[发明专利]延长工作的发动机冷却剂组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年6月12日在先提交的未决非临时申请第13/916141号的权益和优先权，其公开内容通过引用完整地并入本文。

技术领域

本发明一般涉及具有延长的工作活性的发动机冷却剂组合物和用于增加发动机中冷却剂组合物的工作寿命的方法。

背景技术

引入到柴油发动机的冷却系统中的冷却剂组合物旨在可重复地将热量从发动机内的热发生组件携带到系统内的冷却剂部分，然后在工作期间连续地再循环穿过发动机。冷却剂组合物最好不受冷却系统内遇到的高温的影响，也不由于循环穿过系统而在化学上被改变。另外，冷却剂组合物帮助保护金属部件免受腐蚀作用，所述腐蚀作用是在发动机不运行时在冷却系统环境中会遇到的。

冷却剂组合物由此必须在冷却系统内执行许多功能以令人满意地工作。其必须具有足够高的热导率以便能够吸收热量，而且必须足够稳定以使得在发动机运行期间不分解或不发生化学组成的变化。另外，因为冷却系统内部包含具有不同组成如铁、黄铜、焊料、铝和钢的金属组件，所以冷却剂必须既不受金属影响，又能够保护该环境中的金属免于降解。另外，冷却剂组合物必须能够在较长的时间内提供其热吸收和保护功能。

二醇早已在冷却剂组合物中用作主冷却剂和冰点降低组分。根据其中发动机将要运行的内部环境的温度范围，一般可以添加不同量的水以扩充冷却剂组合物。因此，使用者能够根据需要稀释冷却剂组合物以在预期的工作条件下获得期望的低温保护和高温保护。但是应注意，在冷却剂组合物的整个稀释范围内都需要防止冷却剂系统的内部部件被腐蚀的保护。

冷却剂组合物中的某些组分响应于冷却剂系统中使用的组分金属的性质和量可能还需要浓度调整、组成调整或两者。因此，包括含铝水平较高的部件的发动机应使用为铝组件提供防腐蚀的冷却剂组合物。或者，当冷却剂系统主要包括或仅包括铁和含铁金属时，防腐组分可以在浓度、组成或两者方面不同，以使冷却剂组合物在其与这些金属一起使用的工作周期内最优化。

在关于柴油发动机通常使用的铸铁冷却系统的情况下，与冷却剂组合物接触的金属表面的点蚀是个问题。在湿式缸套柴油发动机中，发动机气缸衬里的点蚀是主要问题。这些发动机衬里由铸铁制成，通常依赖于冷却剂组合物中亚硝酸钠的存在来防止衬里表面的点蚀或使其最小化。在用于与柴油发动机一起使用的冷却剂组合物中，亚硝酸钠由于其保护铁表面而被消耗，通常被氧化成硝酸钠。另外，冷却剂组合物中的亚硝酸钠趋于侵略性地作用于冷却系统内的任何铝或焊料表面。因此，必须小心地控制冷却剂组合物中亚硝酸盐的浓度以平衡对铁表面的保护作与对其他系统组件的腐蚀作用。为了评价亚硝酸盐浓度是否保持在对于特定冷却剂系统应用限定的限制范围内，可以将冷却剂应用于可商购获得的测试条。代表性测试条产品可以从Acustrip(P.O.Box413,MountainLakes,NJ07046)以商品名CTS-3获得，或者从CumminsFiltration(1200FleetguardRoad,Cookeville,TN38506)以商品名CoolantTestStrips获得。

即使在亚硝酸盐被恰当地平衡的情况下，该组分的损耗也是时间和温度的函数，其通常随着发动机的使用寿命和工作周期而变化。虽然其他组分被引入到冷却剂组合物中以消除对冷却系统中各种金属表面的腐蚀作用或使其最小化，但是亚硝酸钠组分一般在其控制冷却系统中铁表面上的点蚀的能力方面是独特的。这样，冷却剂组合物中亚硝酸盐的损耗会削弱冷却剂组合物防腐蚀保护的能力。

发明内容

本发明通过提供冷却剂组合物来解决冷却剂组合物中亚硝酸盐损耗的问题，所述冷却剂组合物包含有效在含铁冷却系统如在柴油发动机中使用的含铁冷却系统中执行亚硝酸盐的腐蚀抑制功能的浓度的异壬酸。因此，不需要将作为酸或作为碱金属盐、碱土金属盐或铵盐、通常作为亚硝酸钠的亚硝酸盐并入到冷却剂组合物中。本发明的冷却剂组合物使用至少50重量％的基于二醇的冷却液，例如但不限于乙二醇、丙二醇、二乙二醇及其组合。此外，二醇醚可以单独或与上述二醇组合地用作冷却液。二醇醚包括乙二醇的甲醚、乙醚、丙醚和丁醚及其混合物。甘油可以用作冷却液。在另一实施方案中，商品化的冷却剂组合物一般会含有55重量％至95重量％的上述二醇组分或二醇醚组分中的一种或更多种。在另一实施方案中，商品化的冷却剂组合物会含有70重量％至95重量％的二醇组分或二醇醚组分中的一种或更多种。在一个优选实施方案中，商品化的冷却剂组合物会含有85重量％至95重量％的二醇组分或二醇醚组分中的一种或更多种。