传热流体及其使用的缓蚀剂配方的制作方法
【专利说明】传热流体及其使用的缓蚀剂配方
【背景技术】
[0001] 现代车用发动机通常需要传热流体（液体冷却剂）以提供对其冷却系统持久的、 全年的保护。传热流体的基本要求是为了高效的燃油经济性和润滑性而提供有效传热以控 制和保持发动机温度，并且防止由于冻结、沸溢或过热造成的发动机故障。对于传热流体的 一个附加的关键要求是在宽范围的温度和操作环境下对所有冷却系统金属提供防腐蚀保 护。铝的防腐蚀保护是特别重要的。除了金属保护之外，防腐蚀保护有助于传热流体完成 其将来自发动机的多余热量传至散热器以用于耗散的基本功能。
[0002] 现在存在对于具有优异、快速和/或全效防腐蚀保护性能的传热流体的持续需 求。
【发明内容】
[0003] -种传热流体浓缩物至少部分地满足了这一需求。该传热流体浓缩物包含：大于 或等于85重量百分比的防冻剂（freezing point depressant) ;50到2000ppm的锂离子： 唑类化合物；无机磷酸盐；羧酸；和400到1000 ppm的丙烯酸盐/酯基聚合物，其中传热流 体浓缩物的pH为7. 0到9. 5并且重量百分比和ppm是基于传热流体浓缩物的总重量的。
[0004] 传热流体浓缩物可以经过稀释以形成传热流体，其包含：小于90重量百分比的防 冻剂；水；40到1600ppm的锂离子；挫类化合物；无机磷酸盐；羧酸；大于0. 5ppm的1?离子； 和300到900ppm的丙烯酸盐/酯基聚合物，其中传热流体的pH为7. 0到9. 5并且重量百 分比和ppm是基于传热流体的总重量的。
[0005] 在此还描述了一种包含此处所述的传热流体以及传热设备的传热系统。 详细说明
[0006] 在此公开了组合物的组分之间具有协同作用的传热流体浓缩物和传热流体组合 物。传热流体或传热流体浓缩物中含有镁离子时，防腐蚀保护性得到了预料不到的改进。
[0007] 传热流体浓缩物和传热流体可以不含硅酸盐、硼酸盐和胺类。硝酸盐含量可以小 于50ppm，按重量计，基于传热流体的总重量。
[0008] 防冻剂可以是醇或醇的混合物。典型的醇包含单羟基醇或多羟基醇和它们的混 合物。醇可以选自由甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、糠醛、糠醇、四氢糠醇、乙氧基化糠醇、乙二醇、 丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、二乙二醇、三乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、二丙二醇、丁 二醇、丙三醇-1，2-二甲基醚、丙三醇-1，3-二甲基醚、丙三醇的单乙基醚、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，以及前述两种或更多种的组合组 成的组。
[0009] 在传热流体浓缩物中防冻剂的量大于或等于85重量百分比（wt % )并且小于或等 于99wt %，基于传热流体浓缩物的总重量。在此范围内，防冻浓缩物的量可以大于或等于 86wt%、大于或等于87wt%、大于或等于88wt%、大于或等于89wt%、大于或等于90wt%、 大于或等于91wt%、大于或等于92wt%、大于或等于93wt%、大于或等于94wt%、大于或等 于95wt%、大于或等于96wt%、大于或等于97wt%、或大于或等于98wt%。
[0010] 羧酸、其盐或其组合（有时在此总体作为羧酸盐）具有6到20个碳原子。羧酸盐 可包含一个或多个羧基并且可以是线性或支化的。特别地可以考虑使用羧酸盐的组合并且 包含在术语"羧酸盐"或"羧酸"。典型的脂肪族羧酸盐包括2-乙基己酸、己酸、庚酸、辛酸、 新癸酸、癸酸、壬酸、异庚酸、十二酸、癸二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十二烷二酸， 以及前述的两种或更多种的组合。典型的芳香族羧酸盐包括苯甲酸、甲苯酸或甲基苯甲酸、 叔丁基苯甲酸、烷氧基苯甲酸，例如，甲氧基苯甲酸（或邻、间、对-甲氧基苯甲酸）、水杨酸、 邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯乙酸、扁桃酸、1，2，4-苯三甲酸，以及它们的钠盐 或钾盐。
[0011] 在传热流体浓缩物中，羧酸盐的量为约1到约10wt%，基于传热流体浓缩物的总 重量。在这一范围内，用量可以大于或等于约I. lwt%，或，更具体地，大于或等于约1. 2%。 同样在此范围内，用量可以小于或等于约9wt%，或，更具体地，小于或等于约8wt%。
