮杂环辛烷、氮杂环辛烯、吖啶、苯并噻唑啉、苯并咪唑、苯并呋喃、thiothiapene、苯并噻唑、苯并噻吩基(benzothiophenyl)、咔唑、噌啉、呋喃、咪唑、1h-吲唑、吲哚、异吲哚、异喹啉、异噻唑、噁唑、异噁唑、噁二唑(例如，1，2，3-噁二唑)、吩嗪、吩噻嗪、吩噁嗪、酞嗪、喋啶、嘌呤、吡嗪、吡唑、哒嗪、吡啶、嘧啶、吡咯、喹唑啉、喹啉、喹喔啉、噻唑、噻二唑(例如，1，3，4-噻二唑)、噻吩、三嗪(例如，1，3，5-三嗪)、三唑(例如，1，2，3-三唑)等。
术语“取代的”是指一个或多个取代基任选连接到骨架结构(例如，烷基骨架、烯基骨架、杂环骨架等)。根据本发明使用的代表性取代基包括但不限于羟基、氨基(-nh2、-nhra、-nrarb)、氧基(-o-)、羰基(-co-)、硫醇、烷基、烯基、炔基、烷氧基、卤素、腈、硝基、芳基和杂环基。这些取代基可以任选地进一步被1至3个取代基取代。取代的取代基的实例包括但不限于甲酰胺、烷基巯基、烷基磺酰基、烷基氨基、二烷基氨基、羧酸酯、烷氧基羰基、烷基芳基、芳烷基、烷基杂环基、杂环基芳基、卤代烷基等。取代基不应在化学上明显干扰本发明的反应(例如，与反应物交叉反应，终止反应等)。
应当理解，下面描述的各种代表性实施方案的要素和特征可以以不同方式组合以产生同样落入本发明的范围内的新实施方案。
通过一般介绍的方式，根据本发明的传热流体浓缩物包含(a)凝固点降低剂、水或其组合；(b)有机磷酸酯；(c)羧酸或其盐；和(d)选自碱土金属离子、碱金属离子、过渡金属离子、无机磷酸盐、钼酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、唑类化合物、铜和铜合金腐蚀抑制剂、硅酸盐、硅酸盐稳定剂、水溶性聚合物及其组合的组分。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物任选地还包含一种或多种选自膦酸盐、次膦酸盐、着色剂、杀生物剂、消泡剂、表面活性剂、分散剂、防垢剂、润湿剂、附加腐蚀抑制剂及其组合的附加组分。在一些实施方案中，以50％浓度的根据本发明的传热流体浓缩物的ph在约6.8和约10.0之间。
根据本发明的传热流体浓缩物包含凝固点降低剂、水或其组合。适用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性凝固点降低剂包括但不限于醇和醇混合物(例如，一元醇、多元醇及其混合物)。用作凝固点降低剂的代表性醇包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、糠醛、糠醇、四氢糠醇、乙氧基化糠醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、丁二醇、甘油、甘油-1，2-二甲醚、甘油-1，3-二甲醚、甘油的单乙醚、山梨糖醇、1，2，6-己三醇、三羟甲基丙烷、烷氧基烷醇(例如，甲氧基乙醇)等及其组合。
在一些实施方案中，所述凝固点降低剂包括醇，在一些实施方案中，所述醇选自乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、甘油及其组合。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物含有二醇凝固点降低剂。凝固点降低剂的浓度可以根据应用而变化。举例来说，在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，凝固点降低剂的浓度可以为约0重量％至约60重量％(例如，约0重量％至约50重量％，约5重量％至约40重量％，或约11重量％至约25重量％)。在其他实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，凝固点降低剂的浓度可以为约1重量％至约99重量％，在一些实施方案中，为约10重量％至约99.9重量％(例如，约30重量％至约99.5重量％，或约40重量％至约99重量％)。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，凝固点降低剂的浓度为约15重量％至约99重量％。在其他实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，凝固点降低剂的浓度为约20重量％至约98重量％。在进一步的实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，凝固点降低剂的浓度为约20重量％至约96重量％。
根据本发明的传热流体浓缩物可以包含除凝固点降低剂之外或作为其替代物的水。来源于传热流体浓缩物(例如，通过稀释)的即用型传热流体通常含有水。在一些实施方案中，根据本发明的含有凝固点降低剂的传热流体浓缩物可以用水稀释成30体积％至60体积％的溶液。
根据本发明使用的水的类型不受限制。然而，在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物和/或传热流体中使用的水包括去离子水、脱矿物质水、软化水或其组合。在一些实施方案中，由caco3引起的水的硬度小于约20ppm。在其他实施方案中，水的电导率小于约300μs/cm。在进一步的实施方案中，由caco3引起的水的硬度小于约20ppm并且水的电导率小于约300μs/cm。水的量可以根据应用而变化。举例来说，基于传热流体浓缩物的总重量，水的浓度可以为约0.1重量％至约90重量％(例如，约0.5重量％至约70重量％，或约1重量％至约60重量％)。
根据本发明的传热流体浓缩物包含一种或多种有机磷酸酯(又称磷酸酯)。在一些实施方案中，根据本发明使用的有机磷酸酯具有以下结构(1)：
其中r1、r2和r3各自独立地为氢，任选取代的含杂原子的烷基，任选取代的含杂原子的烯基，任选取代的含羰基的烷基，任选取代的含羰基的烯基，或任选取代的选自烷基、烯基、芳基、膦酰基、膦基、烷基氨基、氨基及其组合的部分。对于一些实施方案，其中有机磷酸酯的r基团(即r1、r2和/或r3)含有一个或多个杂原子，所述一个或多个杂原子可以形成醚连接键(例如，-c-o-c-)、硫醚连接键(-c-s-c-)、氨基连接键(-c-n-c-)或其组合。
根据本发明使用的代表性有机磷酸酯包括但不限于乙二醇磷酸酯；1，2，3-丙三醇磷酸酯(cas#：12040-65-2)；磷酸酯聚醚酯；c6-c12烷基醇乙氧基化物磷酸(cas#：68921-24-4)；甲酚乙氧基化物的磷酸酯的碱金属盐(cas#：66057-30-5)；磷酸甲酚酯钾(cas#：37281-48-4)；磷酸辛基苯氧基聚乙氧基乙基酯；辛基苯氧基聚乙基磷酸酯；聚乙二醇单(辛基苯基)醚磷酸酯；具有式r-苯基(ch2ch2o)x磷酸酯的烷基苯氧基聚乙氧基乙基磷酸的碱金属盐，其中r是氢或c1-c20烷基(在一些实施方案中，c1-c12)并且x等于1至30(在一些实施方案中，2至10)；磷酸烷基或芳基酯，诸如磷酸异辛酯、磷酸2-乙基己酯、磷酸戊酯、二氢磷酸戊酯、氢磷酸二戊酯、磷酸丁酯和/或类似物；及其组合。
适用于根据本发明的代表性磷酸酯可从许多供应商购得，这些供应商包括但不限于dowchemicalcompany(midland，mi)、stepancompany(northfield，il)、solvays.a./rhodiainc.(brussels，belgium)、ashlandinc.(covington，ky)、clariantcorporation(muttenz，switzerland)、pccchemaxinc。(piedmont，sc)、islechemllc(grandisland，ny)和lakelandlaboratorieslimited(manchester，england)。
在一些实施方案中，根据本发明使用的有机磷酸酯可以选自磷酸酯聚醚酯或醇磷酸酯，其包括但不限于(a)tritontmh-66、tritontmh-55、tritontmqs-44和/或tritontmxqs-20表面活性剂，得自dowchemicalcompany；(b)
在一些实施方案中，根据本发明使用的有机磷酸酯包括磷酸烷基和芳基酯。可以根据本发明使用的代表性磷酸烷基或芳基酯包括但不限于磷酸戊酯、磷酸正丁酯、磷酸甲酯、磷酸苯酯、磷酸2-乙基己酯、磷酸二甲酯、磷酸异辛酯和/或类似物及其组合。根据本发明，可以使用磷酸单烷基/芳基酯、磷酸二烷基/芳基酯或其组合。
在一些实施方案中，根据本发明使用的有机磷酸酯包括乙二醇磷酸酯(例如，chemfacnf-100)、磷酸酯聚醚酯(例如，tritonh-66)或其组合。根据本发明适用的磷酸酯聚醚酯包括但不限于美国专利号3,235,627；3,462,520；3,294,693；和3,462,520中描述的那些。
有机磷酸酯的量可以根据应用而变化。举例来说，基于传热流体浓缩物的总重量，所述一种或多种有机磷酸酯的浓度可以为约0.0025重量％至约10重量％(例如，约0.005重量％至约5重量％、约0.01重量％至约3重量％、约0.05重量％至约2重量％、或约0.05重量％至约0.5重量％)。在该范围内，该量可以大于或等于约0.005重量％，并且在一些实施方案中，大于或等于约0.01重量％。同样在该范围内，该量可以小于或等于约1重量％，并且在一些实施方案中，小于或等于约0.5重量％。
根据本发明的传热流体浓缩物包含一种或多种羧酸盐。如本文所用，术语“羧酸盐”包括羧酸、其盐以及一种或多种羧酸和一种或多种羧酸盐的组合。适合使用的羧酸盐包括碱金属(诸如锂、钠和钾等)盐和碱土金属(诸如钙、镁和锶等)盐。羧酸盐可以包含单个或多个羧基，并且可以是直链或支链的。明确考虑可以使用羧酸盐的组合，并且这些组合包含在术语“羧酸盐”和“羧酸”中。在一些实施方案中，根据本发明的羧酸盐具有4至24个碳原子(例如，4至22个碳原子)。在其他实施方案中，根据本发明的羧酸盐具有6至20个碳原子。羧酸盐可以是脂族、芳族或两者的组合。在一些实施方案中，羧酸是c6-c20单-或二-碱性脂族或芳族羧酸和/或其碱金属盐。在一些实施方案中，根据本发明的羧酸盐由碳、氢和氧组成，并且不含非氧杂原子。根据本发明使用的代表性脂族羧酸盐包括但不限于2-乙基己酸、己酸、庚酸、辛酸、新癸酸、癸酸、壬酸、异庚酸、十二烷酸、癸二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二酸和/或类似物及其组合。代表性芳族羧酸盐包括但不限于苯甲酸、甲苯甲酸(甲基苯甲酸)、叔丁基苯甲酸、烷氧基苯甲酸(例如，甲氧基苯甲酸，诸如邻-、对-或间-茴香酸)、水杨酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯基乙酸、扁桃酸、1，2，4-苯三甲酸和/或类似物及其组合。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中使用的羧酸盐包括多种羧酸盐。在一些实施方案中，羧酸盐包括脂族单羧酸盐、脂族二羧酸盐、芳族单羧酸盐、芳族二羧酸盐或其组合。在一些实施方案中，羧酸盐包括一种或多种c6-c20羧酸盐，并且所述一种或多种c6-c20羧酸盐中的每一种单独地选自脂族单羧酸盐、脂族二羧酸盐、芳族单羧酸盐、芳族二羧酸盐及其组合。在一些实施方案中，羧酸盐包括新癸酸和至少一种附加c6-c20单-或二-碱性脂族或芳族羧酸。在一些实施方案中，羧酸盐包括2-乙基己酸、新癸酸或其组合。
羧酸盐的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，羧酸盐以约0.1重量％至约25重量％，在一些实施方案中，约1重量％至约10重量％的量存在。在该范围内，该量可以大于或等于约1.5重量％，并且在一些实施方案中，大于或等于约2重量％。同样在该范围内，该量可以小于或等于约7重量％，并且在一些实施方案中，小于或等于约5重量％。
