Método para estabilizar un concentrado de refrigerante de motor y evitar la formación de sal de agua dura con la dilución.

Un concentrado de refrigerante que tiene estabilidad mejorada al almacenamiento,

comprendiendo el concentrado:

uno o más inhibidores de la corrosión, y al menos un estabilizante seleccionado del grupo que consiste en polímeros de poliacrilato de la fórmula:

en la que R1 es H; R4 es hidrógeno; hidroxilo, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 carbonos; o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 3 carbonos; X es y R2 es hidrógeno, un metal alcalino o un metal alcalino-térreo, y la suma de m y n proporciona un peso equivalente medio numérico menor que 6500, en el que el concentrado de refrigerante comprende al menos 90% en peso de un agente para rebajar el punto de congelación, basado en el peso total del concentrado de refrigerante.

Método para estabilizar un concentrado de refrigerante de motor y evitar la formación de sal de agua dura con la dilución CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a la estabilización de refrigerantes para motores de combustión interna. Más particularmente, la invención se refiere a la estabilización de concentrados de refrigerante de motor, y a la prevención de la formación de sal de agua dura al diluir el concentrado estabilizado de refrigerante de motor con agua dura.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los sistemas de refrigeración de motores de automóviles contienen una variedad de metales, incluyendo cobre, aleación de soldadura, latón, acero, hierro colado, y aluminio. La posibilidad de ataque corrosivo en tales metales es elevada, debido a la presencia de diversos iones así como a las elevadas temperaturas, presiones y caudales encontrados en tales sistemas de refrigeración. La presencia de productos de corrosión en el sistema de refrigeración puede interferir con la transferencia de calor desde las cámaras de combustión del motor, y puede provocar subsiguientemente el sobrecalentamiento del motor y el fallo de los componentes del motor debido a las temperaturas excesivas del metal.

Para evitar estos problemas, se ha empleado una variedad de composiciones orgánicas e inorgánicas como inhibidores de la corrosión en formulaciones de refrigerante de motor. Los ejemplos ilustrativos de inhibidores de la corrosión usados en formulaciones de refrigerante de motor incluyen silicatos, fosfatos, ácidos orgánicos y sus sales, compuestos de tipo azol, molibdeno, nitratos, nitritos o boratos, así como sus combinaciones.

Sin embargo, muchas formulaciones de refrigerante de motor experimentan una variedad de problemas atribuidos habitualmente a la presencia de inhibidores de la corrosión. A menudo, los refrigerantes se proporcionan en forma de concentrados que se deben de diluir con agua antes del uso en un sistema de refrigeración de motor de automóvil.

En algunos casos, los concentrados de refrigerante de motor muestran problemas de inestabilidad después del almacenamiento prolongado en un almacén o en un estante. Una manifestación habitual de la inestabilidad durante el almacenamiento en un concentrado de refrigerante es la aparición del inhibidor en forma de precipitados. Los inhibidores de la corrosión que ya no forman parte de un concentrado homogéneo de refrigerante no estarán disponibles en el refrigerante diluido. Un refrigerante diluido obtenido a partir de un concentrado inestable proporcionará de este modo un motor con una menor protección frente a la corrosión.

Otro problema encontrado con concentrados de refrigerante de motor implica el agua usada para la dilución. En muchas áreas, la única agua disponible para tal uso es agua dura, o agua que contiene niveles apreciables de sales disueltas. La dureza del agua es una función de la concentración de sales de calcio y de magnesio disueltas contenidas en el agua, y habitualmente se expresa en términos de una concentración (ppm) como Dureza Total de CaCO3. Agua dura, como se usa aquí, se refiere a agua que tiene más de 150 ppm de CaCO3 de dureza total. En muchos casos, el uso de agua dura para la dilución de concentrados de refrigerante da como resultado un refrigerante que tiene efectos adversos sobre el sistema de refrigeración global.

Por ejemplo, el documento EP 0.245.557 B1 describe que el uso de agua dura para diluir formulaciones anticongelantes/refrigerantes que contienen inhibidores de la corrosión de tipo silicato y borato de metal alcalino provoca la formación de flóculos insolubles de silicato de metal alcalino-térreo que precipitan de la disolución de anticongelante-agua. Se afirma que los flóculos resultantes de silicato metálico son sales de silicato de calcio y/o de magnesio que afectan adversamente al sistema de refrigeración por varias razones. En primer lugar, puesto que los precipitados son flóculos de silicato de metal alcalino-térreo, se produce una eliminación rápida de silicato en la disolución; de este modo, se agotan las propiedades de la formulación inhibidoras de la corrosión. Además, los sólidos que precipitan pueden taponar eventualmente los pasajes del sistema de refrigeración del motor. En segundo lugar, la formación de incrustación de agua dura es indeseable debido a que puede interferir con la transferencia de calor desde las cámaras de combustión del motor, y puede provocar subsiguientemente el sobrecalentamiento del motor y el fallo de los componentes del motor debido a temperaturas excesivas del metal. El documento EP 0.245.557 B1 describe el uso de composiciones de ácido fosfinopolicarboxílico/policarboxilato, o sus mezclas, como estabilizantes para prevenir la precipitación de inhibidores de la corrosión insolubles de tipo silicato y borato de metal alcalino-térreo, en el que dichas formulaciones se diluyen con agua dura.

