ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к антифризу, содержащему алкиленгликоль, неорганические хлорсодержащие вещества и, в частности, подсластители, содержащие полигидроксильную функциональную группу. Состав антифриза, обеспечивающий выраженный антифризный эффект при использовании небольшого объема.

Антифриз — это вещество, которое добавляют к жидкости, обычно к воде, для снижения точки замерзания водной системы, а также для предотвращения образования твердого льда. Антифризы могут включать неорганические соли, такие как хлорид натрия, хлорид магния, хлорид кальция, ацетат калия, ацетат натрия, фосфат аммония, нитрат аммония, и такие органические соединения, как низкомолекулярный спирт, гликоль, лактаты и мочевина

Настоящее Изобретение относится к антифризным системам, в частности к решениям для закрытых емкостей в подарочной, игрушечной и медицинской промышленности. В последние годы появляется все больше и больше коммерческих продуктов, конструкция которых состоит из жидкости, заполненной в закрытом контейнере, например, из стекла, акрила, поликарбоната, полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, термопластичного каучука и т.п. Сложность, связанная с транспортировкой и хранением этих наполненных водой продуктов, которые можно заморозить в зимний период, стала серьезной коммерческой проблемой. Допустимый антифриз должен удовлетворять многим требованиям. Наиболее существенными из них являются способность снижать температуру замерзания воды до минимальной температуры эксплуатации в зимних условиях, удовлетворительная химическая стойкость и эксплуатационные качества, минимальное воздействие на материалы, контактирующие с антифризом, и пригодность в течение как минимум одного зимнего сезона.

Помимо эффекта снижения точки замерзания такого вещества в воде, при использовании антифриза необходимо учитывать коррозию вещества на поверхности металла, а также воздействие такого вещества на окружающую среду. Менее дорогими и наиболее широко используемыми антифризами являются хлорид натрия, кальций или их смеси. Однако из-за содержания хлора в таких веществах при их растворении в водном растворе на черном металле или другой металлической поверхности может наблюдаться значительная коррозия. Использование органических антифризов может снизить опасность коррозии, поскольку многие органические соединения значительно менее агрессивны по отношению к поверхностям из различных материалов и могут быть более совместимы с ингибиторами коррозии по отношению к металлам. Однако органические соединения дороже, чем неорганические соли, и просто не так экономичны, а органические продукты имеют проблему загрязнения окружающей среды. Поскольку антифриз будет использоваться в потребительских товарах, в этом антифризе мы используем пищевые ингредиенты.

До разработки настоящего изобретения водные системы, подвергающиеся воздействию температур ниже точки замерзания, были защищены путем добавления растворов этиленгликоля или пропиленгликоля для снижения точки замерзания и/или точки расширения твердого вещества полученной жидкой смеси ниже самого низкого предела ожидаемая температура окружающей среды. Однако этиленгликоль токсичен по сравнению с другими доступными добавками, и его использование в потребительских товарах было запрещено. Сахарные спирты являются легкодоступными, недорогими материалами и легко обрабатываются, и было обнаружено, что эти полиолы с хлоридом магния усиливают антифризный эффект, так что для подготовки к зиме закрытых водных систем требуется значительно меньше его.

Патент США. № 4587027 на имя Preusch, et al. раскрывают, что антифриз для питьевой воды требует 12% кукурузного сиропа, 30% пропиленгликоля, 58% воды, эффективен для защиты от замерзания и расширения до -45°C. Используемое количество пропиленгликоля составляет около 30%. патент США. В US 5853610 Kaes описана жидкая фаза, которая представляет собой водный раствор примерно 3-10% силиката щелочного металла и примерно 40% карбоната калия, который можно использовать при температуре до -30°C. раствор составляет примерно от 40 до 50%.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает антифризную композицию для закрытого контейнера с жидкостью. Композиция включает эффективное количество водорастворимого антифриза, такого как алкиленгликоль, декстроза, мальтодекстрин, сахарный спирт и соль, такая как галогенид щелочного металла, галогенид щелочноземельного металла. Эта антифризная композиция обеспечивает выраженный антифризный эффект, который снижает температуру замерзания до -10°С при использовании только 15% активного антифриза с водой.

