DD218635A1 - KUEHL-BZW.WAERMEUEBERTRAGUNGSMITTEL WITH CORROSION- AND CAVITATION-PREVENTIVE INHIBITORSYSTEM - Google Patents

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DD218635A1 DD25216183A DD25216183A DD218635A1 DD 218635 A1 DD218635 A1 DD 218635A1 DD 25216183 A DD25216183 A DD 25216183A DD 25216183 A DD25216183 A DD 25216183A DD 218635 A1 DD218635 A1 DD 218635A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kuehl- bzw. Waermeuebertragungsmittel auf waessriger und/oder glycolhaltiger Basis fuer Kuehl- bzw. Waermeuebertragungssysteme wie Kuehlsystem fuer Verbrennungsmotoren, Klimaanlagen, Waermeaustauscher - mit synergistisch wirkenden Inhibitorsystem, das einen optimalen Korrosions- und Kavitationsschutz in Anlagen, die aus Leicht-, Schwer- bzw. Buntmetallen oder aus Kombinationen dieser Werkstoffe bestehen, gewaehrleistet. Das Produkt zeichnet sich weiterhin durch seine umweltfreundliche Zusammensetzung aus. Es ist frei von Eutrophierungsmitteln und enthaelt keine kanzerogen wirkenden Verbindungen. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Inhibitorsystem fuer Kuehl- bzw. Waermeuebertragungsmittel auf waessriger und/oder glycolhaltiger Basis zu finden, das sich gegenueber herkoemmlichen Produkten durch eine hohe Schutzwirkung in den genannten Anwendungsgebieten auszeichnet und im Vergleich zu den bisherigen Mitteln multifunktionell einsetzbar ist. Dies wird durch ein zusaetzliches Inhibitorsystem, bestehend aus einem Zellulosederivat, vorzugsweise Carboxymethylzellulose, welche partiell mit Mercaptobenzthiazol und 2-Aetylhexansaeure im Masseverhaeltnis 1:1:1 bis 1:50 umgesetzt wurde und in einer Konzentration von 0,001 bis 3,5 enthalten ist, gewaehrleistet.The invention relates to a cooling or heat transfer medium on an aqueous and / or glycolhaltiger base for cooling or heat transfer systems such as cooling system for internal combustion engines, air conditioning, heat exchangers - with synergistic inhibitor system that provides optimal corrosion and cavitation protection in systems that consist of light- , Heavy or non-ferrous metals or combinations of these materials, guaranteed. The product is further distinguished by its environmentally friendly composition. It is free of eutrophication agents and contains no carcinogenic compounds. The object of the invention is to find an inhibitor system for cooling or heat transfer medium on aqueous and / or glycolhaltiger base, which is distinguished from conventional products by a high protective effect in the application areas mentioned and is multifunctional compared to the previous means. This is ensured by an additional inhibitor system consisting of a cellulose derivative, preferably carboxymethylcellulose, which has been partially reacted with mercaptobenzothiazole and 2-Aetylhexansaeure in the mass ratio of 1: 1: 1 to 1:50 and is contained in a concentration of 0.001 to 3.5 ,

Description

1. Titel der Erfindung1st title of the invention

Kühl- bzw. Wärmeübertragungsmittel mit korrosions- und kavitationsverhinderndem Inhibitorsystem.Coolant or heat transfer agent with corrosion and cavitation preventing inhibitor system.

2. Anwendungsgebiet der Erfindung2. Field of the invention

Die Erfindung betrifft ein Kühl- bzw. Wärmeübertragungsmittel auf wässriger und/oder glykolhaltiger Basis für Kühl- bzw. Y/ärmeübertragungs systeme wie Kühlsystem- für Verbrennungsmotoren, Klimaanlagen, Wärmeaustauscher mit synergistisch wirkendem Inhibitorsystem, das einen optimalen Korrosions- und Kavitationsschutz in Anlagen, die aus Leicht-, Schwer- bzw. Suntmetallen oder aus Kombinationen dieser Werkstoffe bestehen, gewährleistet.The invention relates to a cooling or heat transfer medium on an aqueous and / or glykolhaltiger basis for cooling or Y / ärmeübertragungs systems such Kühlsystem- for internal combustion engines, air conditioners, heat exchangers with synergistically acting inhibitor system, the optimum corrosion - and cavitation in plants that made of light, heavy or Suntmetallen or combinations of these materials, guaranteed.

