DE19547499A1 - Langzeit-Motorkühlmittelzusammensetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Langzeit-Motorkühlmittelzusammensetzung, insbesondere eine Langzeit-Motorkühlmittelzusammensetzung, welche über 5 Jahre nicht ausgetauscht werden muß, indem sie nur einmal zuge­ geben wird und indem die Gehalte eines Metallkorrosionsinhibitors auf Carboxylbasis und eines Kupferkorrosionsinhibitors erhöht und die Ge­ halte an anorganischen Additiven, als Additive der Zusammensetzung ei­ nes Motorkühlmittels verringert werden.

Ein Motorkühlmittel wird verwendet, um Rißbildungen im Zylinderblock oder -kopf sowie das Springen des Kühlerblocks zu verhindern, welche sonst durch Gefrieren des Kühlwassers verursacht würden. Ferner wird es in zwei Gruppen unterteilt, wobei deren Hauptkomponenten Alkohol und Glykol sind.

Ferner sind neben den Hauptbestandteilen ein Korrosionsinhibitor, Oxi­ dationsinhibitor und ein Entschäumer zugesetzt, um ein Antikorrosions­ verhalten der Metalle zu ermöglichen, aus welchen Verbrennungsmoto­ ren, bei denen Motorkühlmittel angewandt werden, zusammengesetzt sind, wie beispielsweise Aluminium, Gußeisen, Stahl und Messing. Das Antigefrierverhalten eines Motorkühlmittels hängt von Ethylenglykol ab, welches der Hauptbestandteil eines Motorkühlmittels ist, so daß hinsicht­ lich dessen Herstellungsverfahren keine Schwierigkeiten vorliegen. Die Antikorrosionsfähigkeit hängt jedoch von verschiedenen Arten von Additi­ ven ab, welche als Metallkorrosionsinhibitoren verwendet werden, oder von der eingesetzten Menge und deren Erschöpfungsgeschwindigkeit.

Additive, welche als Metallkorrosionsinhibitoren und Antialterungsmittel eingesetzt worden sind, sind anorganische Additive, wie Borat, Nitrat, Ni­ trit, Wolframat, Molybdat, Phosphat, Silikat, Carbonat und organische Additive, wie Benzoat, Sebacinsäuresalze, Citrat und Phthalat.

Ebenso wurden Amine eingesetzt welche jedoch hinsichtlich deren Krebs­ erzeugungspotential reglementiert sind. Weiterhin werden Benzotriazol, Mercaptobenzotriazol oder Tolytriazol als Kupferkorrosionsinhibitoren eingesetzt.

Somit haben Additive auf Aminbasis einen guten Antikorrosionseffekt für Metalle auf Eisenbasis, jedoch ist die Korrosion von Teilen auf Kupferbasis stark und die Alterung sehr schnell, wobei die auftretende Kupferkorro­ sion zu einer Korrosion des Aluminiums durch Kupferionen führt.

Da Silikat eine schlechte Stabilität aufweist, geht im Falle des Auftretens eines Gels oder von Ausfällungen der Antikorrosionseffekt für Aluminium verloren, wobei im Falle der Extraktion Leckwasser auftritt unter Schädi­ gung der mechanischen Abdichtung der Wasserpumpe. Borat ist ein gutes Antikorrosionsmittel für Metalle auf Eisenbasis, jedoch zeigt es einen schlechten Antikorrosionseffekt für Aluminium unter Wärmeabstrah­ lungsbedingungen.

Um daher ein Langzeit-Motorkühlmittel herzustellen, müssen Additive ausgewählt werden, deren Konzentration im Kühlmittel, das im Kühlwas­ ser verwendet wird, auf deren anfänglichem Zustand trotz kontinuierli­ cher Anwendung beibehalten werden kann, wobei deren Gehalte erhöht werden.

Bislang eingesetzte Motorkühlmittel umfassen jedoch die oben genannten Additive, so daß daher deren Erschöpfungsgeschwindigkeit hoch und das Antikorrosionsvermögen schwach ist. Daher muß ein solches Kühlmittel jedes Jahr oder alle zwei Jahre ausgetauscht werden, was umständlich ist und zu einer Umweltverschmutzung führt aufgrund des Abfalls an beim Austauschen anfallendem Motorkühlmittel.