Предполагается, что антифризная композиция по настоящему изобретению может использоваться для различных целей, обычно в условиях, когда контейнер содержит запечатанную или закрытую жидкость. Например, это может быть использовано в любом типе изделия, в котором жидкость заключена в структуру устройства. Это могут быть игрушки, амортизирующие приспособления, подушки, наполненные водой, куклы с жидким наполнителем для придания им более мягкой текстуры и т.п. Многие из этих товаров могут производиться в разных частях мира и могут поставляться в холодное зимнее время. Когда это происходит, желательно иметь в жидкости антифриз, чтобы предотвратить замерзание, растрескивание или разрушение продуктов, в которых содержится жидкость. В этом суть настоящего изобретения, его применение и использование.

Целью настоящего изобретения является подача такого небольшого объема этого антифриза в закрытый водный контейнер, который имеет хорошую температуру замерзания и хорошие свойства прозрачности.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение хорошей химической стабильности, очень экономичного и экологически безопасного продукта.

Дополнительные цели и преимущества данного изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Согласно изобретению новый антифриз содержит (а) от примерно 0 до примерно 60 процентов по весу алкиленгликоля или глицерина и их смесей и (b) от примерно 0,5 до примерно 90 процентов по весу подсластителей, (с) от примерно от 0,4 до примерно 60 мас.% неорганических хлорсодержащих веществ и (d) от примерно 5,0 до примерно 98,0 мас. % воды.

Первыми ингредиентами антифриза являются различные соединения алкиленгликоля и глицерин. Гликоли проявляют низкий уровень токсичности, низкое давление паров при нормальной температуре и не представляют опасности при вдыхании. Алкиленгликоли, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, 1,3-бутиленгликоль и их различные смеси. Предпочтительным алкиленгликолем для использования в данном изобретении является пропиленгликоль. Пропиленгликоль — прозрачная вязкая бесцветная жидкость, практически не имеющая запаха и слабовыраженного характерного вкуса. Первый компонент по настоящему изобретению присутствует в количестве от 0,5 до 50 мас.% в расчете на массу компонентов композиции антифриза, предпочтительно от 1,0 до примерно 30% и более предпочтительно от примерно 3,0 до примерно 12%.

Вторым типом ингредиента антифриза по данному изобретению является подсластитель. Подсластители, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают сахарные спирты, сахарозу, мальтодекстрин, кукурузный сироп, лактозу, мальтозу и декстрозу. Сахарные спирты или полиолы химически являются спиртами, но получены из молекул сахара. Они включают эритрит, гидрированные гидролизаты крахмала, изомальт, лактит, мальтит, маннит, сорбит и ксилит. Маннит, сорбит и ксилит представляют собой моносахаридные полиолы, тогда как изомельт, лактит и мальтит представляют собой дисахаридные полиолы. В зависимости от различных D.E. (эквивалент декстрозы), влияние точки депрессии замерзания также варьируется. И сахароза, и крахмал имеют нулевое значение D.E. Д.Э. значения продукта мальтодекстринов от 5 до 20. В состав кукурузного сиропа входят декстроза, мальтоза и мальтотриоза. Он делится на четыре типа кукурузных сиропов на основе эквивалента декстрозы (D.E.). I тип — от 20 до 38 D.E., II тип — от 38 до 58 D.E., III тип — от 58 до 73 D.E., IV тип — от 73 D.E. и выше. Д.Э. значение декстрозы равно 100. Депрессия температуры замерзания, более низкая активность воды и ингибирование кристаллизации воды будут увеличиваться с увеличением ДЭ. Наиболее полезные соединения подсластителей включают декстрозу, кукурузный сироп и сахарный спирт, которые можно использовать в изобретении. Эти три ингредиента могут помочь предотвратить кристаллизацию льда. Декстроза состоит из низкомолекулярного полимера глюкозы. Декстроза, моносахариды с меньшей молекулой, снижают температуру замерзания в большей степени, чем дисахариды, такие как сахароза, ДЭ которых равна нулю. Также степень понижения точки замерзания зависит от количества растворенных молекул в растворе. Температура замерзания 20% декстрозы составляет -5°С, а при 40% декстрозы температура замерзания составляет -14°С.