3. Charakteristik der bekannten technischen Lösung3. Characteristic of the known technical solution

Zur Vermeidung von Korrosionsprozessen in wässriger und/ oder glykolhaltigen Kühl- bzw. WärmeÜbertragungssystemen, die aus metallischen.Werkstoffen bestehen, und die durch Zersetzungsprodukte, Inhaltsstoffe der Wärmeübertragungsmittel bzw. durch in das System eingedrungene Fremdbestandteile wie z. B. -Sauerstoff, Kohlensäure oder durch in Lösung gegangene Metallionen hervorgerufen werden, werden z. Z. übliche korrosionshemmende Zusätze wie Amine, Phosphate, Chromate, Phosphonate, Silikate, Nitrite, Borate, Nitroverbindungen, Polycarbonsäuren und andere eingesetzt.To avoid corrosion processes in aqueous and / or glycol-containing cooling or heat transfer systems, which consist of Metallic.Werkstoffen, and by decomposition products, ingredients of the heat transfer medium or by entering the system foreign components such. As oxygen, carbon dioxide or caused by dissolving metal ions, z. Z. conventional corrosion inhibiting additives such as amines, phosphates, chromates, phosphonates, silicates, nitrites, borates, nitro compounds, polycarboxylic acids and others used.

Obwohl in speziellen Einsatzfällen in derartigen Systemen gute korrosionsschützende Wirkungen erzielt werden konnten, werden vornehmlich dort, wo empfindliche Werkstoffe bzw. elektrochemisch ungünstig zusammengestellte Werkstoffkombinationen anzutreffen sind, keine befriedigenden Schutzwerte erzielt.Although good anti-corrosive effects could be achieved in special applications in such systems, satisfactory protective values are not achieved, especially where sensitive materials or electrochemically unfavorably combined material combinations are to be found.

Gleiches trifft dort zu, wo auf hocheffektive Zusätze wie z. B. Nitrit und Chromat aus toxikologischen, kanzerogenen bzw, ökologischen Gesichtspunkten verzichtet werden muß.The same applies to where on highly effective additives such. As nitrite and chromate from toxicological, carcinogenic or environmental considerations must be waived.

Die US-PS 2194491 beschreibt die Verwendung eines Korrosionsinhibitorsystems aus Natriummercaptobenzthiazol und einem wasserlöslichen Salz der phosphorigen Säure. Ein derartiges Korrosionsschutzsystem ergibt in wässrigen Lösungen, die Härtebestandteile enthalten, unerwünschte Ausfällungen, die wiederum Erosionskorrosion hervorrufen* Das bekannte Korrosionsschutzmittel bewirkt an Hiehteisenmetallen insbesondere an Aluminium-.und Bleilotlegierungen starke Korrosionen.US Pat. No. 2,194,491 describes the use of a corrosion inhibitor system of sodium mercaptobenzothiazole and a water soluble salt of phosphorous acid. Such anticorrosive system results in aqueous solutions containing hardness components, unwanted precipitation, which in turn cause erosion corrosion * The known corrosion inhibitor causes strong corrosion on Hiehteisenmetalle especially aluminum and. Bleilotlegierungen.

In dem DD-W? 21295 und DE-OS 2841908 wird ebenfalls auf die schon genannte Kombination von Phosphat, Triäthanolamin und Mercaptobenzthiazol orientiert. Diese Komponenten zeigen das gleiche Verhalten wie das in der US-PS 2194491l beschriebene Inhibitorpaket.In the DD-W? 21295 and DE-OS 2841908 is also based on the already mentioned combination of phosphate, triethanolamine and mercaptobenzothiazole. These components show the same behavior as the inhibitor package 2194491 l described in the US-PS.

Der alleinige Zusatz von Mercaptobenzthiazol bzw. seiner Alkalisalze, wie in der DE-AS 1226366 empfohlen wird, übt auf Kupfer einen positiven Einfluß aus, verhindert jedoch nicht, daß Aluminium, Zinn- und Bleilegierungen angegriffen werden.The sole addition of mercaptobenzothiazole or its alkali metal salts, as recommended in DE-AS 1226366, exerts a positive influence on copper, but does not prevent aluminum, tin and lead alloys from being attacked.

Die Verwendung von Carbonsäure in Kombination mit Gluconsäure oder Weinsäure und Diäthanoi- oder Monoäthanolamin für wässrige Behandlungsflüssigkeiten zum Korrosionsschutz von Metalloberflächen wird in der DE-OS 2613234 vorgeschlagen.The use of carboxylic acid in combination with gluconic acid or tartaric acid and Diäthanoi- or monoethanolamine for aqueous treatment liquids for the corrosion protection of metal surfaces is proposed in DE-OS 2613234.