根据本发明的传热流体浓缩物包含选自以下列表中的一种组分或多于一种组分的组合：选自碱土金属离子、碱金属离子、过渡金属离子、无机磷酸盐、钼酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、唑类化合物、铜和铜合金腐蚀抑制剂、硅酸盐、硅酸盐稳定剂、水溶性聚合物及其组合的组分。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以具体地排除上述组分中的一种或多种(例如，基本上“不含”上述组分中的一种或多种)。
根据本发明，传热流体浓缩物可以包含至少一种金属离子(例如，来源于水溶性金属盐、不溶性或水溶性差的金属化合物、金属氧化物和/或类似物及其组合的金属离子)。在一些实施方案中，金属离子可以来源于水溶性碱土金属盐(例如，钙盐、镁盐和/或锶盐)、碱土金属化合物(例如，钙化合物、镁化合物和/或锶化合物)、碱土金属氧化物(例如，氧化钙、氧化镁和/或氧化锶)、水溶性碱金属盐(例如，锂盐)、碱金属化合物(例如，锂化合物)、碱金属氧化物(例如，氧化锂)、过渡金属盐(例如，锌盐)、过渡金属化合物(例如，锌化合物)、过渡金属氧化物(例如，氧化锌)和/或其组合。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物包含一种或多种水溶性碱土金属盐，其在溶于水时将产生碱土金属离子(在一些实施方案中，ca2+、mg2+和/或sr2+)。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物包含一种或多种水溶性碱土金属氧化物，其在与传热流体中的其他酸性组分(例如，羧酸和/或有机磷酸酯)混合时将在传热流体中产生碱土金属离子(在一些实施方案中，ca2+、mg2+和/或sr2+)。在一些实施方案中，来源于一种或多种水溶性碱土金属盐和/或一种或多种碱土金属氧化物的碱土金属离子在传热流体浓缩物中的浓度在约0mg/l至约200mg/l的范围内(即，至多达约200mg/l)。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含提供钙离子源的水溶性碱土金属盐和/或碱金属化合物。在一些实施方案中，钙离子来源于一种或多种钙化合物或盐(例如，一种或多种水溶性钙盐)。在一些实施方案中，钙离子来源于一种或多种水溶性钙盐，其构造成在室温下在水溶液中至少部分地解离。在一些实施方案中，所述一种或多种钙盐构造成在溶解后在传热流体浓缩物中产生约1mg/l和约60mg/l之间的钙离子(ca2+)。
根据本发明使用的钙化合物包括但不限于无机钙化合物和含有一个或多个羧酸基团的有机酸的钙盐。代表性无机钙化合物包括但不限于氢氧化钙、氧化钙、钼酸钙、钒酸钙、钨酸钙、高氯酸钙、氯化钙和/或类似物、任何上述盐的水合物及其组合。代表性有机酸钙盐包括但不限于乙酸钙、甲酸钙、丙酸钙、聚马来酸钙、聚丙烯酸钙、乳酸钙、葡萄糖酸钙、乙醇酸钙、葡庚糖酸钙、柠檬酸钙、酒石酸钙、葡萄糖酸钙、琥珀酸钙、羟基琥珀酸钙、己二酸钙、草酸钙、丙二酸钙、氨基磺酸钙、脂族三羧酸的钙盐、脂族四羧酸的钙盐和/或类似物、任何上述钙盐的水合物及其组合。
在一些实施方案中，钙化合物可以是在钙离子和膦酸盐或次膦酸盐之间形成的钙盐，诸如钙-pbtc盐(其中pbtc是2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸)、钙-hedp盐(其中hedp是1-羟基乙烷-1，1-二膦酸)、钙-hpa盐(其中hpa是羟基膦酰基乙酸或2-羟基膦酰基乙酸)、膦酰基琥珀酸钙盐、钙-pso盐(其中pso为如美国专利号6,572,789b1中所述的单-、双-和低聚膦基琥珀酸加合物混合物)和/或类似物及其组合。
钙离子(ca2+)的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种钙化合物可溶于传热流体浓缩物中。如本文所用，术语“可溶的”是指溶解程度使得肉眼看不到颗粒物质。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中ca2+的浓度在约0mg/l和约200mg/l之间(即，至多达约200mg/l)。在其他实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中ca2+的浓度在约0.1mg/l和约150mg/l之间、在约0.1mg/l和约80mg/l之间、在约0.2mg/l和约60mg/l、在0.2mg/l和约40mg/l之间、或在约1mg/l和约60mg/l之间。在进一步的实施方案中，钙离子的浓度在约3mg/l和约40mg/l之间。在更进一步的实施方案中，钙离子的浓度在约4mg/l和约30mg/l之间。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含提供镁离子源的水溶性碱土金属盐和/或碱土金属化合物。在一些实施方案中，镁离子来源于一种或多种镁化合物或盐(例如，一种或多种水溶性镁盐)。在一些实施方案中，镁离子来源于一种或多种水溶性镁盐，其构造成在室温下在水溶液中至少部分地解离。在一些实施方案中，所述一种或多种镁盐构造成在溶解后在传热流体浓缩物中产生基于传热流体浓缩物的总重量计至多达约150mg/l的镁离子。
根据本发明使用的镁化合物包括但不限于无机镁化合物和含有一个或多个羧酸基团的有机酸的镁盐。代表性无机镁化合物包括但不限于钼酸镁、氢氧化镁、氧化镁、钨酸镁、硫酸镁、高氯酸镁、氯化镁、钒酸镁和/或类似物、任何上述镁盐的水合物及其组合。代表性有机酸镁盐包括但不限于甲酸镁、乙酸镁、丙酸镁、聚丙烯酸镁、聚马来酸镁、乳酸镁、葡萄糖酸镁、乙醇酸镁、葡庚糖酸镁、柠檬酸镁、酒石酸镁、葡萄糖酸镁、琥珀酸镁、羟基琥珀酸镁、己二酸镁、草酸镁、丙二酸镁、氨基磺酸镁和/或类似物及其组合。
在一些实施方案中，镁化合物可以是在镁离子和膦酸盐或次膦酸盐之间形成的镁盐，诸如镁-pbtc盐(其中pbtc是2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸)、镁-hedp盐(其中hedp是1-羟基乙烷-1，1-二膦酸)、镁-hpa盐(其中hpa是羟基膦酰基乙酸或2-羟基膦酰基乙酸)、膦酰基琥珀酸镁盐、镁-pso盐(其中pso为如美国专利号6,572,789b1中所述的单-、双-和低聚膦基琥珀酸加合物混合物)和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。
镁离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种镁化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中镁离子(mg2+)的浓度在约0mg/l和约200mg/l之间(即，至多达约200mg/l)。在其他实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中mg2+的浓度在约0mg/l和约150mg/l之间(即，至多达约150mg/l)、在约1mg/l和约100mg/l之间、在约0.1mg/l和约80mg/l之间、在约0.2mg/l和约40mg/l之间、或在约1mg/l和约50mg/l之间(例如，在1mg/l和25mg/l之间)。在进一步的实施方案中，镁离子的浓度在约3mg/l和约80mg/l之间。在其他实施方案中，镁离子的浓度在约2mg/l和约35mg/l之间。在进一步的实施方案中，镁离子的浓度在约4mg/l和约30mg/l之间。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含提供锶离子源的水溶性碱土金属盐和/或碱土金属化合物。在一些实施方案中，锶离子来源于一种或多种锶化合物或盐(例如，一种或多种水溶性锶盐)。在一些实施方案中，锶离子来源于一种或多种水溶性锶盐，其构造成在室温下在水溶液中至少部分地解离。在一些实施方案中，所述一种或多种锶盐构造成在溶解后在传热流体浓缩物中产生基于传热流体浓缩物的总重量计至多达约50mg/l的锶离子。
根据本发明使用的锶化合物包括但不限于无机锶化合物和含有一个或多个羧酸基团的有机酸的锶盐。代表性无机锶化合物包括但不限于氢氧化锶、氧化锶、氯化锶、高氯酸锶、硝酸锶、碘化锶、硫酸锶、硼酸锶、磷酸锶、磷酸二氢锶、钼酸锶、钨酸锶、钛酸锶和/或类似物、任何上述锶盐的水合物及其组合。锶化合物也可以是在锶离子和含有一个或多个羧酸基团、或一个或多个膦酸基团、或一个或多个次膦酸基团或这些官能团的组合的有机酸之间形成的锶盐。代表性有机酸锶盐包括但不限于甲酸锶、乙酸锶、丙酸锶、丁酸锶、聚丙烯酸锶、乳酸锶、聚马来酸锶、葡糖酸锶、乙醇酸锶、葡糖庚酸锶、柠檬酸锶、酒石酸锶、葡萄糖酸锶、琥珀酸锶、羟基琥珀酸锶、己二酸锶、草酸锶、丙二酸锶、氨基磺酸锶、癸二酸锶、苯甲酸锶、邻苯二甲酸锶、水杨酸锶、锶-pbtc(其中pbtc为2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸)盐、锶-hedp(其中hedp是1-羟基乙烷-1，1-二膦酸)盐、锶-hpa(其中hpa是羟基膦酰基乙酸或2-羟基膦酰基乙酸)盐、膦酰基琥珀酸锶盐、锶-pso(其中pso是单、双和低聚膦基琥珀酸加合物混合物)盐或这些盐的水合物或者上述锶化合物的组合。
锶离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种锶化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中锶离子(sr2+)的浓度在约0mg/l和约50mg/l之间(即，至多达约50mg/l)。在其他实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中sr2+的浓度在约0.1mg/l和约40mg/l之间、在约0.5mg/l和约30mg/l之间、在约1mg/l和约25mg/l、在2mg/l和约20mg/l之间、或在约4mg/l和约16mg/l之间。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含一种或多种无机磷酸盐。根据本发明使用的无机磷酸盐构造成在水溶液中溶解后产生磷酸根离子。根据本发明使用的代表性无机磷酸盐包括但不限于正磷酸盐，诸如磷酸、碱金属正磷酸盐(例如，正磷酸钠、正磷酸钾等)，其他水溶性碱金属磷酸盐和/或类似物及其组合。在一些实施方案中，根据本发明使用的无机磷酸盐选自磷酸、正磷酸钠、正磷酸钾、焦磷酸钠、焦磷酸钾、多磷酸钠、多磷酸钾、六偏磷酸钠、六偏磷酸钾和/或类似物及其组合。在一些实施方案中，无机磷酸盐包括磷酸和/或一种或多种附加正磷酸盐，其包括但不限于碱金属正磷酸盐和/或其他水溶性碱金属磷酸盐。
无机磷酸盐的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，基于传热流体的总重量，根据本发明的传热流体浓缩物中的磷酸根离子浓度为约0.00重量％至约5重量％(即，至多达约5重量％)。在其他实施方案中，基于传热流体的总重量，磷酸根离子浓度为约0.01重量％至约1重量％。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，无机磷酸盐可以以约0.10重量％至约0.60重量％的量存在于传热流体浓缩物中。在该范围内，该量可以大于或等于约0.11重量％，并且在一些实施方案中，大于或等于约0.12重量％。同样在该范围内，该量可以小于或等于约0.45重量％，并且在一些实施方案中，小于或等于约0.40重量％。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含锂离子。在一些实施方案中，锂离子来源于一种或多种锂化合物或盐(例如，一种或多种水溶性锂盐)。在一些实施方案中，锂离子来源于一种或多种水溶性锂盐，其构造成在室温下在水溶液中至少部分地解离。在一些实施方案中，所述一种或多种锂盐构造成在溶解后在传热流体浓缩物中产生基于传热流体浓缩物的总重量计约0ppm至约6000ppm(即，至多达约6000ppm)的浓度的锂离子。