Сахарные спирты являются подсластителями, обычно добавляемыми для понижения температуры замерзания в разной степени. Чем меньше молекулярная масса сахарного спирта, тем больше понижение точки замерзания, потому что он способен растворять более мелкие молекулы и связывать воду. Предпочтительными сахарными спиртами являются моносахаридные полиолы, такие как маннит, сорбит и ксилит. Можно использовать смесь подсластителей. Предпочтительными являются композиции, в которых используется только сахарный спирт. Сахарный спирт и/или кукурузный сироп, декстроза антифриза присутствует в количествах от 0,5 до примерно 90 массовых процентов в расчете на общую массу компонентов антифриза, предпочтительно от 10 до примерно 60% и более предпочтительно от 20 до 45%.

Третий тип ингредиента антифриза по изобретению представляет собой хлорированную органическую соль. Хлорсодержащие вещества, которые можно использовать в настоящем изобретении, включают хлорид лития, хлорид натрия, хлорид калия, хлорид магния и хлорид кальция. Среди этих хлорсодержащих солей хлорид лития можно обрабатывать при самой низкой температуре, в то время как можно использовать смесь органических солей. Предпочтительными являются композиции, в которых используются только галогениды щелочноземельных металлов. Галогенид щелочноземельного металла в составе антифриза присутствует в количествах от 0,5 до примерно 70 мас.% в расчете на общую массу компонентов антифриза, предпочтительно от примерно 20 до примерно 60 мас.%, и особенно предпочтительным является хлорид магния.

Для максимизации наилучших композиций по данному изобретению весовое соотношение между хлоридом магния и подсластителями может варьироваться от примерно 1,5:1 до примерно 1:13. Также массовое соотношение между водой и подсластителем может варьироваться от примерно 1:2 до примерно 2:1. Количество третьего компонента, пропиленгликоля, может варьироваться от около 0 до около 75 массовых процентов от общей массы смеси хлорида магния и водного подсластителя.

В результате фактических сравнительных испытаний и экспериментальных данных было обнаружено, что при использовании этих новых продуктов и композиций, приготовленных в соответствии с предметом настоящего изобретения, подсластители, такие как декстроза, сорбит, показали гораздо более низкое снижение температуры замерзания и значительно улучшили больше, используя хлорсодержащее вещество, такое как хлорид магния. В обычных системах при температуре до -20°С рассолы хлорида кальция должны иметь концентрацию CaCl2 не менее 30% по весу. На практике концентрация такого рассола должна поддерживаться на уровне около 25%, чтобы предотвратить риск. Поэтому обычные системы нельзя использовать при температуре до -20°С. Для сравнения, температура замерзания 15% этиленгликоля, 15% пропиленгликоля, 15% сорбита, 7,5% хлорида магния составляет -6°С, -5°С, -4°С и -5°С по отдельности. Однако точка депрессии замерзания может быть снижена до -10°С при использовании 15% этого нового антифриза, который содержит менее 28% хлорида магния, 28% подсластителей в расчете на общую массу водной водной системы.

ПРИМЕР Общая методика приготовления состава таблицы

• (1) Воду добавляли в емкость, которую перемешивали и нагревали до температуры 65°С, а затем медленно добавляли хлорсодержащее вещество. в небольшой части.
• (2) Пропиленгликоль или подсластитель добавлялись индивидуально по порядку при температуре 60°C.
• (3) После того, как раствор стал прозрачным, его вылили и дали остыть в упаковочную тару

С помощью описанной выше процедуры были приготовлены композиции, перечисленные в таблице 1.