Sin embargo, el documento EP 0.245.557 B1 está limitado a la prevención de sales de agua dura en refrigerantes que tienen sólo ciertos inhibidores de la corrosión.

El documento WO 99/61545 describe una disolución anticongelante/de refrigerante para inhibir la corrosión de metales e inhibir la incrustación de material, basado en 100 partes en peso de una disolución a base de glicol que

comprende un policarboxilato polimérico, una sal seleccionada del grupo que consiste en nitrato de sodio, nitrato de potasio, nitrato de magnesio, nitrato de calcio, nitrato de litio, y sus combinaciones, una sal adicional seleccionada del grupo que consiste en nitrito de sodio, nitrito de potasio, nitrito de magnesio, nitrito de calcio, nitrito de litio, y sus combinaciones, un compuesto azólico, un copolímero de silicato de silicona, un compuesto de fosfato, un compuesto de metal de transición y un compuesto glicólico. Esta disolución anticongelante/de refrigerante proporciona un efecto protector frente a la corrosión por cavitación de aluminio en líquidos acuosos, reduciendo la velocidad de corrosión, y es efectiva a concentraciones relativamente bajas y a intervalos variables de pH.

La patente US nº 5.454.967 describe mezclas de refrigerantes a base de glicol, que contienen fosfato, que son estables en agua dura y están libres de nitritos, silicatos, aminas y boratos, conteniendo dicha mezcla fosfato de amonio y/o de metal alcalino, benzoato de amonio o de metal alcalino, molibdato de amonio o de metal alcalino, nitrato de amonio o de metal alcalino, benzotriazol, toliltriazol, un compuesto de magnesio soluble en agua, un ácido carboxílico oligomérico o polimérico con un peso molecular de 1.000-100.000, agua y glicol. Estas mezclas proporcionan una excelente protección frente a la corrosión de alta temperatura para todos los materiales metálicos que aparecen en los sistemas de refrigeración, y no forman precipitado a temperaturas elevadas o durante el almacenamiento prolongado o al diluirlas con agua dura.

Además, ninguno de la técnica anterior ha resuelto simultáneamente los problemas duales de la estabilidad del concentrado de refrigerante durante el almacenamiento y de la formación de la formación de sal de agua dura al diluir el concentrado con agua dura.

En consecuencia, aún existe la necesidad de estabilizar concentrados de refrigerante para motores de combustión interna.

Más particularmente, todavía existe la necesidad de métodos y composiciones dirigidos a la prevención de la formación de sales de agua dura al diluir los concentrados de refrigerante de motor con agua dura.

Más particularmente, todavía existe la necesidad de métodos y composiciones dirigidos a la estabilización simultánea de concentrados de refrigerante y a la prevención de la formación de sal de agua dura al diluir un concentrado estabilizado de refrigerante de motor con agua dura.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención proporciona concentrados de refrigerante estabilizados con un aditivo estabilizante particular. Se ha encontrado inesperadamente que los concentrados de refrigerante estabilizados con al menos uno de los estabilizantes identificados particularmente tienen un período de caducidad mejorado, particularmente con respecto al período de caducidad a temperaturas elevadas.

Además, se ha encontrado inesperadamente que los concentrados de refrigerante estabilizados particularmente se pueden diluir con agua dura para proporcionar un refrigerante que no forma sales de agua dura.

Se describe un concentrado de refrigerante que... [Seguir leyendo]

1. Un concentrado de refrigerante que tiene estabilidad mejorada al almacenamiento, comprendiendo el concentrado:

uno o más inhibidores de la corrosión, y al menos un estabilizante seleccionado del grupo que consiste en polímeros de poliacrilato de la fórmula:

en la que R1 es H; R4 es hidrógeno; hidroxilo, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 carbonos; o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 3 carbonos; X es y R2 es hidrógeno, un metal alcalino o un metal alcalino-térreo, y la suma de m y n proporciona un peso equivalente medio numérico menor que 6500, en el que el concentrado de refrigerante comprende al menos 90% en peso de un agente para rebajar el punto de congelación, basado en el peso total del concentrado de refrigerante.