根据本发明使用的锂化合物包括但不限于无机锂化合物和含有一个或多个羧酸基团的有机酸的锂盐。代表性无机锂化合物包括但不限于氢氧化锂、氧化锂、磷酸锂、硼酸锂、高氯酸锂、硫酸锂、钼酸锂、钒酸锂、钨酸锂、碳酸锂和/或类似物、任何上述锂盐的水合物及其组合。代表性有机酸锂盐包括但不限于乙酸锂、苯甲酸锂、聚丙烯酸锂、聚马来酸锂、乳酸锂、柠檬酸锂、酒石酸锂、葡萄糖酸锂、葡糖庚酸锂、乙醇酸锂、葡萄糖酸锂、琥珀酸锂、羟基琥珀酸锂、己二酸锂、草酸锂、丙二酸锂、氨基磺酸锂、甲酸锂、丙酸锂和/或类似物及其组合。
在一些实施方案中，锂化合物可以是在锂离子和膦酸盐或次膦酸盐之间形成的锂盐，诸如锂-pbtc盐(其中pbtc是2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸)、锂-hedp盐(其中hedp是1-羟基乙烷-1，1-二膦酸)、锂-hpa盐(其中hpa是羟基膦酰基乙酸或2-羟基膦酰基乙酸)、膦酰基琥珀酸锂盐、锂-pso盐(其中pso是如美国专利号6,572,789b1中所述的单-、双-和低聚膦基琥珀酸加合物混合物)和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。
锂离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种锂化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，根据本发明的传热流体浓缩物中锂离子(li+)的浓度在约0ppm和约6000ppm之间(例如，在约0ppm和约5000ppm之间)。同样在该范围内，锂离子浓度可以小于约4000ppm，并且在一些实施方案中，小于或等于约3000ppm。同样在该范围内，锂离子浓度可以大于或等于约50ppm，并且在一些实施方案中，大于或等于约100ppm，并且在其他实施方案中，大于或等于约200ppm。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含锌离子。在一些实施方案中，锌离子来源于一种或多种锌化合物或盐(例如，一种或多种水溶性锌盐)。在一些实施方案中，锌离子来源于一种或多种水溶性锌盐，其构造成在室温下在水溶液中至少部分地解离。在一些实施方案中，所述一种或多种锌盐构造成在溶解后在传热流体浓缩物中产生基于传热流体浓缩物的总重量约0ppm至约50ppm(即，至多达约50ppm)的浓度的锌离子。根据本发明使用的锌化合物包括但不限于无机锌化合物和含有一个或多个羧酸基团的有机酸锌盐。代表性无机锌化合物包括但不限于氢氧化锌、氧化锌、硝酸锌、硫酸锌、氯化锌、高氯酸锌、氯酸锌、溴化锌、溴酸锌、碘化锌和/或类似物、任何上述锌盐的水合物及其组合。适合使用的锌化合物也可以是在锌离子和含有一个或多个羧酸基团、一个或多个膦酸基团、一个或多个次膦酸基团或这些官能团的组合的有机酸之间形成的锌盐。代表性有机酸有机锌盐包括但不限于甲酸锌、乙酸锌、丙酸锌、丁酸锌、乳酸锌、乙醇酸锌、葡糖酸锌、葡糖庚酸锌、丙二酸锌、琥珀酸锌、葡萄糖酸锌、羟基琥珀酸锌、柠檬酸锌、苯甲酸锌、邻苯二甲酸锌、己二酸锌、水杨酸锌、聚丙烯酸锌、聚马来酸锌、锌-pbtc(其中pbtc为2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸)盐、锌-hedp(其中hedp为1-羟基乙烷-1，1-二膦酸或1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸)盐、锌-hpa(其中hpa是羟基膦酰基乙酸或2-羟基膦酰基乙酸)盐、膦酰基琥珀酸锌盐、膦基琥珀酸锌盐、锌-pso盐(其中pso是单、双和低聚膦基琥珀酸加合物混合物)和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。
锌离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种锌化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中锌离子(zn2+)的浓度在约0mg/l和约50mg/l之间(即，至多达约50mg/l)。在其他实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物中zn2+的浓度在约0.1mg/l和约40mg/l之间、在约0.5mg/l和约30mg/l之间、在约1mg/l和约25mg/l、在约2mg/l和约20mg/l之间、或在约4mg/l和约16mg/l之间。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含一种或多种硝酸盐。在一些实施方案中，硝酸根离子来源于一种或多种硝酸盐(例如，一种或多种水溶性硝酸盐)。根据本发明使用的代表性硝酸盐包括但不限于碱金属硝酸盐和碱土金属硝酸盐，诸如硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂、硝酸钙、硝酸镁、硝酸锶和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。根据本发明使用的代表性硝酸盐还包括但不限于稀土金属硝酸盐，诸如硝酸铈(iv)、硝酸铈(iii)，和其他稀土金属(例如sc、y、la、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、lu和yb)硝酸盐和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。
硝酸根离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种硝酸盐化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，硝酸盐化合物以0重量％至约4重量％(即，至多达约4重量％)，在一些实施方案中，约0重量％至约1重量％(即，至多达约1重量％)，在一些实施方案中，约0重量％至约0.5重量％(即，至多达约0.5重量％)的量存在。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含一种或多种亚硝酸盐。在一些实施方案中，亚硝酸根离子来源于一种或多种亚硝酸盐(例如，一种或多种水溶性亚硝酸盐)。根据本发明使用的代表性亚硝酸盐包括但不限于碱金属亚硝酸盐和碱土金属亚硝酸盐，诸如亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸锂、亚硝酸钙、亚硝酸镁、亚硝酸锶和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。根据本发明使用的代表性亚硝酸盐还包括但不限于稀土金属亚硝酸盐，诸如硝酸镧(iii)和其他稀土金属(例如，sc、y、ce、nd、sm、eu、gd、dy、er和yb等)亚硝酸盐和/或类似物、上述盐的水合物或其组合。
亚硝酸根离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种亚硝酸盐化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，亚硝酸盐化合物以约0重量％至约4重量％(即，至多达约4重量％)，在一些实施方案中，约0重量％至1重量％(即，至多达约1重量％)，在一些实施方案中，约0重量％至0.5重量％(即，至多达约0.5重量％)的量存在。
为了在一些重型柴油发动机中保护湿式铁合金气缸套免受空蚀，可以在指定用于重型发动机的冷却剂中单独使用或与钼酸根离子组合使用亚硝酸盐。由于一些原始设备制造商(即发动机或卡车制造商)或冷却剂标准规范要求或建议(例如，astmd6210，中国机动车辆发动机冷却剂标准gb29743-2013和卡车维护委员会推荐实践rp329)要求，含亚硝酸盐的冷却剂变得普遍用于重型发动机。基于使用亚硝酸盐保护铁合金气缸套免受空蚀的传统建议，重型防冻剂/冷却剂可以含有以下浓度范围的亚硝酸根离子。重型防冻剂/冷却剂浓缩物产品可以含有(1)至少2400ppm以no2-计的亚硝酸盐或(2)组合最小浓度为1560ppm以no2-计的亚硝酸盐加以moo42-计的钼酸盐(其中亚硝酸盐和钼酸盐中的每一种以至少600ppm的量存在)。预稀释的即用型重型冷却剂/防冻剂产品可以含有(1)至少1200ppm的以no2-计亚硝酸盐或(2)最小组合浓度为780ppm以no2-计的亚硝酸盐加以moo42-计的钼酸盐(其中亚硝酸盐和钼酸盐中的每一种以至少300ppm的量存在)。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含钼酸根离子。在一些实施方案中，钼酸根离子来源于一种或多种钼酸盐(例如，水溶性钼酸盐)。代表性钼酸盐包括但不限于碱金属钼酸盐、碱土金属钼酸盐、三氧化钼、碱金属杂多钼酸盐及其组合。适合用作根据本发明的传热流体浓缩物中的任选的添加剂的代表性钼酸盐包括但不限于钼酸钠、钼酸钾、钼酸钙、钼酸镁、钼酸锂、硅杂多钼酸钠、磷杂多钼酸钠和/或类似物及其组合。此外，还可以使用碱金属钼酸盐、碱土金属钼酸盐和/或碱金属杂多钼酸盐的水合物(例如，钼酸钠二水合物)。在一些实施方案中，如果钼酸根离子任选存在于根据本发明的传热流体浓缩物中，则钼酸根离子并非来源于钼酸锂、钼酸钙、钼酸锶、钼酸镁和/或钼酸锌。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物不包含钼酸锂、钼酸钙、钼酸锶、钼酸镁和/或钼酸锌。在一些实施方案中，用于传热流体浓缩物的钼酸盐化合物是钼酸钠和/或钼酸钠二水合物。
钼酸根离子的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的一种或多种钼酸盐化合物可溶于传热流体浓缩物中。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，钼酸盐化合物以约0重量％至约10重量％(即，至多达约10重量％)，在一些实施方案中，约0重量％至5重量％(即，至多达约5重量％)，在一些实施方案中，约0重量％至1重量％(即，至多达约1重量％)的量存在，并且在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，钼酸盐化合物以约0.01重量％至约0.6重量％的量存在。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含一种或多种唑类化合物。可以根据本发明使用的代表性唑类化合物包括但不限于苯并三唑、甲苯基三唑、甲基苯并三唑(例如，4-甲基苯并三唑、5-甲基苯并三唑)、丁基苯并三唑、其他烷基苯并三唑(例如，含有2至20个碳原子的烷基)、巯基苯并噻唑、噻唑、咪唑、苯并咪唑、吲唑、四唑、四氢甲苯基三唑、四氢化苯并三唑(例如，4，5，6，7-四氢-苯并三唑)、4-甲基-1h-苯并三唑、5-甲基-1h-苯并三唑、四氢苯并三唑和/或类似物及其组合。在一些实施方案中，用于根据本发明的传热流体浓缩物的唑类化合物包括苯并三唑、甲苯基三唑或其组合。
根据本发明使用的唑类化合物可以是取代的或未取代的。代表性取代的唑类化合物包括但不限于取代的噻唑、取代的咪唑、取代的吲唑、取代的四唑和/或类似物及其组合。