Zum Stand der Technik betreffend Motorkühlmittel kann auf folgende Schriften verwiesen werden: US-Patente Nr. 5 310 493, Nr. 5 240 631, Nr. 5 073 283, Nr. 486 984, Nr. 4 744 913, Nr. 4 717 495 und Nr. 4 684 475, sowie die ungeprüften japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 4-117 481, 2-182 782, 3-171 801, 3-21 689, 1-311 186 sowie 63-113 094 und 60-243 186.

Der Austauschzyklus der Motorkühlmittelzusammensetzungen gemäß dem oben genannten Stand der Technik ist jedoch so kurz wie ein Jahr oder zwei Jahre, da die Selektivität und die Ausgewogenheit bzw. das Gleichgewicht der Additive inkongruent ist. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung versuchten daher, diese Nachteile des Standes der Technik mittels Additiven zu überwinden und haben daher vorgeschlagen, den Ge­ halt an Metallkorrosionsinhibitor auf Carboxylbasis, dessen Erschöp­ fungsgeschwindigkeit gering ist, zu erhöhen, den Gehalt an Additiven auf Triazolbasis, welche als Kupferkorrosionsinhibitoren verwendet werden, zu erhöhen, da deren Erschöpfungsgeschwindigkeit hoch ist, und den Ge­ halt an anorganischen Additiven als Metallantikorrosionsmittel für Alu­ minium zu verringern, um die Bildung von Ausfällungen durch hartes Wasser zu reduzieren.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Langzeit-Motorkühlmittelzu­ sammensetzung vorzusehen, welche über einen langen Zeitraum von bei­ spielsweise 5 Jahren nicht ausgetauscht werden braucht, indem nur ein­ mal durch eine Verringerung der Erschöpfungsgeschwindigkeit Additive für das Motorkühlmittel zugesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Langzeit-Motorkühlmittelzu­ sammensetzung, umfassend Ethylenglykol, entionisiertes Wasser, einen Farbstoff, Entschäumer sowie weitere Additive, die dadurch gekennzeich­ net ist, daß diese Additive 2-5 Gew.-% Natriumbenzoat, 0,5-3,0 Gew.-% Natriumsuccinat, 0,3-0,7 Gew.-% Natriumphosphat, 0,15-0,5 Gew.-% Benzotriazol, 0,15-0,4 Gew.-% Tolytriazol, 0,3-0,6 Gew.-% Natriumnitrat und 0,2-0,5 Gew.-% Natriummolybdat umfassen.

Die Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben.

Die Erfindung betrifft eine Langzeit-Motorkühlmittelzusammensetzung, deren Hauptbestandteil Ethylenglykol ist, und welche während 5 Jahren nicht ausgetauscht werden muß, indem nur einmal durch Änderung der Zusammensetzung Metallkorrosionsinhibitoren zugesetzt werden. Allge­ meine Additive, deren Lebensdauer kurz ist und welche als Metallkorro­ sionsinhibitoren schwach sind, werden bei der vorliegenden Erfindung nicht eingesetzt.

Daher werden 2-5 Gew.-% Natriumbenzoat, bei dem es sich um einen Me­ tallkorrosionsinhibitor auf Carboxylbasis handelt, dessen Erschöpfungs­ geschwindigkeit gering ist, zugesetzt. Wenn der Gehalt weniger als 2 Gew.-% beträgt, tritt eine Korrosion von Aluminium und Eisen auf. Wenn dessen Gehalt mehr als 5 Gew.-% beträgt, nimmt der Antikorrosionseffekt nicht zu, jedoch sind die Herstellungskosten erhöht. Ferner werden 0,5-3,0 Gew.-% Natriumsuccinat zugesetzt, das als Antikorrosionsmittel für Alu­ minium und als alkalischer Puffer dient. Wenn der Gehalt an Natriumsuc­ cinat außerhalb dieses Bereichs liegt, ist die Reservealkalinität gering oder der Antikorrosionseffekt herabgesetzt.

Weiterhin werden gemäß der Erfindung 0,3-0,8 Gew.-% Additive auf Tria­ zolbasis zugegeben, im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Ge­ halt an Additiven auf Triazolbasis 0,1-0,3 Gew.-% beträgt.