[0012] 无机磷酸盐可以包含磷酸、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，或两种或更多种前述无机磷酸盐的组合。
[0013] 在传热流体浓缩物中，无机磷酸盐可以以约0. 10wt%到约0. 60重量百分比的量 存在，基于传热流体浓缩物的总重量。在此范围内，用量可以大于或等于约0.1 lWt%，或，更 具体地，大于或等于约0. 12wt%。同样在此范围内用量可以小于或等于约0. 45wt%，或，更 具体地，小于或等于约0. 40wt %。
[0014] 传热流体浓缩物包含唑类。典型的唑类包含苯并三唑、甲苯基三唑、甲基苯并三唑 (例如，4-甲基苯并三唑和5-甲基苯并三唑）、四氢甲苯基三唑、丁基苯并三唑和其它烷基 苯并三唑（例如，包含2到20个碳原子的烷基基团）、巯基苯并噻唑、噻唑和其它取代噻唑、 咪唑、苯并咪唑和其它取代咪唑、吲唑和取代吲唑、四唑和取代四唑。两种或更多种前述的 唑类还可以组合使用并且唑类的组合包含在术语"唑"中。
[0015] 在传热流体浓缩物中，该唑类化合物可以以约0.0 lwt %至约3wt %的量存在，基 于传热流体浓缩物的总重量。在此范围内，唑类化合物的量可以大于或等于约0. 05wt%， 或，更具体地，大于或等于约〇. Iwt%。同样在此范围内，唑类化合物可以以小于或等于约 2wt %，或，更具体地，小于或等于约Iwt %的量存在。
[0016] 锂离子来自于一旦溶于室温下的含水溶液可以产生锂离子的一种或多种锂化合 物。锂化合物可以是无机锂化合物，例如氢氧化锂、磷酸锂、硼酸锂、硝酸锂、高氯酸锂、硫酸 锂、钼酸锂、钒酸锂、钨酸锂、碳酸锂或它们的组合。锂化合物在传热流体中是可溶的。可溶 的，在此使用的，其定义为溶解的以至于没有肉眼可见的颗粒物。锂化合物还可以是由锂离 子和包含一个或多个羧酸基团的有机酸形成的锂盐，例如醋酸锂、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、葡庚糖酸锂、乙醇酸锂、葡萄糖二酸 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、月旨 肪族单、二或三羧酸或芳香族单、二或三羧酸的锂盐和前述锂化合物的组合。
[0017] 一种或多种锂化合物可以以一定量存在以使传热流体浓缩物具有在传热流体中 的50到2000份每百万重量份（ppm)的锂离子浓度。在此范围内，锂离子浓度可以小于或 等于约1900ppm，或更具体地，小于或等于约1800ppm。同样在此范围内，锂离子浓度可以大 于或等于约55ppm，或更具体地，大于或等于约60ppm。
[0018] 传热流体包含丙烯酸盐/酯基聚合物或丙烯酸盐/酯基聚合物的组合。丙烯酸盐 /酯基聚合物是水溶性聚合物（平均分子量（MW) :200至200000道尔顿）。典型的丙烯酸 盐/酯聚合物包含聚丙烯酸盐/酯、丙烯酸盐/酯基聚合物、共聚物、三元共聚物和四元共 聚物，例如丙烯酸盐/酯/丙烯酰胺共聚物、聚甲基丙烯酸盐/酯、聚马来酸或马来酸酐聚 合物、马来酸基聚合物、它们的共聚物和三元共聚物、改性丙烯酰胺基聚合物、包含聚丙烯 酰胺、丙烯酰胺基共聚物和三元共聚物。通常地，适用的水溶性聚合物包含均聚物、共聚物、 三元共聚物和互聚物，其具有（1)至少一种包含CgIjC 16单烯键不饱和单羧酸或二羧酸或 它们的盐的单体单元；或（2)至少一种包含(：3到C 16单烯键不饱和单羧酸或二羧酸衍生物 的单体单元，例如酰胺类、腈类、羧酸酯类、酰卤（例如酰氯）和酸酐和它们的组合。在一些 实施方案中，丙烯酸盐/酯基聚合物包含膦基聚丙烯酸盐勘酯。
[0019] 在传热流体浓缩物中，丙烯酸盐/酯基聚合物或丙烯酸盐/酯基聚合物的组合可 以以约100到约1000 ppm的量存在，基于传热流体浓缩物的总重量。在此范围内，丙烯酸盐 /醋基聚合物可以以大于或等于约150ppm，或，更具体地，大于或等于约200ppm的量存在。 同样在此范围内，丙烯酸盐/酯基聚合物可以以小于或等于约950ppm，或，更具体地，小于 或等于约900ppm的量存在。丙烯酸盐/酯基聚合物经常可以以溶液或分散液形式而商业 获得。在此段中涉及的量是关于聚合物或聚合物的组合的量，而非溶液或分散液的量。
[0020] 传热流体浓缩物可进一步包含镁离子。镁离子来自于一旦溶于室温下的含水溶液 可以产生镁离子的镁化合物。镁化合物可以是无机镁化合物，例如硝酸镁、硫酸镁、钼酸镁、 钨酸镁、钒酸镁、高氯酸镁、氢氧化镁或它们的组合。镁化合物在传热流体中是可溶的。可 溶的，在此使用的，其定义为溶解的以至于没有肉眼可见的颗粒物。镁化合物还可以是由镁 离子和包含一个或多个羧酸基团的有机酸形成的镁盐，例如聚丙烯酸镁、聚马来酸镁、乳酸 镁、柠檬酸镁、酒石酸镁、葡萄糖酸镁、葡