唑类化合物的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，唑类化合物的量为约0.01重量％至约5重量％。在该范围内，唑类化合物可以以大于或等于约0.05重量％，并且在一些实施方案中，大于或等于约0.1重量％的量存在。同样在该范围内，唑类化合物可以以小于或等于约2重量％，并且在一些实施方案中，小于或等于约1重量％的量存在。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含用于铜和铜合金的腐蚀抑制剂。代表性铜和铜合金腐蚀抑制剂包括但不限于含有5-或6-元杂环作为活性官能团的化合物，其中所述杂环含有至少一个氮原子(例如，上述类型的唑类化合物)。在一些实施方案中，铜和铜合金腐蚀抑制剂包括取代或未取代的化合物和/或其盐(例如，钠盐或钾盐)，所述化合物选自苯并三唑、氢苯并三唑(例如，四氢苯并三唑)、甲苯基三唑、氢甲苯基三唑(例如，4-甲基-1h-苯并三唑、5-甲基-1h-苯并三唑和美国专利号8,236,205b1中描述的其他四氢苯并三唑)、甲基苯并三唑(例如，4-甲基苯并三唑、5-甲基苯并三唑)、烷基苯并三唑(例如，具有c2-c20烷基的苯并三唑，包括但不限于丁基苯并三唑)、巯基苯并噻唑、噻唑、咪唑、苯并咪唑、吲唑、四唑和/或类似物及其组合。在一些实施方案中，一种或多种上述铜和铜合金腐蚀抑制剂可以任选地被取代。在一些实施方案中，所述铜和铜合金腐蚀抑制剂可以以约0.01重量％至约5重量％的量存在于组合物中。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，铜和铜合金腐蚀抑制剂的量为约0.01重量％至约4重量％。在该范围内，铜和铜合金腐蚀抑制剂可以以大于或等于约0.05重量％，并且在一些实施方案中，大于或等于约0.1重量％的量存在。同样在该范围内，铜和铜合金腐蚀抑制剂可以小于或等于约2重量％，并且在一些实施方案中，小于或等于约1重量％的量存在。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含硅酸盐。适用于本发明的硅酸盐包括无机硅酸盐和有机硅酸酯。有用的无机硅酸盐由通式(2)表示：
(mo)msio(4-n/2)(oh)1(2)；
其中m是一价阳离子，其形成选自钠、钾、锂、铷和四有机铵阳离子的二醇或水溶性硅酸盐；“m”为1至4(含端值)的值；“l”为0至3(含端值)的值；并且“n”具有1至4(含端值)的值并且等于“m”和“l”的总和。
存在于传热流体浓缩物中的硅酸盐的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，硅酸盐可以以按si计约0ppm至约8,000ppm(即，至多达约8,000ppm)的量存在于传热流体浓缩物中，在一些实施方案中，按si计约0ppm至约2,000ppm(即，至多达约2,000ppm)的量，在一些实施方案中，按si计约0ppm至约1,000ppm(即，至多达约1,000ppm)，并且在一些实施方案中，按si计小于约700ppm的量存在于传热流体浓缩物中。
有用的有机硅酸酯包括由通式(3)表示的硅酸酯
si(or)4(3)；
其中r选自c1-c36烷基、芳基、烷氧基烷基、烷氧基芳基、羟基烷氧基及其混合物。在一些实施方案中，可以使用具有含有1至20个碳原子的烷基的原硅酸四烷基酯(例如，原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯及其类似物)。基于传热流体的总重量，硅酸酯以约0重量％至约5重量％(即，至多达约5％重量)，例如约0.01重量％至约5重量％的量存在于传热流体浓缩物制剂中。
根据本发明，还可以包含胶体二氧化硅用作腐蚀抑制剂。胶体二氧化硅具有约1nm至约200nm的标称粒度。在一些实施方案中，胶体二氧化硅粒度为约1nm至约100nm。在其他实施方案中，胶体二氧化硅粒径在约1nm和约40nm之间。根据本发明使用的合适的胶体二氧化硅包括但不限于得自dupont或gracedavidson的ludox胶体二氧化硅、得自akzonobel-ekachemicals的nyacol和/或bindzil胶体二氧化硅、得自nissanchemical的snowtex胶体二氧化硅以及得自nalco和其他供应商的胶体二氧化硅。虽然既不希望受任何特定理论的束缚，也不打算以任何方式限制所附权利要求或其等同物的范围，但是目前认为通过在传热流体中使用胶体二氧化硅，纳米粒子可以增加传热流体的传热效率和/或热容量。在一些实施方案中，胶体二氧化硅以传热流体浓缩物的约0ppm至约20,000ppm(即，至多达约20,000ppm)，并且在一些实施方案中，约0ppm至约2,000ppm(即，至多达约2,000ppm)的量存在于制剂中。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以包含硅酸盐稳定剂。根据本发明使用的代表性硅酸盐稳定剂包括但不限于稳定硅酸盐的有机硅烷化合物。如本文所用，术语“有机硅烷”是指含有至少一个碳-硅键(si-c)结构的硅烷(即，单体硅化学品)。根据本发明使用的稳定硅酸盐的有机硅烷化合物包括但不限于3-(三羟基甲硅烷基)-丙基甲基膦酸钠(cas号84962-98-1或q1-6083聚硅氧烷，得自midland，mi的dow-corningcorp.)；聚环氧烷氧基硅烷[例如，具有式：ch3o(ch2ch2o)mc3h6si(och3)3的甲氧基聚乙烯氧基丙基三甲氧基硅烷，其中m具有7.2的平均值，或具有式ch3o(ch2ch2o)7c3h6si(oc3h7)3]的甲氧基聚乙烯氧基丙基三丙氧基硅烷；
硅酸盐稳定剂的浓度可以根据应用而变化。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，硅酸盐稳定剂的量为约0重量％至约5重量％(即，至多达约5重量％)。在一些实施方案中，存在于传热流体浓缩物中的硅酸盐稳定剂的量与存在于传热流体浓缩物中的硅酸盐的量成比例，其中硅酸盐：硅酸盐稳定剂的重量比为约20∶1至1∶10。在一些实施方案中，硅酸盐：硅酸盐稳定剂的重量比为约10∶1至约1∶2。
在一些实施方案中，传热流体中的硅酸盐组分可以是硅酸盐和有机硅烷的共聚物。实例包括但不限于在含硅酸盐的防冻剂/冷却剂组合物中使用的膦酸酯-硅酸盐、磺酸酯-硅酸盐、羧酸酯-硅酸盐和硅氧烷-硅酸盐共聚物。这些共聚物可以预先形成，或者可以通过在环境温度下在水溶液中将水溶性硅酸盐和水溶性膦酸酯硅烷、磺酸酯硅烷或羧酸酯硅烷组合而原位形成。尽管既不希望受任何特定理论的束缚，也不打算以任何方式限制所附权利要求或其等同物的范围，但是目前认为这些共聚物可以提供比使用简单的碱金属硅酸盐更改进的金属腐蚀抑制，因为在二醇-水基防冻剂/冷却剂溶液中有机硅烷-硅酸盐共聚物基本上抑制水溶性硅酸盐在约7至约11的ph下的胶凝倾向。可以根据本发明使用的代表性硅酸盐-有机硅烷共聚物包括但不限于美国专利号3,198,820；3,337,496；3,341,496；3,312,622；3,248,329；3,203,969；4,093,641；4,287,077；4,333,843；4,352,742；4,354,002；4,362,644；4,434,065；4,370,255；4,629,602；4,701,277；4,772,408；和4,965,344；欧洲专利号0,061,694b1；和美国专利申请公开号2006/0017044a1中描述的那些。
根据本发明的传热流体浓缩物可以包含一种或多种水溶性(聚电解质)聚合物。适用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的说明性实例包括水溶性聚合物，诸如衍生自可聚合单体的聚电解质分散剂。可聚合单体含有至少一个选自不饱和羧酸或盐、不饱和酰胺、不饱和酸酐、不饱和腈、不饱和羰基卤、不饱和羧酸酯、不饱和醚、不饱和醇、不饱和磺酸或盐、不饱和膦酸或盐、不饱和次膦酸或盐和/或类似物及其组合的基团。
在一些实施方案中，适用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物包括均聚物、共聚物、三元共聚物，和互聚物，其具有(1)至少一种含有c3-c16单烯属不饱和单或二羧酸或其碱金属或铵盐的单体单元；或(2)至少一种含有c3-c16单烯属不饱和单或二羧酸衍生物如酰胺、腈、羧酸酯、酰卤(例如，酰氯)、酸酐和/或类似物及其组合的单体单元。在一些实施方案中，适合根据本发明使用的水溶性聚合物可以包含至少5％的(1)或(2)的单体单元，并且在一些实施方案中，包含至少10％的(1)或(2)的单体单元。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性单羧酸包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、乙烯基乙酸、烯丙基乙酸和巴豆酸。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性单羧酸酯包括但不限于丙烯酸丁酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯和乙酸乙烯酯。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性二羧酸包括但不限于马来酸、衣康酸、富马酸、柠康酸、中康酸和亚甲基丙二酸。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性酰胺包括但不限于丙烯酰胺(或2-丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、丙基丙烯酰胺、n-叔丁基丙烯酰胺、叔丁基甲基丙烯酰胺、叔辛基丙烯酰胺、n，n-二甲基丙烯酰胺(或n，n-二甲基-2-丙烯酰胺)、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、环己基丙烯酰胺、苄基甲基丙烯酰胺、乙烯基乙酰胺、磺甲基丙烯酰胺、磺乙基丙烯酰胺、2-羟基-3-磺丙基丙烯酰胺、磺基苯基丙烯酰胺、n-乙烯基甲酰胺、n-乙烯基乙酰胺、2-羟基-3-磺丙基丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮(环酰胺)、2-乙烯基吡啶(pyridene)、4-乙烯基吡啶(pyridenem)和羧甲基丙烯酰胺。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性酸酐包括但不限于马来酸酐(或2，5-呋喃二酮)和琥珀酸酐。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性腈包括但不限于丙烯腈和甲基丙烯腈。
适用于制备可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物的代表性酰卤包括但不限于丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵和甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵。
在一些实施方案中，用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物含有至少一种选自以下各物的单体单元：烯丙基羟基丙基磺酸酯、amps或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸、甲基烯丙基磺酸、烯丙氧基苯磺酸、1，2-二羟基-3-丁烯、烯丙醇、烯丙基膦酸、乙二醇二丙烯酸酯、天冬氨酸、异羟肟酸、2-乙基-噁唑啉、己二酸、二乙烯三胺、环氧乙烷、环氧丙烷、氨、乙二胺、二甲胺、邻苯二甲酸二烯丙酯、3-烯丙氧基-2-羟基丙烷磺酸、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠、烷氧基化烯丙醇磺酸酯和/或类似物及其组合。