Im einzelnen werden 0,15-0,5 Gew.-% Benzotriazol und 0,15-0,4 Gew.-% Tolytriazol bzw. Tolyltriazol zugegeben. Die Gehalte an Kupferkorrosions­ inhibitoren auf Triazolbasis sind erhöht, da deren Erschöpfungsge­ schwindigkeit hoch ist. Ferner werden 0,3-0,7 Gew.-% Natriumphosphat zugegeben, bei dem es sich um ein anorganisches Additiv sowie um einem Korrosionsinhibitor für Aluminium handelt, im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem der Gehalt an Natriumphosphat 1,0-2,0 Gew.-% beträgt. Das heißt, der Gehalt an Natriumphosphat wird verringert, um die Präzipi­ tatbildung durch hartes Wasser herabzusetzen. Schließlich werden 0,3-0,6 Gew.-% Natriumnitrat und 0,2-0,5 Gew.-% Natriummolybdat zugege­ ben, welche als Antikorrosionsmittel für Lötmetall und Aluminium agie­ ren.

Wenn die Gehalte der oben genannten Additive außerhalb der angege­ benen Bereiche liegen, ist der Antikorrosionseffekt herabgesetzt. Abgese­ hen von den obigen Komponenten können ein Farbstoff und ein Entschäu­ mer zugesetzt werden. Bei dem Entschäumer kann es sich um eine Siliko­ nemulsion oder um ein Tensid handeln.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann die Korrosion von Metall­ teilen verhindern, welche in Kühlvorrichtungen vorliegen, bei denen Mo­ torkühlmittel eingesetzt werden, indem sie Additive mit guter Stabilität und geringer Erschöpfungsgeschwindigkeit umfaßt, und sie braucht nach einmaliger Zugabe über 5 Jahre aufgrund ihrer Langlebigkeit nicht ausge­ tauscht zu werden.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Beispiele näherer­ läutert.

Beispiele 1 bis 3

Gemäß den in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Mischungsverhältnissen wurden organische Additive in Ethylenglykol und anorganische Additive in entionisiertem Wasser bei 50°C gelöst.

Nach vollständiger Auflösung wurden die Lösung organischer Additive und die Lösung anorganischer Additive vermischt und 30 Minuten ge­ rührt, um Motorkühlmittelzusammensetzungen herzustellen.

Tabelle 1

Prüfbeispiel

Um die Eignung der in den obigen Beispielen 1-3 hergestellten Motorkühl­ mittel zu überprüfen, wurde ein Metallkorrosionstest gemäß der KSM 2142 Motorkühlmittel-Testmethode durchgeführt unter Vergleich mit ei­ nem Langzeit-Motorkühlmittel, das nach einem herkömmlichen Verfah­ ren hergestellt wurde.

Hierbei wurde ein Spezialtest hinsichtlich metallischer Korrosion gemäß der Erfindung durch Änderung der Prüfzeit und der Temperatur wie folgt durchgeführt. Der übliche Test hinsichtlich metallischer Antikorrosion erfolgt mit einer Testlösungskonzentration von 30% über eine Prüfzeit von 336 Stunden. Dahingegen wurden beim Spezialtest gemäß der Erfindung eine 20%-ige Konzentration sowie 1000 Stunden Prüfzeit angewandt. Wei­ terhin sind die Bedingungen beim simulierten Betriebs-Korrosionstest ei­ ne Konzentration sowie eine Prüfzeit beim allgemeinen Test von 30% bzw. 1000 Stunden, wohingegen die entsprechenden Bedingungen beim Spezi­ altest gemäß der Erfindung 20% bzw. 2000 Stunden betrugen.

Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, daß die im Handel erhältlichen Pro­ dukte eine Korrosion von Aluminium und Metallen auf Eisenbasis beim Metall-Korrosionstest unter geringer Konzentration und über einen lan­ gen Zeitraum nicht verhindern können. Dahingegen kann die erfindungs­ gemäße Zusammensetzung die Korrosion von Metallen in Kühlvorrich­ tungen trotz geringem Konzentrationszustand verhindern, bei guter Oxi­ dationshemmung und chemischer Stabilität.

Claims (1)

1. Langzeit-Motorkühlmittelzusammensetzung, umfassend Ethylenglykol, entionisiertes Wasser, einen Farbstoff, Entschäumer sowie weitere Additi­ ve, dadurch gekennzeichnet, daß diese Additive 2-5 Gew.-% Natrium­ benzoat, 0.5-3,0 Gew.-% Natriumsuccinat, 0,3-0,7 Gew.-% Natriumphosphat, 0,15-0,5 Gew.-% Benzotriazol, 0,15-0,4 Gew.-% Tolytriazol, 0,3-0,6 Gew.-% Natriumnitrat und 0,2-0,5 Gew.-% Natriummolybdat umfassen.