Derartige Kombinationen der Carbonsäure zeigen in glykolhaltigen Wärmeübertragungssystemen, wie sie im Kühlsystem bei Verbrennungsmotoren,die aus einer Vielzahl von Metallen und Metallegierungen bestehen, Verwendung finden, keine ausreichende Schutzwirkung.Such combinations of the carboxylic acid show in glycol-containing heat transfer systems, as used in the cooling system in internal combustion engines, which consist of a variety of metals and metal alloys, use, a sufficient protective effect.

Stahl und Gußeisen wird geschützt. Der Angriff auf Zinn-, Blei- und auf spezielle Aluminiumlegiertingen liegt oberhalb der zulässigen Abtragsraten.Steel and cast iron are protected. The attack on tin, lead and special aluminum alloy rings is above the permissible removal rates.

Eine von P.W. Hirth und H· Spackhard (Literatur zur Werkstofftechnik, 8, 321 - 327, 1977) diskutierte Zusammensetzung eines Gefrierschutzmittelsnach H.H. Collin aus Benzoat, Borax und Nitrit bringt ebenfalls nicht die gewünschten positiven Einflüsse.One from P.W. Hirth and H · Spackhard (Literatur zur Werkstofftechnik, 8, 321-327, 1977) discussed composition of an antifreeze according to H.H. Collin from benzoate, borax and nitrite also does not bring the desired positive influences.

Die Korrosion auf Aluminium wird zum Teil eingeschränkt, der Angriff auf Grauguß jedoch verstärkt sich.The corrosion on aluminum is partially restricted, but the attack on gray cast iron is intensified.

Mit den bisher angebotenen Inhibitoren ist es nicht möglich, die Gesamtmetallpalette der Y/erkstoffe bei einer Kombination wirkungsvoll gegen Korrosion und Kavitation des eingesetzten Mediums zu schützen. γWith the hitherto offered inhibitors, it is not possible to effectively protect the overall metal pallet of the resins in a combination against corrosion and cavitation of the medium used. γ

4. Ziel der Erfindung' 4. Object of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Kühl- bzw. Wärmeübertragungsmittel auf wässriger und/oder glykolhaltiger Basis mit verbesserten Schutzeigenschaften gegenüber Leicht-, Schwerbzw. Buntmetallen oder Kombinationen dieser Metalle inThe aim of the invention is a cooling or heat transfer agent on an aqueous and / or glycol-based basis with improved protection against light, Schwerbzw. Non-ferrous metals or combinations of these metals in

Kühl- bzw. Wärmeübertragungssyst'emen, das sich gegenüberCooling or heat transfer systems that face each other

herkömmlichen Produkten durch eine hohe Schutzwirkung in den genannten Anwendungsbereichen auszeichnet und im Vergleich zu den bisherigen Mitteln mult!funktionell ein« setζbar ist.conventional products characterized by a high protective effect in the applications mentioned and compared to the previous means mult! functionally a «setζbar is.

5 . Wesen der Erfindung . 5 . Essence of the invention .

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kühl- bzw·. Wärmeübertragungsmittel mit einem Korrosionsschutzsystem für wässrige und/oder glykölhaltige Medien bereitzustellen, das keine kanzerogenen und eutrophierend wirkenden Zusätze enthält und gegenüber den zum Einsatz gelangenden Werkstoffen einen optimalen Korrosions- und Kavitationsschutz gewährleistet.The object of the invention is to provide a cooling or. Provide heat transfer agent with a corrosion protection system for aqueous and / or glycolic media containing no carcinogenic and eutrophic-acting additives and ensures optimum corrosion and Kavitationsschutz compared to the materials used.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß das Umsetzungsprodukt der Carboxymethylcellulose mit Hercaptobenzthiazol und 2-Äthylhexansäure in Kühl- bzw. Wärmeübertragungssystemen einen sehr guten Korrosions- und Kavitationsschutz ausübt, wobei dieser auf eine Synergistisehe Wirkung der Komponenten zurückzuführen ist.Surprisingly, it has been found that the reaction product of carboxymethylcellulose with hercaptobenzothiazole and 2-ethylhexanoic acid in cooling or heat transfer systems exerts very good corrosion and cavitation protection, this being due to a synergistic effect of the components.