在一些实施方案中，适用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物含有至少5摩尔％的单体单元(例如，作为聚合单元)，所述单体单元由选自以下各物的一种或多种单体的聚合产生：(a)丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙烯基乙酸、4-甲基-4-戊烯酸(penenoicacid)、马来酸、马来酸酐、1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、3，6-环氧-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、5-降冰片烯-2，3-二甲酸酐、双环[2，2，2]-5-辛烯-2，3-二甲酸酐、3-甲基-1，2，6-四氢邻苯二甲酸酐、2-甲基-1，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、衣康酸、中康酸、亚甲基丙二酸、富马酸、柠康酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、3-烯丙氧基-2-羟基丙烷磺酸、烯丙基膦酸、烯丙氧基苯磺酸、2-羟基-3-(2-丙烯氧基)丙烷磺酸、烯丙基磺酸、其他丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸、甲基烯丙基磺酸、异丙烯基磺酸、乙烯基膦酸、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸、天冬氨酸、异羟肟酸、己二酸以及任何上述的碱金属或铵盐；(b)丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸叔丁酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸磷酰基乙酯和乙酸乙烯酯；(c)丙烯酰胺(或2-丙烯酰胺)、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、丙基丙烯酰胺、n-叔丁基丙烯酰胺、叔丁基甲基丙烯酰胺、叔辛基丙烯酰胺、n-甲基丙烯酰胺、n，n-二甲基丙烯酰胺(或n，n-二甲基-2-丙烯酰胺)、二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺、环己基丙烯酰胺、苄基甲基丙烯酰胺、乙烯基乙酰胺、磺基甲基丙烯酰胺、磺基乙基丙烯酰胺、2-羟基-3-磺丙基丙烯酰胺、磺基苯基丙烯酰胺、n-乙烯基甲酰胺、n-乙烯基乙酰胺、2-羟基-3-磺丙基丙烯酰胺、n-乙烯基吡咯烷酮(环酰胺)、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶和羧甲基丙烯酰胺；(d)马来酸酐(或2，5-呋喃二酮)和琥珀酸酐、丙烯腈和甲基丙烯腈；(e)丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵和甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵；(f)1，2-二羟基-3-丁烯、烯丙醇、乙二醇二丙烯酸酯、2-乙基-噁唑啉、二乙烯三胺、环氧乙烷、环氧丙烷、氨、苯乙烯、乙二胺、二甲胺、邻苯二甲酸二烯丙酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、苯乙烯磺酸钠和烷氧基化烯丙醇磺酸酯；和(g)其组合。
在一些实施方案中，用于制备根据本发明的水溶性聚合物的代表性烷氧基化烯丙醇磺酸酯单体具有通式(4)中所示的结构：
其中r1是具有1至约10个碳原子的羟基取代的烷基或亚烷基，或r1是具有1至约10个碳原子的未取代的烷基或亚烷基，或r1是-(ch2-ch2-o)n-、-[ch2-ch(ch3)-o]n-或其组合；其中“n”是约1至约50的整数；其中r2是h或低级烷基(c1-c3)；其中x在存在时是选自-so3、-po3、-po4和-coo的阴离子基团；其中y在存在时是h或一个或多个任何水溶性阳离子，它们一起抵消阴离子基团的价态；并且其中a为0或1。在一些实施方案中，a＝1。
在一些实施方案中，适用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性水溶性聚电解质聚合物可以具有约200道尔顿至约200,000道尔顿的分子量(mw)。在其他实施方案中，合适的水溶性聚电解质聚合物分散剂具有约500道尔顿至约20,000道尔顿的分子量(mw)。
适用于根据本发明的传热流体浓缩物的说明性水溶性聚电解质聚合物包括但不限于聚羧酸酯。代表性聚羧酸酯包括但不限于(1)聚丙烯酸或聚丙烯酸酯、丙烯酸酯基聚合物、共聚物、三元共聚物和四元共聚物，诸如丙烯酸酯/丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯/amps(丙烯酰胺基亚甲基磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)或丙烯酰胺基链烷磺酸共聚物、丙烯酸酯/磺酸酯共聚物、丙烯酸酯/丙烯酸羟烷基酯共聚物、丙烯酸酯/丙烯酸烷基酯共聚物、丙烯酸酯/amps/烷基丙烯酰胺三元共聚物、丙烯酸酯/丙烯酰胺基链烷磺酸/苯乙烯磺酸(或水溶性盐)三元共聚物、丙烯酸酯/丙烯酰胺/磺烷基丙烯酰胺三元共聚物、丙烯酸/烯丙氧基-2-羟丙基磺酸(ahpse)/聚乙二醇烯丙基醚三元共聚物、丙烯酸酯/甲基丙烯酸甲酯/2-丙烷-1-磺酸，2-甲基-，钠盐/苯磺酸，4-[(2-甲基-2-丙烯基)氧基]-，钠盐四元共聚物；(2)聚甲基丙烯酸或聚甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯基聚合物、共聚物、三元共聚物和四元共聚物，其中(1)中列出的相应丙烯酸酯基聚合物的一种单体被甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸代替；(3)聚马来酸或马来酸酐聚合物、马来酸基聚合物、它们的共聚物、三元共聚物和四元共聚物，其中(1)中列出的相应丙烯酸酯基聚合物的一种单体被马来酸或马来酸酐代替；(4)聚丙烯酰胺、改性的丙烯酰胺基聚合物和丙烯酰胺基共聚物、三元共聚物和四元共聚物，其中(1)中列出的相应丙烯酸酯基聚合物的一种单体被丙烯酰胺代替；(5)磺酸基共聚物、三元共聚物和四元共聚物或它们的水溶性盐；膦酸基共聚物、三元共聚物和四元共聚物或它们的水溶性盐；次膦酸基共聚物、三元共聚物和四元共聚物或它们的水溶性盐；(6)乙烯基吡咯烷酮基均聚物和共聚物；(7)基于环氧烷的共聚物和三元共聚物；和包含一种或多种上述物质的组合。
用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物也可以是如美国专利号5,338,477中所述的聚醚多氨基亚甲基膦酸酯或膦基聚丙烯酸。
适合用作根据本发明的传热流体浓缩物中的水溶性聚电解质聚合物的市售聚合物的代表性实例包括但不限于(a)表1中所示的
由noveon(或lubrizol)供应的可以用作传热流体浓缩物中的水溶性聚电解质聚合物的聚合物包括下表1中所示的那些。
表1.由noveon(或lubrizol)供应的聚合物：
paa＝聚丙烯酸酯，napaa＝聚丙烯酸钠，napmaa＝聚甲基丙烯酸钠，aa＝丙烯酸，sa＝磺酸或amps，ss＝苯乙烯磺酸钠
‘活性固体’＝‘总固体’-来自用naoh聚合后中和的‘反离子’(钠)
*1％溶液的ph
**包括水分含量
n.p.未公开
可以用作传热流体浓缩物中的水溶性聚电解质聚合物的由akzonobel供应的聚合物包括下表2中所示的那些。
表2.akzonobelaquatreat工业水处理产品的典型性质。
ar-335是聚丙烯酰胺；ar-545和ar-546是aa/amps共聚物；aquatreatar-540是丙烯酸(aa)/2-丙烯酸，2-甲基，甲酯/苯磺酸，4-[(2-甲基-2-丙烯基)氧基]-，钠盐/2-丙烯-1-磺酸，2-甲基，钠盐三元共聚物。versatl-4＝磺化苯乙烯/马来酸酐共聚物。versatl-3是干燥形式的versatl-4。ar-978是丙烯酸/马来酸共聚物。ar-980是丙烯酸/马来酸/非离子单体三元共聚物。
可以用作传热流体浓缩物中的水溶性聚电解质聚合物的由dow(rohm&haas)供应的聚合物包括下表3中所示的那些。
表3.可自dow(rohm&haas)购得的聚合物。
注：acumer2000和2100是羧酸/磺酸共聚物(即aa/amps共聚物)；acumer3100和acumer5000是丙烯酸/叔丁基丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸三元共聚物。optidose1000、optidose2000和optidose3100分别是acumer1000、acumer2000和acumer3100的注册版。
在一些实施方案中，适用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物选自以下市售聚合物：(1)可自basf以sokalan和tamol品牌购得的聚合物，包括但不限于sokalancp9(马来酸基聚合物)、sokalancp10、cp42、10s、12s(均为丙烯酸酯基聚合物)、13s、sokalanhp22g、hp25、hp59和hp165(聚乙烯吡咯烷酮)、solakanpa15、pa20、pa25cl、pa30cl、pa40、sokalanpm10i、pm70、tamolvs和其他类似产品；(2)可自cytec以cyanamer品牌购得的聚合物，包括但不限于p-35、p-70、p-80、a-100l和a-15(均为丙烯酸酯或丙烯酰胺基聚合物或共聚物)等；(3)可自biolabadditives以bleclene和belsperse品牌购得的聚合物，包括但不限于beclene200(马来酸均聚物)、283(马来酸三元共聚物)、400(磺化膦基多羧酸)和499(磺化膦酰多羧酸)；和belsperse161(膦基多羧酸)和164(膦基多羧酸)和类似物；和(4)水溶性聚合物产品，其可自以下供应商购得：nalco(例如，丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物、聚醚多氨基膦酸酯，如美国专利号5,338,477中描述，和丙烯酸/丙烯酰胺/丙烯酰胺基甲磺酸三元共聚物)、gebetz(例如，丙烯酸/聚乙二醇烯丙基醚共聚物、丙烯酸/烯丙氧基-2-羟丙基磺酸(或ahpse)/聚乙二醇烯丙基醚三元共聚物和丙烯酸/ahpse共聚物)、chemtreat[例如，烯丙氧基苯磺酸(约3.5摩尔％)/甲基烯丙基磺酸(约2.5摩尔％)/甲基丙烯酸甲酯(13摩尔％至18摩尔％)/丙烯酸(76摩尔％至81摩尔％)四元共聚物]、ciba、snffloerger、rhone-poulenc、stockhausen、hercules、henkel、a1liedcolloids、hoechstcelanese、ashlandchemicalcompany、kuritawaterindustriesltd、nipponshokubaico.和其他供应商。
