[发明专利]超浓缩添加剂溶液组合物

说明书

相关申请

本申请要求2015年3月4日提交的美国临时申请号62/128,204的权益。优先权文件的全部内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本教导一般涉及超浓缩添加剂溶液和，在一些实施方案中，涉及一种超浓缩溶液，其用作冷却系统(如，包括但不限于具有含有大量铝的组分的冷却系统，和包括但不限于用与流体接触的控制气氛钎焊(controlled atmosphere brazing) (CAB)钎焊的表面的铝)的传热流体添加剂。

背景

现代汽车发动机一般需要一种传热流体(液体冷却剂)，以提供它们的冷却系统的持久的、全年保护。传热流体的主要要求是它们提供有效的热传递，以为了有效的燃油经济性和润滑而控制和维持发动机温度，并防止发动机由于冻结、沸溢或过热所致的故障。传热流体的另外的关键要求是它提供所有冷却系统金属在广泛范围的温度和操作条件下的腐蚀保护。铝腐蚀保护对发动机缸体、汽缸盖、水泵、热交换器和由铝或铝合金制得的其它部件是特别重要的。除了金属保护外，腐蚀保护有助于传热流体满足其将过剩热从发动机传递至用于消散的散热器的主要功能。

概述

本发明的范围仅由所附的权利要求书限定，且不受本概述中的说明的任何程度的影响。

本文公开一种超浓缩添加剂溶液。超浓缩添加剂溶液可被加入到传热流体中，以改进腐蚀保护性能并延长传热系统及其部件或其中的流体的使用寿命。一种方法包括加入根据本教导的超浓缩添加剂溶液至传热流体中，以形成超级添加剂传热流体，并将生成的混合物加入到传热系统中。超浓缩添加剂溶液也可被用于高腐蚀保护性能传热流体浓缩物、预稀释传热流体、即用型传热流体的柔性生产，或作为一种预加载的添加剂用于保护在传热系统中的CAB钎焊的部件。

在一些实施方案中，根据本教导的超浓缩添加剂溶液包括水、冰点抑制剂(如，二醇如乙二醇、丙二醇，或其混合物)、磷酸、水溶性聚合物，和选自镁化合物、锂化合物、钙化合物、锶化合物，及其组合的化合物。在一些实施方案中，所述化合物包括镁化合物和钙化合物的组合。在一些实施方案中，超浓缩添加剂溶液的pH是低于约5.5。

附图简述

图1显示在50 vol. %商业OAT冷却剂A中，在130 ppm氟离子的存在下，分段剂量(slug dose)的传热流体超浓缩添加剂对铸铝SAE329的腐蚀的影响。

图2显示在50 vol. %商业OAT冷却剂B中，在130 ppm氟离子的存在下，分段剂量的传热流体超浓缩添加剂对铸铝SAE329的腐蚀的影响。

图3显示在50 vol. %商业OAT冷却剂C中，在130 ppm氟离子的存在下，分段剂量的传热流体超浓缩添加剂对铸铝SAE329的腐蚀的影响。

图4显示在50 vol. %商业OAT冷却剂D中，在65 ppm氟离子的存在下，分段剂量的传热流体超浓缩添加剂对铸铝SAE329的腐蚀的影响。

图5显示对浸没在25 vol. %冷却剂浓缩物+ 100 ppm氯离子中的AA319铸铝合金电极在排热传热条件下6小时获得的阳极极化曲线测量。

详述

为了确保长使用寿命和满足设计功能，用于汽车冷却系统的金属部件必须受到保护以免被发动机冷却剂腐蚀。此外，发动机冷却剂应与用于冷却系统的非金属(如软管、垫圈和塑料)相容。用于冷却系统的材料的过度腐蚀或降解可导致材料或部件的强度的显著减小，导致冷却剂从系统中的损失，并导致一个或多个冷却系统部件随后的功能障碍。所有这些事件可导致发动机故障。而且，即使相对温和的腐蚀可导致可在传热表面形成鳞屑或沉积物的腐蚀产物的形成。这些鳞屑或沉积物可大大减少热传递速率。无孔的鳞屑的热导率在25℃是约1.04-3.46 W/mK，而沉积物或多孔的鳞屑的热导率在25℃可以是约0.35 W/mK。这些值比用于冷却系统的各种金属的热导率低得多(如，对于铜于25℃为401 W/mK；对于铝于25℃为250 W/mK，对于镁于25℃为156 W/mK ，对于船用黄铜于25℃为109 W/mK，对于铸铁于25℃为55 W/mK，或对于不锈钢于25℃为16 W/mK)。简言之，鳞屑和沉积物的热导率在被用作于500℃ 的绝热材料的耐火砖的范围内(1.4 W/mK)。过多的鳞屑或腐蚀产物沉积也可导致散热器和加热器芯管中的冷却剂流的限制，甚至堵塞加热器芯和/或散热器。显著的传热速率减少和冷却剂的流量限制可导致发动机过热。