Es wurde weiterhin: überraschenderweise gefunden, daß sich diese Verbindungen mit den üblichen Inhibitoren als besonders stabil erweisen'und mit diesen Komponenten einen weiteren Synergismus hervorrufen.It was also found: surprisingly, that these compounds prove to be particularly stable with the usual inhibitors and cause a further synergism with these components.

Während bei Einsatz der erfindungsgemäß zugrunde.liegenden Grundkomponenten keine bzw. stimulierende Einflüsse ermittelt wurden, die sich wie folgt interpretieren lassen:While no or stimulating influences were determined when using the underlying basic components according to the invention, which can be interpreted as follows:

- Carboxymethylzellulose - verhält sich indifferent auf . alle Einsatzstoffe und Werk- carboxymethylcellulose - behaves indifferently. all starting materials and plant

stoff kombinationenfabric combinations

- Mercaptobenztiiiazol - übt eine begrenzte Wirkung auf- Mercaptobenzene thiazole - has a limited effect

Buntmetalle aus, die jedoch eine Kupferabseheidung und somit ,eine verstärkte Korrosion auf Aluminium nicht unterbindet,Non-ferrous metals, but which does not prevent copper deposition and thus, increased corrosion on aluminum,

- 2-Athylhe2:ansäure - ruft vornehmlich bei Blei- und Zinn-- 2-Athylhe2: acid - mainly causes lead and tin

. legierungen einen Korrosionsangriff, alloys a corrosive attack

hervor,forth,

erbrachte das Umsetzungsprodukt überraschenderweise einen sehr guten Korrosions- und Kavitationsschutz;. Diese Wirkung ist auf die Umlagerung der funktioneilen Gruppen der Einsatzstoff e zurückzuführen, wie den Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist·Surprisingly, the reaction product gave very good corrosion and cavitation protection. This effect is due to the rearrangement of the functional groups of the starting material e, as can be seen from the exemplary embodiments.

Diese Eigenschaften des Umsetzungsproduktes werden dann erreicht, wenn die Reaktion unter Einhaltung folgender Yerfahrensschritte durchgeführt wird: . Vorlage einer konzentrierten wässrig-alkalischen Carboxymethylzellulose-LösungThese properties of the reaction product are achieved when the reaction is carried out according to the following procedure:. Template of a concentrated aqueous-alkaline carboxymethyl cellulose solution

. Zugabe von Hercaptobenzthiazol unter Rühren im Temperaturbereich von 50 bis 650C · . nach mehrstündiger Reaktionszeit langsame Zugabe von 2-Äthylhe2ansäure., Addition of hercaptobenzothiazole with stirring in the temperature range of 50 to 65 0 C ·. After several hours of reaction, slow addition of 2-Äthylhe2ansäure.

Diese Umsetzung der Grundkomponenten ist Grundlage für. die multifunktionelie Wirkung und führt zu der Zusammensetzung der Inhibitorpakete, wie sie in den Ausführungsbeispielen 1-3 näher dargestellt werden.This implementation of the basic components is the basis for. the multifunctional effect and leads to the composition of the inhibitor packages, as shown in more detail in the embodiments 1-3.

6« Auaführungabeispiele6 «Tour examples

Beispiel 2;Example 2; Beispiel 3Example 3

Carboxymethylzellulosecarboxymethylcellulose 10 ppm10 ppm HercaptobenzthiazolHercaptobenzthiazol .10 ppm.10 ppm 2-Äthylhexansäure2-ethylhexanoic 10 ppm10 ppm Härtestabilisatorhardness stabilizer 20 ppm20 ppm Wasserwater Restrest Carboxymethylzellulosecarboxymethylcellulose 0,02 % 0.02 % Mercaptobenzthiazol l Mercaptobenzothiazole 1 0,07 % 0.07 % 2-Ä.thylhexansäure2-Ä.thylhexansäure '1,00 % '1.00 % Borax 'Borax 2,00 % 2.00 % Natriumbenzoatsodium benzoate 1,10 %1.10% Natriumnitritsodium nitrite 0,50 % 0.50 % Glykol .Glycol. Restrest CarbosymetbylzelluloseCarbosymetbylzellulose 0,10 % 0.10 % Mercaptobenzthiazolmercaptobenzothiazole 0,40 % 0.40 % 2-Äthylhexansäure'2-ethylhexanoic ' 1,00 %1.00% Boraxborax 1,50 % 1.50 % Natriumbenzoatsodium benzoate 1,00 % 1.00 % Nitrobenzoatnitrobenzoate 0,75 % 0.75 % Silikat, Silicate , 0,25 $S$ 0.25 S Glykol .:Glycol.: Restrest