可以用于根据本发明的传热流体浓缩物中的附加水溶性聚合物包括但不限于以下美国专利中描述的那些：3,085,916；3,578,589；3,709,815；3,806,367；4,499,002；4,510,059；4,532,048；4,563,284；4,566,973；4,566,974；4,640,793；4,707,271；4,762,621；4,784,774；4,885,097；4,952,326；4,952,327；5,023,001；5,658,465；6,361,768b1；4,556,493；4,581,145；4,457,847；4,703,092；4,801,388；4,919,821；4,929,425；5,035,806；5,049,310；5,080,801；5,128,419；5,167,828；5,171,459；5,213,691；5,216,086；5,260,386；5,422,408；5,403,493；5,534,611；5,726,267；5,736,405；5,776,875；5,750,070；5,788,866；5,858,244；5,876,623；6,005,040；6,017,994；6,022,401；6,153,106；6,225,430b1；6,232,419b1；6,312,644b1；6,344,531b1；6,380,431b1；6,426,383b1；6,440,327b1；6,461,518b1；6,645,428b1；7,115,254b1；4,443,340；4,659,480；4,659,482；4,913,822；4,929,362；4,929,695；4,931,206；4,944,885；5,030,748；5,078,891；5,100,558；5,102,555；5,108,619；5,128,427；5,139,643；5,147,555；5,158,622；5,158,685；5,169,537；5,180,498；5,194,620；5,211,845；5,234,604；5,248,438；5,242,599；5,256,302；5,264,155；5,271,847；5,271,862；5,282,905；5,320,757；5,332,505；5,342,540；5,350,536；5,374,336；5,378,327；5,378,372；5,393,456；5,445,758；5,512,183；5,518,630；5,527,468；5,575,920；5,601,754；6,228,950b1；6,444,747b1；6,641,754b2；4,517,098；4,530,766；4,711,725；5,055,540；5,071,895；5,185,412；5,223,592；5,277,823；5,342,787；5,395,905；5,401,807；5,420,211；5,451,644；5,457,176；5,516,432；5,531,934；5,552,514；5,554,721；5,556,938；5,597,509；5,601,723；5,658,464；5,755,972；5,866,664；5,929,098；6,114,294；6,197,522b1；6,207,780b1；6,218,491b1；6,251,680b1；6,335,404b1；6,395,185；5,023,368；5,547,612；5,650,473；5,654,198；5,698,512；5,789,511；5,866,012；5,886,076；5,925,610；6,040,406；6,995,120b2；7,087,189b2；5,346,626；5,624,995；5,635,575；5,716,529；5,948,268；6,001,264；6,162,391；6,368,552b1；6,656,365b2；6,645,384b1；5,000,856；5,078,879；5,087,376；5,124,046；5,153,390；5,262,061；5,322,636；5,338,477；5,378,368；5,391,303；5,407,583；5,454,954；5,534,157；5,707,529；6,691,715b2；6,869,998b2；4,372,870；5,124,047；4,797,224；4,485,223；5,254,286；4,460,477；5,015,390；4,933,090；4,868,263；4,895,664；4,895,916；5,000,856；4,900,451；4,584,105；4,872,995；4,711,726；4,851,490；4,849,129；4,589,985；4,847,410；4,657,679；4,801,387；4,889,637；4,604,211；4,710,303；4,589,985；4,324,664；3,752,760；4,740,314；4,647,381；4,836,933；4,814,406；4,326,980；4,008,164；5,246,332；和5,187,238。可以用于根据本发明的传热流体浓缩物中的附加水溶性聚合物包括但不限于以下欧洲专利中描述的那些：ep0,297,049b1；ep0360746b1；和ep0,879,794b1。可以用于根据本发明的传热流体浓缩物中的附加水溶性聚合物包括但不限于以下美国专利申请公开中描述的那些：2006/0191852a1；2005/0202995a1；2002/0195583a1；2004/00225093a1；2005/0009959a1；和2005/0092211a1。
在一些实施方案中，用于根据本发明的传热流体浓缩物的水溶性聚合物包括丙烯酸酯基聚合物。适合根据本发明使用的代表性丙烯酸酯基聚合物包括但不限于丙烯酸酯基均聚物、丙烯酸酯基共聚物、丙烯酸酯基三元共聚物、丙烯酸酯基四元共聚物及其组合。在一些实施方案中，丙烯酸酯基聚合物包含聚丙烯酸酯。
对于其中根据本发明的传热流体浓缩物还包含镁离子并且水溶性聚合物包括丙烯酸酯基聚合物的一些实施方案，活性丙烯酸酯基聚合物稳定剂浓度与镁离子浓度的比率在约1和约25之间，并且在其他实施方案中，任选地大于约5且小于约25。对于其中根据本发明的传热流体浓缩物进一步包含钙离子并且水溶性聚合物包括丙烯酸酯基聚合物的一些实施方案，传热流体浓缩物中活性丙烯酸酯基聚合物浓度与钙离子浓度的比率大于4且小于约110。在一些实施方案中，传热流体浓缩物中活性丙烯酸酯基聚合物浓度与钙离子浓度的比率大于约7且小于约80。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以任选地进一步包含一种或多种膦酰基羧酸盐。膦酰基羧酸盐是具有通式(5)的膦酸化化合物
h[chrchr]n-po3m2(5)
其中每个单元中的至少一个r基团是coom、ch2oh、磺酰基或膦酰基，并且另一个r基团-可以与第一r基团相同或不同-是氢或coom、羟基、膦酰基、磺酰基、硫酸根合、c1-7烷基、c1-7烯基或羧酸酯、膦酰基、磺酰基、硫酸根合和/或羟基取代的c1-7烷基或c1-7烯基；其中n为1或大于1的整数；并且其中每个m是氢或碱金属离子如钠离子、钾离子等。另外，至少一个coom基团将以r基团之一存在。在一些实施方案中，膦酰基羧酸盐是式(6)的马来酸的膦酸化低聚物或膦酸化低聚物的混合物
h[ch(coom)ch(coom)]n-po3m2(6)
其中n为1或大于1的整数，且m为阳离子物质(例如，碱金属阳离子)，使得该化合物是水溶性的。代表性膦酰基羧酸盐包括但不限于膦酰基琥珀酸、1-膦酰基-1，2，3，4-四羧基丁烷和1-膦酰基-1，2，3，4，5，6-六羧基己烷。膦酰基羧酸盐可以是具有式(6)的化合物的混合物，其具有不同的“n”值。“n”的平均值可以是1至2，或者在一些实施方案中，1.3至1.5。膦酰基羧酸盐的合成是已知的，并描述于美国专利号5,606,105中。膦酰基羧酸盐是单独的并且不同于上述羧酸盐。
在根据本发明的传热流体浓缩物中，基于传热流体浓缩物的总重量，膦酰基羧酸盐可以任选地以约10ppm至约500ppm的量存在。在该范围内，膦酰基羧酸盐可以以大于或等于约20ppm，并且在一些实施方案中，大于或等于约40ppm的量存在。同样在该范围内，膦酰基羧酸盐可以以小于或等于约400ppm，并且在一些实施方案中，小于或等于约300ppm的量存在。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物不含任何膦酰基羧酸盐。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以任选地进一步包含一种或多种膦基羧酸盐。膦基羧酸盐是具有通式(7)的化合物
h[chr1chr1]np(o2m)-[chr2chr2]mh(7)
其中每个单元中的至少一个r1基团是coom、ch2oh、磺酰基或膦酰基，且另一个r1基团-其可以与第一r1基团相同或不同-是氢或coom、羟基、膦酰基、磺酰基、硫酸根合、c1-7烷基、c1-7烯基或为羧酸酯、膦酰基、磺酰基、硫酸根合和/或羟基取代的c1-7烷基或c1-7烯基；其中n为等于或大于1的整数；并且其中每个m是氢或碱金属离子如钠离子、钾离子等。类似地，每个单元中的至少一个r2基团是coom、ch2oh、磺酰基或膦酰基，且另一个r2基团-其可以与第一r2基团相同或不同-是氢或coom、羟基、膦酰基、磺酰基、硫酸根合、c1-7烷基、c1-7烯基或为羧酸酯、膦酰基、磺酰基、硫酸根合和/或羟基取代的c1-7烷基或c1-7烯基；且其中m为等于或大于0的整数。另外，至少一个coom基团将以r1和r2基团之一存在。代表性膦基羧酸盐包括但不限于次膦基琥珀酸及其水溶性盐、次膦基双(琥珀酸)及其水溶性盐，和次膦基琥珀酸低聚物及其盐，如美国专利号6,572,789和5,018,577中所述。膦酰基羧酸盐可以是具有式(6)的化合物的混合物，其具有不同的“n”和“m”值。膦基羧酸盐是单独的并且不同于上述羧酸盐。
在根据本发明的传热流体浓缩物中，基于传热流体浓缩物的总重量，膦基羧酸盐可以任选地以约10ppm至约500ppm的量存在。在该范围内，膦基羧酸盐可以以大于或等于约20ppm，并且在一些实施方案中，大于或等于约40ppm的量存在。同样在该范围内，膦基羧酸盐可以以小于或等于约400ppm，并且在一些实施方案中，小于或等于约300ppm的量存在。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物不含任何膦基羧酸盐。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以任选地进一步包含一种或多种附加组分。基于传热流体浓缩物的总重量，任选的附加组分的组合总浓度可以为约0.0重量％至约15重量％(即，至多达约15重量％)。在一些实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，任选的附加组分的组合总浓度在约0.0001重量％和约10重量％之间。在其他实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，任选的附加组分的组合总浓度在约0.001重量％和约5重量％之间。在进一步的实施方案中，基于传热流体浓缩物的总重量，任选的附加组分的组合总浓度在约0.01重量％和约3重量％之间。
可以任选地存在于根据本发明的传热流体浓缩物中的代表性附加组分包括但不限于着色剂、防泡剂或消泡剂、ph调节剂、膦酸盐(例如amp或氨基三亚甲基膦酸；hedp或1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸；hpa或羟基膦酰基乙酸或2-羟基膦酰基乙酸；pbtc或2-丁烷膦酰基-1，2，4-三甲酸；pcam或膦酰基羧酸混合物；和/或bricorr288，其是有机膦酸钠盐h-[ch(coona)ch(coona)]n-po3na2(其中n＜5，且n平均＝1.4)和其他膦酸盐的混合物)、次膦酸盐(例如，pso或次膦酸低聚物，其是单-、双-和低聚膦酰基琥珀酸加合物和其他次膦酸盐的混合物)、杀生物剂、聚合物分散剂、阻垢剂、表面活性剂、苦味剂、附加腐蚀抑制剂、其他冷却剂/防冻添加剂和/或类似物及其组合。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以明确地排除这些任选的附加组分中的一种或多种(例如，基本上“不含”一种或多种上述附加组分)。