Измерение точки замерзания

Образец раствора был вихревую трубку и погружают в ванну с ледяной солью. Дают 30 минут, чтобы температура вновь достигла равновесия. Время измерения составляет 20 часов, а показание фиксировалось ровно через полчаса, пока не был обнаружен кристалл в трубке.

Технические советы: Антифриз RV: не все одинаковые

Вы здесь: Главная / Рубрики / Технические советы / Технические советы: Антифриз RV: не все одинаковые

Этот пост может содержать партнерские ссылки или упоминать наши собственные продукты, пожалуйста ознакомьтесь с нашей политикой раскрытия информации здесь.

Если ваша установка стоит в холодной местности, а вы еще этого не сделали, самое время подготовиться к зиме. Мы уже писали на эту важную тему. Предотвратить замерзание (и поломку) водопроводных линий вашего дома на колесах — серьезная задача. Один вопрос, который возникает при обсуждении подготовки к зиме, заключается в следующем: есть ли разница в типах антифризов RV?
Большинство владельцев автодомов достаточно сообразительны, чтобы понимать, что существует огромная разница между антифризом для автофургонов и автомобильным антифризом. Если вы пропустили это, вот краткий обзор. Антифриз RV нетоксичен и предназначен для закачки в водопроводную систему. Автомобильный антифриз — совсем другое дело. Многие типы токсичны, и их следует добавлять только в систему охлаждения двигателя.

Поэтому, когда их спрашивают, какой антифриз они используют для подготовки к зиме водопроводной системы своей буровой установки, многие владельцы домов на колесах отвечают: «О, я использую розовую жидкость». Хм? Что такое «розовая штучка»? В формулах антифриза RV действительно есть разница, и она может иметь большое значение в том, как все обернется.

В мире есть два основных претендента на нетоксичный антифриз RV. Основными компонентами являются либо этанол, либо пропиленгликоль. Вы, возможно, помните из школьных уроков химии, что этанол — это «удар» в Kickapoo Joy Juice — зерновом спирте. Да, этанол — хороший антифриз (не в вашей крови), потому что он повышает температуру замерзания воды.

Другой претендент на антифриз, пропиленгликоль, также является своего рода спиртом. Технически «двойной алкоголь», это не похоже на «двойной выстрел». Но, как и зерновой спирт, он также повышает температуру замерзания воды. Для наших целей, как RVers, пытающихся удержать наши трубы от поломки, любой из них будет делать эту работу. В этот момент экономная логика RV задаст вопрос: «Что дешевле?» Некоторые розничные продавцы хотят, чтобы вы поверили, что антифриз на основе этанола дешевле и, следовательно, является предпочтительным продуктом для подготовки к зиме.

Но придержите свои кредитные карты на минутку, это больше, чем просто деньги. Некоторые владельцы домов на колесах сообщили, что использование антифриза на основе этанола сохранило целостность их труб, но возникли неожиданные побочные эффекты. По крайней мере, один RVer говорит, что, когда он вытащил свою установку из «глубокой заморозки» и начал использовать ее во время сезона путешествий, у водопровода был неприятный вкус, и потребовалось довольно много времени, чтобы вымыть непрошеный спирт из системы. Некоторые предупреждают, что контакт с этанолом может отрицательно сказаться на резиновых уплотнителях сантехники. Так как антифриз на основе этанола горюч, если вы решили его использовать, то обязательно держите его подальше от огня.

Означает ли это, что антифриз на основе пропиленгликоля — лучший выбор для автодомов? Вот еще одна ложка дегтя. В пресс-релизе, рекламирующем антифриз на основе пропиленгликоля собственной марки, Dow Chemical предостерегает от подобных продуктов, произведенных другими, которые, возможно, могут быть изготовлены из переработанных продуктов.

Как узнать, может ли антифриз на основе пропиленгликоля RV содержать переработанные материалы? Вы бы не посмотрели на этикетку. Dow, конечно же, поднимает большой шум из-за того, что ее материалы являются строго «девственными» в каждом кувшине Dowfrost. Чтобы избавить вас от проблем, мы проконсультировались с производителями других популярных марок антифриза RV.