KorrosionsprüfergebnisseKorrosionsprüfergebnisse

Die Korrosionstesta wurden nach einer modifizierten ASTM-D 1384 (336 h bei 880C) durchgeführt. Die Abträge sind inThe corrosion tests were carried out according to a modified ASTM-D 1384 (336 h at 88 ° C.). The cuts are in

g/m Hd angegeben. ,g / m Hd indicated. .

,Beispiel MetalT, Example MetalT

Muster It.Pattern It.

DD-PSDD-PS

2129521295

Muster nachPattern after

CollinCollin

(glykolhalt.)(Glycolic halt.)

Erfindungsgem.Beispiel 12 3Inventive Example 12 3

Kupfercopper 4,64.6 2,72.7 0,20.2 0,10.1 0,10.1 Lotsolder 3,43.4 12,012.0 0,40.4 0,20.2 0,10.1 MessingBrass 4,24.2 3,23.2 0,30.3 0,1.0.1. 0,20.2 Stahlstole 22,4 .22.4. 0,10.1 0,90.9 0,0 ·0.0 · 0,00.0 Graugußcast iron 26,126.1 . 0,8, 0.8 0,80.8 0,00.0 0,00.0 AlSiGu-Legg.AlSiGu-Legg. 7,37.3 7,47.4 0,30.3 o,o·o, o · 0,00.0 AlMu-Legg.Almu-Legg. 6,76.7 6,36.3 0,00.0 0,20.2 0,1 .0.1.

Anmerkung: . Muster nach DD-PS 21295 und Beispiel 1Annotation: . Sample according to DD-PS 21295 and Example 1

•Muster nach Collin und Beispiel 2 und 3 ~• Pattern according to Collin and examples 2 and 3 ~

wurde unverdünnt eingesetztwas used undiluted

wurden im Verhältnis Gefrierschutzzusatz Wasser =3:2 eingesetzt .were used in the ratio of antifreeze additive water = 3: 2.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß das Umsetzungsprodukt im "Vergleich zu den bisher für spezielle Anwendungsfälle zur Verfügung stehenden Inhibitoren eine multifunktlonelle Wirkung auch bei verschiedenen Werkstoffkombinationen ausübt. : .From the table it can be seen that the reaction product exerts a multifunctional effect even with different material combinations in comparison with the inhibitors previously available for special applications.

Claims (2)

Erfindungsanspruchinvention claim Kühl- "bzw. Wärmeübertragungsmittel auf wässriger und/oder glykolhaltiger Basis mit einem Gehalt an üblichen kor.rosionshemmenden Zusätzen für den Einsatz in Kühl- und Warmeübertragungssystemen, die aus Leicht-, Schwer- bzw. Buntmetallen oder aus Kombinationen dieser Werkstoffe bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Inhibitorsystem, bestehend aus einem Zellulosederivat, vorzugsweise der Carboxymethylzellulose, welche partiell mit Mercaptobenzthiazol undCooling or heat transfer agent on an aqueous and / or glycol-based basis containing conventional corrosion-inhibiting additives for use in cooling and heat transfer systems, which consist of light, heavy or non-ferrous metals or combinations of these materials, characterized in that additionally an inhibitor system consisting of a cellulose derivative, preferably of carboxymethylcellulose, which partially reacts with mercaptobenzothiazole and 2-Äthylhexansäure im Masse-Verhältnis 1:1:1 bis 1:5:50 umgesetzt wurde, enthält und in einer Konzentration von 0,001 bis 3,5 % eingesetzt wird.2-ethylhexanoic acid in the mass ratio 1: 1: 1 to 1: 5: 50 was reacted, and is used in a concentration of 0.001 to 3.5%.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0262541A1 (en) * 1986-10-01 1988-04-06 Maria Grazia Muzzi Protective compositions with iron oxide conversion action
WO1999034031A1 (en) * 1997-12-29 1999-07-08 Prestone Products Corporation Method of inhibiting cavitation-erosion corrosion of aluminum surfaces
EP1111092A1 (en) * 1999-12-23 2001-06-27 Basf Aktiengesellschaft Aqueous engine running-in coolant with benzoate for corrosion protection of vapour compartment

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