可以任选地包含在根据本发明的传热流体浓缩物中的附加腐蚀抑制剂包括但不限于来源于妥尔油脂肪酸的环己烯羧酸盐化合物的盐(例如，碱金属盐、铵盐和/或类似物)以及胺化合物。代表性胺化合物包括但不限于乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、吗啉、苄胺、环己胺、二环己胺、己胺、amp(2-氨基-2-甲基-1-丙醇或异丁醇胺)、deae(二乙基乙醇胺)、deha(二乙基羟胺)、dmae(2-二甲基氨基乙醇)、dmap(二甲基氨基-2-丙醇)、mopa(3-甲氧基丙胺)和/或类似物及其组合。
适用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性着色剂或染料包括但不限于“uranine黄”、“uranine染料”、“alizarine绿”、“chromatint橙1735”或“绿ags液体”，得自abbeyscolorinc.或chromatechincorporated；“chromatint黄963液体染料”、“chromatint黄2741液体染料”、“chromatint绿1572染料”、“chromatint绿2384染料”、“chromarint紫1579染料”，得自chromatechincorporated；“酸性红#52”或sulforhodamineb，得自tokyochemicalindustryco.或tciamerica；“橙ii(酸性橙7)”或“intracidrhodaminewt(酸性红388)”，得自sensienttechnologies或其他供应商。
任何合适的防泡剂或消泡剂，包括但不限于常规已知的这些试剂，可以用于根据本发明的传热流体中。可以用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性消泡剂包括但不限于含有机改性的聚二甲基硅氧烷的聚亚烷基二醇，硅氧烷聚环氧烷共聚物，聚环氧烷，可购自prestoneproductscorp.的“pm-5150”。可购自basfcorp.的“pluronicl-61”和“
适用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性杀生物剂包括但不限于各种非氧化性杀生物剂，例如戊二醛、异噻唑啉、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮、2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺、2-溴-2-硝基丙烷-1，3-二醇、亚甲基双(硫氰酸酯)、特丁津、四(羟甲基)硫酸鏻和/或类似物及其组合。
适用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性ph调节剂包括但不限于碱金属或碱土金属氢氧化物或氧化物(例如，氢氧化钠、氢氧化钾)、无机磷酸盐(例如，磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸钠和焦磷酸钾)和/或类似物及其组合。
适用于根据本发明的传热流体浓缩物的代表性非离子表面活性剂包括但不限于脂肪酸酯，诸如脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚亚烷基二醇、聚亚烷基二醇酯、环氧乙烷(eo)和环氧丙烷(po)的共聚物、脱水山梨糖醇脂肪酸酯的聚氧化烯衍生物和/或类似物及其组合。在一些实施方案中，非离子表面活性剂的平均分子量为约55至约300,000，且在一些实施方案中，为约110至约10,000。代表性脱水山梨糖醇脂肪酸酯包括但不限于脱水山梨糖醇单月桂酸酯(例如，以商品名
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以用于冷却系统中并且可以提供腐蚀抑制性质。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物含有(a)凝固点降低剂、水或其组合，其中，基于传热流体浓缩物的总重量，所述凝固点降低剂以约1重量％至约99重量％的量存在；(b)有机磷酸酯，其中基于传热流体浓缩物的总重量，所述有机磷酸酯以约0.002重量％至约5重量％的量存在；(c)羧酸或其盐，其中，基于传热流体浓缩物的总重量，所述羧酸或其盐以约1重量％至约10重量％的量存在，其中所述羧酸包括一种或多种c6-c20羧酸，并且其中所述一种或多种c6-c20羧酸单独地选自脂族单羧酸、脂族二羧酸、芳族单羧酸、芳族二羧酸及其组合；(d)钙离子，基于传热流体浓缩物的总重量，其浓度至多达约200mg/l；(e)镁离子，基于传热流体浓缩物的总重量，其浓度至多达约150mg/l；(f)唑类化合物，基于传热流体浓缩物的总重量，其以约0.01重量％至约3重量％的量存在；和(g)任选的选自无机磷酸盐、锂离子、锌离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子、钼酸根离子、膦酸盐、次膦酸盐、丙烯酸酯基聚合物、着色剂、杀生物剂、消泡剂、表面活性剂、分散剂、防垢剂、润湿剂及其组合的附加组分。在一些实施方案中，传热流体浓缩物含有基于传热流体浓缩物的总重量计浓度为约0.001mg/l至约200mg/l的钙离子和/或含有基于传热流体浓缩物的总重量计浓度为约0.001mg/l至约150mg/l的镁离子。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物是室温下的单相均质溶液。在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物在约-10℃和+100℃之间的温度下储存稳定。在一些实施方案中，传热流体浓缩物和/或由其得到(例如，通过稀释)的即用型传热流体将满足astmd3306的性质和性能要求。
在一些实施方案中，可以稀释(例如，用水)根据本发明的传热流体浓缩物以形成传热流体。例如，在一些实施方案中，可以将传热流体浓缩物稀释到约10体积％至约75体积％以形成传热流体。在一些实施方案中，用于稀释的水是去离子水，如astmd3306-10的第4.5节中所述。
在一些实施方案中，根据本发明的传热流体浓缩物可以作为市售产品提供。在其他实施方案中，可以将即用型传热流体作为市售产品提供，其中传热流体浓缩物已经用水预稀释至约50体积％。在通过稀释制备即用型传热流体时，在使用条件下添加到传热浓缩物中的最佳水量可以通过所需的冻结、沸腾和防腐蚀要求来确定。
未通过添加水稀释的传热流体浓缩物由于其相对低的传热系数(或比热)、高粘度和高凝固点而通常并不在发动机冷却系统中作为传热流体使用。因此，可以通过在发动机冷却系统中作为传热流体使用之前添加水来稀释传热流体浓缩物(例如，稀释至30体积％至60体积％溶液)。车辆制造商通常使用50％体积的由水稀释的传热浓缩物作为车辆冷却系统中的工厂填充流体。由水预稀释以含有约30体积％至约60体积％的传热流体浓缩物的传热流体产品是即用型冷却剂，因为当将它们添加到车辆冷却系统中时不需要额外的水。
在即用型传热流体中，基于即用型传热流体的总重量，凝固点降低剂可以以约1重量％至小于约90重量％的量存在。在此范围内，基于即用型传热流体的总重量，凝固点降低剂的量可以大于或等于约25重量％，大于或等于约30重量％，大于或等于约40重量％，大于或等于约50重量％，大于或等于约60重量％，大于或等于约70重量％，大于或等于约75重量％，大于或等于约80重量％，大于或等于约85重量％，大于或等于约86重量％，大于或等于约87重量％，大于或等于约88重量％，或大于或等于约89重量％，但小于约90重量％。此外，在此范围内，基于即用型传热流体的总重量，凝固点降低剂的量可以小于或等于约30重量％，小于或等于约40重量％，小于或等于约50重量％，小于或等于约55重量％，小于或等于约60重量％，小于或等于约70重量％，小于或等于约75重量％，小于或等于约80重量％，小于或等于约85重量％，小于或等于约86重量％，小于或等于约87重量％，小于或等于约88重量％，或小于或等于约89重量％，但大于约1重量％。
在即用型传热流体中，基于即用型传热流体的总重量，有机磷酸酯可以以约0.001重量％至约5重量％的量存在。在此范围内，该量可以大于或等于约0.005重量％，或者在一些实施方案中，大于或等于约0.01重量％。同样在此范围内，该量可以小于或等于约3重量％，或者在一些实施方案中，小于或等于约1重量％。
在即用型传热流体中，基于即用型传热流体的总重量，羧酸盐可以以约0.5重量％至约8重量％的量存在。在此范围内，该量可以大于或等于约0.6重量％，或者在一些实施方案中，大于或等于约0.7重量％。同样在此范围内，该量可以小于或等于约7重量％，或者在一些实施方案中，小于或等于约6重量％。
对于其中即用型传热流体包含一种或多种碱土金属离子的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，碱土金属离子的总量可以为约0.0001重量％至约0.02重量％。在此范围内，该量可以大于或等于约0.001重量％，或者在一些实施方案中，大于或等于约0.002重量％。同样在此范围内，该量可以小于或等于约0.01重量％，或者在一些实施方案中，小于或等于约0.006重量％。
对于其中即用型传热流体包含钙离子的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，钙离子的总量可以大于约0.5ppm。在此范围内，钙离子的量可以小于约50ppm。同样在此范围内，钙离子的量可以小于或等于约20ppm。
对于其中即用型传热流体包含镁离子的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，镁离子的总量可以大于约0.5ppm。在此范围内，镁离子的量可以小于约60ppm。同样在此范围内，镁离子的量可以小于或等于约25ppm。
对于其中即用型传热流体包含锶离子的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，锶离子的总量可以大于约0.1ppm。在此范围内，锶离子的量可以小于约40ppm。同样在此范围内，锶离子的量可以小于或等于约20ppm。
对于其中即用型传热流体包含水溶性无机磷酸盐的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，以p计，水溶性无机磷酸盐的总量可以大于约0.5ppm。在此范围内，以p计，水溶性无机磷酸盐的量可以小于约2000ppm。同样在此范围内，以p计，水溶性无机磷酸盐的量可以小于或等于约500ppm。
对于其中即用型传热流体包含锂离子的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，锂离子的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，锂离子的量可以小于约6000ppm。同样在此范围内，锂离子的量可以小于或等于约2500ppm。
对于其中即用型传热流体包含锌离子的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，锌离子的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，锌离子的量可以小于约30ppm。同样在此范围内，锌离子的量可以小于或等于约15ppm。
对于其中即用型传热流体包含硝酸盐的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，硝酸盐的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，硝酸盐的量可以小于约20,000ppm。同样在此范围内，硝酸盐的量可以小于或等于约5000ppm。