2. El concentrado de la reivindicación 1, en el que R4 es H u OH.

3. El concentrado de la reivindicación 2, en el que R4 es H.

4. El concentrado de la reivindicación 1, en el que R2 es un metal alcalino o un metal alcalino-térreo.

5. El concentrado de la reivindicación 4, en el que R2 es un metal alcalino.

6. El concentrado de la reivindicación 1, en el que al menos un estabilizante comprende 0, 01% en peso a 1, 00% en peso del concentrado, basado en el peso total del concentrado.

7. El concentrado de la reivindicación 1, en el que el uno o más inhibidores de la corrosión se seleccionan del grupo que consiste en ácidos orgánicos, compuestos de tipo azol, silicatos, fosfatos, nitratos, nitritos, boratos, benzoatos, molibdatos, sales de metales alcalinos de los mismos, y mezclas de los mismos.

8. El concentrado de la reivindicación 1, en el que el uno o más inhibidores de la corrosión comprenden silicatos, fosfatos, sales de metales alcalinos de los mismos, sales de metales alcalino-térreos de los mismos, o mezclas de los mismos.

9. El concentrado de la reivindicación 1, en el que el uno o más inhibidores de la corrosión comprenden fosfatos, sales de metales alcalinos de los mismos, sales de metales alcalino-térreos de los mismos, o mezclas de los mismos.

10. El concentrado como en la reivindicación 7, en el que el uno o más inhibidores de la corrosión comprende 0, 10% en peso a 10% en peso del concentrado, basado en el peso total del concentrado.

11. Un método para prevenir la formación de sal de agua dura al diluir un concentrado de refrigerante con agua, que comprende diluir el concentrado de la reivindicación 1 con agua para proporcionar un refrigerante final que comprende de 1 a menos de 90% en peso de agua.

12. El método de la reivindicación 11, que comprende diluir el concentrado de la reivindicación 1 con agua para proporcionar un refrigerante final que comprende de 30 a alrededor de 70% en peso de agua.

13. El método de la reivindicación 12, que comprende diluir el concentrado de la reivindicación 1 con agua para proporcionar un refrigerante final que comprende de 40 a alrededor de 60% en peso de agua.

14. El método de la reivindicación 11, que comprende diluir el concentrado de la reivindicación 1 con agua dura.

15. El método de la reivindicación 14, en el que el refrigerante final tiene una concentración inicial de precipitados insolubles de sal de agua dura menor que 50 ppm.

16. El método de la reivindicación 11, en el que el pH del refrigerante final es 1, 5-7, 5.

17. El método de la reivindicación 11, en el que el al menos un estabilizante comprende 0, 005% en peso a 0, 5% en peso del refrigerante final, basado en el peso total del refrigerante final.

18. Un método para estabilizar un refrigerante que comprende un agente para rebajar el punto de congelación, que comprende añadir a un refrigerante al menos un estabilizante seleccionado del grupo que consiste en polímeros de poliacrilato de la fórmula:

en la que R1 es H; R4 es hidrógeno; hidroxilo, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 carbonos; o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 3 carbonos; X es y R2 es un metal alcalino o un metal alcalino-térreo, y la suma de m y n proporciona un peso equivalente medio numérico menor que 6500.

19. El método como en la reivindicación 18, en el que el al menos un estabilizante se añade como una disolución estabilizante que tiene un pH de 1, 5-3, 5.

20. El método como en la reivindicación 18, en el que el al menos un estabilizante comprende 0, 01% en peso a 1, 00% en peso del refrigerante, basado en el peso total del refrigerante.

21. Un método para estabilizar un concentrado de refrigerante de motor y prevenir la formación de sal de agua dura 20 al diluir el concentrado de refrigerante con agua dura, que comprende añadir a un concentrado de refrigerante, que comprende al menos 90% en peso o más de un agente para rebajar el punto de congelación, al menos un estabilizante seleccionado del grupo que consiste en polímeros de poliacrilato de la fórmula:

en la que R1 es H; R4 es hidrógeno; hidroxilo, un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 carbonos; o un grupo alcoxi que tiene de 1 a 3 carbonos; X es y R2 es hidrógeno, un metal alcalino o un metal alcalino-térreo, y la suma de m y n proporciona un peso equivalente medio numérico menor que 6500, para proporcionar un concentrado estabilizante de refrigerante, y diluir el concentrado estabilizado de refrigerante con agua dura para proporcionar un refrigerante final.

22. El método de la reivindicación 21, en el que el refrigerante final tiene una concentración inicial de precipitados insolubles de sal de agua dura menor que 50 ppm.