对于其中即用型传热流体包含亚硝酸盐的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，亚硝酸盐的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，亚硝酸盐的量可以小于约20,000ppm。同样在此范围内，亚硝酸盐的量可以小于或等于约5000ppm。
对于其中即用型传热流体包含钼酸盐的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，钼酸盐的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，钼酸盐的量可以小于约20,000ppm。同样在此范围内，钼酸盐的量可以小于或等于约2000ppm。
对于其中即用型传热流体包含唑类化合物的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，唑类化合物的总量可以为约0.005重量％至约2重量％。在此范围内，唑类化合物可以以大于或等于约0.007重量％，或者在一些实施方案中，大于或等于约0.01重量％的量存在。同样在此范围内，唑类化合物可以以小于或等于约1.5重量％，或者在一些实施方案中，小于或等于约1重量％的量存在。
对于其中即用型传热流体包含铜和铜合金腐蚀抑制剂的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，铜和铜合金腐蚀抑制剂的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，铜和铜合金腐蚀抑制剂的量可以小于约10,000ppm。同样在此范围内，铜和铜合金腐蚀抑制剂的量可以小于或等于约2500ppm。
对于其中即用型传热流体包含硅酸盐的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，硅酸盐的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，以si计，硅酸盐的量可以小于约1000ppm。同样在此范围内，以si计，硅酸盐的量可以小于或等于约600ppm。
对于其中即用型传热流体包含硅酸盐稳定剂的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，硅酸盐稳定剂可以以大于约0.0001ppm的量存在。在此范围内，硅酸盐稳定剂的量可以小于约3000ppm。同样在此范围内，硅酸盐稳定剂的量可以小于或等于约800ppm。
对于其中即用型传热流体包含丙烯酸酯基聚合物的实施方案，基于即用型传热流体的总重量，丙烯酸酯基聚合物的总量可以大于约0.0001ppm。在此范围内，丙烯酸酯基聚合物的量可以小于约5000ppm。同样在此范围内，丙烯酸酯基聚合物的量可以小于或等于约1500ppm。
即用型传热流体的ph在室温下可以在约6.8和约10.0之间。在此范围内，该ph可以大于或等于约7.5，或者在一些实施方案中，大于或等于约7.8。同样在此范围内，该ph可以小于或等于约9.0，或者在一些实施方案中，小于或等于约8.8。
根据本发明的防止腐蚀的方法包括使本文所述类型的即用型传热流体与传热系统接触。所述传热系统可以包括通过受控气氛钎焊(即，cab)制造的一种或多种部件。在一些实施方案中，传热系统可以包含铝。
还预期在一些应用如重型发动机中，可能需要掺入一种或多种附加腐蚀抑制剂(例如，包括但不限于亚硝酸盐、钼酸盐和/或类似物、其盐及其组合)。
通过以下非限制性实施例进一步证明根据本发明的即用型传热流体。以下实施例说明根据本发明的特征，并且其仅通过说明的方式提供。它们并非旨在限制所附权利要求或其等同物的范围。实施例
使用三种不同的测试来证明根据本发明的传热流体与其他传热流体相比的改善的防腐蚀性能。通过用去离子水将传热流体浓缩物稀释成所需浓度为25体积％或50体积％溶液来制备测试传热流体(或冷却剂)溶液。将添加剂(例如，有机磷酸酯、hedp、苯基膦酸、一水合乙酸钙、四水合乙酸镁、聚丙烯酸酯等)添加在冷却剂浓缩物中或者在制备表6中所示的冷却剂浓缩物制剂p、q和r期间添加。
使用散热器立方体浸出测试以关于测试流体与通过cab技术制造的铝制热交换器部件表面接触时快速钝化和亚硝酸盐消耗减少方面比较和区分测试的传热流体的性能。选择来自两种不同型号的最近推出的北美轻型车辆的两种不同类型的散热器进行测试。散热器具有折叠管(b型管)。将散热器的铝部件切成大致尺寸为25mm×25mm×25mm的立方体。将所需数量(12至22个)的散热器立方体放入新的聚丙烯瓶(500ml或1000ml)或玻璃瓶(16oz.)中。将50体积％的预稀释的传热流体测试溶液添加到具有散热器立方体的瓶子中以完全浸没立方体。然后用盖子将瓶子紧密密封，并将其放入温度为100℃的烘箱中，保持14天。在浸出测试结束时，取出散热器立方体并对测试溶液的顶部取样用于分析。选择测试中使用的传热流体溶液的量和散热器立方体的数量，使得每克散热器立方体的测试溶液体积将具有约9.5ml/g至约15ml/g的值。每克散热器立方体具有较低测试溶液体积值的测试条件对应于要求更苛刻的测试条件。
使用astmd4340测试和在改进的gm9066p测试条件下的阳极极化曲线测量来测量并比较传热流体的关于防止铸铝在通常在发动机组和气缸盖中遇到的排热传热条件下高温腐蚀方面的性能。阳极极化测量中使用的测试装置与gm9066p中规定的相同。测试溶液含有25体积％的冷却剂(用去离子水稀释)加上100ppm来自nacl的氯化物。将从发动机组切下的砂铸aa319用作工作电极。测试期间aa319电极表面温度控制在130±2℃。在溶液温度达到稳态值(即，102±2℃)保持5至6小时后，使用2mv/sec的扫描速率获得阳极极化曲线。astmd4340测试根据最新的astmd4340规范进行。
显示使用根据本发明的传热流体的益处的实验数据汇总在下表4至19中。表4显示用于制备测试中使用的传热流体溶液的基础传热流体浓缩物a至h(或冷却剂浓缩物)的组成。表5显示用于制备测试中使用的传热流体溶液的基础传热流体浓缩物i至n(或冷却剂浓缩物)的组成。表6显示用于制备测试中使用的传热流体溶液的基础传热流体浓缩物p至r(或冷却剂浓缩物)的组成。表7至10显示使用比较传热流体作为测试溶液的比较例1至12的散热器立方体浸出测试中获得的结果。表11至18显示使用根据本发明的传热流体的实施例1至30的散热器立方体浸出测试中获得的结果。表19显示比较传热流体溶液(比较例13至22)和根据本发明的传热流体溶液(实施例31至51)的astmd4340测试结果。
结果清楚地显示根据本发明的含有有机磷酸酯或磷酸酯(例如，tritonh-66、tritonh-55、cedephosfa-600、chemfacnf-100、chemfacna-350、chemfacpf-636、磷酸丁酯、磷酸乙基己酯、磷酸异辛酯)的冷却剂(或传热流体)产生比不含有机磷酸酯的比较例的相应流体明显更好的防腐蚀性能。
表7中的比较例2、3和4以及表10中的比较例11和12显示，在100℃的散热器立方体浸出测试2周后，对于四种不同的测试冷却剂，在不存在有机磷酸酯的情况下亚硝酸盐的几乎100％减少。相反，在表11至18的实施例中所示的测试冷却剂中存在0.025重量％至0.2重量％的有机磷酸酯时，在100℃的散热器立方体浸出测试2周后测试冷却剂中亚硝酸盐浓度急剧降低。在一些情况下，如实施例11(表13)和实施例21-24(表16)所示，在存在浓度在0.05重量％和0.1重量％之间的tritonh-55或tritonh-66的情况下，在100℃的散热器立方体浸出测试2周后测试冷却剂中的亚硝酸盐浓度降低到甚至优于美国专利号8,617,416b1中描述的含有无机磷酸盐、钙离子、镁离子和聚丙烯酸酯的测试冷却剂(参见表7中的比较例1)实现的水平。
美国专利申请公开号2014/0061529a1描述了一种通过添加1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸(hedp)、苯基膦酸或苯基次膦酸在亚硝酸盐存在下使热交换器的金属表面与冷却剂的化学反应性钝化的方法。将hedp、苯基膦酸或苯基次膦酸添加到含有2-乙基己酸、癸二酸和甲苯基三唑的发动机冷却剂中导致在冷却剂与铝汽车热交换器接触时亚硝酸盐的消耗减少。尽管如此，在根据本发明的测试冷却剂中存在有机磷酸酯的情况下，覆盖钎焊铝表面的氟铝酸钾焊剂残留物的钝化的改善明显优于使用美国专利申请公开号2014/0061529a1中所述的膦酸苯酯(参见表8中的比较例5至7；表9中的比较例9和10；和表11至18中的实施例)实现的改善。表19中的结果显示，在根据美国专利申请公开号2014/0061529a1(还参见美国专利申请公开号2015/0267101a1)中的描述的9种不同的测试冷却剂制剂中存在最有效的冷却剂添加剂hedp在astmd4340测试条件下导致非常高的铸铝aa329腐蚀速率。这些速率明显超过astmd3306、d6210的astmd4340测试中不超过1.0mg/cm2/周的腐蚀速率要求，以及许多汽车oem对用于轻型和重型服务的二醇基发动机冷却剂的工程标准。
相反，如表19中所示，根据本发明的含有有机磷酸酯如tritonh-66、chemfacnf100和磷酸异辛酯的测试冷却剂在astmd4340测试中全部产生比含有hedp的测试冷却剂溶液低得多的腐蚀速率，此外，满足astmd3306和d6210对用于轻型和重型服务的二醇基发动机冷却剂的腐蚀速率要求。如表19中所示，含有根据本发明的浓度范围内的chemfacnf-100、tritonh-66、磷酸异辛酯、chemfacnf-100或tritonh-66的一些测试冷却剂产生小于0.1mg/cm2/周的astmd4340腐蚀速率(例如，参见表19中的实施例39至47和实施例51)。
表11至19中所示的结果进一步表明，根据本发明的含有机磷酸酯的冷却剂不仅可以在与cab铝热交换器表面接触时提供优异的防腐蚀和显著降低的亚硝酸盐消耗，而且还可以在发动机冷却系统中的发动机组和气缸盖中通常遇到的排热高温条件下提供优异的防腐蚀。例如，在存在钙离子和镁离子，或锶离子和镁离子的情况下，在进一步存在或不存在在根据本发明的浓度范围内的聚丙烯酸酯的情况下，可以观察到在排热高温条件下的优异防腐蚀。对表19中的实施例40至48的d4340测试后样品进行目视观察显示，金属表面没有腐蚀迹象，并且在外观保持光泽并且如新的一样，因此与自对测试样品进行的重量损失测量获得的腐蚀速率结果一致。
表18.实施例29至30的散热器立方体浸出测试结果。
表19.astmd4340测试结果
本文引用的每一个专利和非专利出版物的全部内容通过引用并入本文，除了与本说明书的任何不一致的公开或定义的情况下，本文的公开或定义应被视为优先。
应理解，关于要素(例如，“凝固点降低剂”、“有机磷酸酯”、“羧酸或其盐”、“组分”等)使用不定冠词“一个”和“一种”在一些实施方案中不排除存在多个这样的要素。
已经通过解释和说明的方式提供前面的详细描述和附图，并且不旨在限制所附权利要求的范围。本文说明的目前优选实施方案的许多变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的，并且仍然在所附权利要求及其等同物的范围内。
应当理解，所附权利要求中记载的要素和特征可以以不同的方式组合以产生同样落入本发明的范围内的新权利要求。因此，尽管下面所附的从属权利要求仅仅引用单个独立或从属权利要求，但应理解，这些从属权利要求可以替代地引用任何上述权利要求的替代方案-无论是独立的还是从属的-并且这种新组合应理解为形成本说明书的一部分。
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