專(zhuān)利名稱(chēng)：非水傳熱流體及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來(lái)講，本發(fā)明涉及用于熱交換系統(tǒng)，例如用作內(nèi)燃機(jī)冷卻劑、電或電子組件的冷卻劑、太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)的傳熱流體或在工業(yè)加工中用于保持溫度的傳熱流體的實(shí)質(zhì)上非水的、低毒的傳熱流體。本發(fā)明還涉及為安裝所述的非水傳熱流體而配制的用于由熱交換系統(tǒng)中吸收殘余水的可相容的低毒配制流體。
背景技術(shù)：
傳熱流體用于各種用途。傳熱流體的一個(gè)通常的用途是作為內(nèi)燃機(jī)的冷卻劑。目前使用的大多數(shù)傳熱流體含有與乙二醇(EG)混合的水，乙二醇是一種因不當(dāng)排放而能夠引起環(huán)境污染的有害物質(zhì)。如果攝入這些流體，能夠?qū)θ撕推渌麆?dòng)物產(chǎn)生危險(xiǎn)的健康影響。另外，由于與用過(guò)的傳熱流體接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生健康影響，這是由加入防止與水有關(guān)的反應(yīng)的重金屬元素沉淀物和有毒抑制劑的污染引起的。
僅在美國(guó)，每年出售的傳熱流體濃縮物就接近7億加侖，全世界大約出售12億加侖。濃縮物是一種制劑，在其中加入實(shí)質(zhì)性的水部分形成實(shí)際的傳熱流體。由這些濃縮物制造的傳熱流體的一些是代替類(lèi)似的但用過(guò)的傳熱流體，這些用過(guò)的傳熱流體是從汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)等的傳熱系統(tǒng)排出的。估計(jì)濃縮物的很大一部分都處理不當(dāng)，這對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。用戶(hù)的處理不當(dāng)是引起環(huán)境污染的一個(gè)主要原因。另一個(gè)主要的環(huán)境污染源是從重型車(chē)輛泄漏、濺出和溢出。重型車(chē)輛的經(jīng)驗(yàn)顯示，由于系統(tǒng)構(gòu)件如水泵、軟管夾或散熱器芯的泄漏，每運(yùn)行12000至18000英里，通常會(huì)損失發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱流體體積的10％。對(duì)于典型的公路卡車(chē)，這種損失率等于約1加侖/月，相當(dāng)于每分鐘一滴的泄漏率。每分鐘一滴的傳熱流體泄漏率可能不會(huì)注意到，但加起來(lái)是一個(gè)相當(dāng)大的損失。
在某些使用重型車(chē)輛的作業(yè)中，溢出所占的傳熱流體損失遠(yuǎn)比水泵、軟管夾或散熱器芯的低水平泄漏更多。溢出是于過(guò)熱或發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)裝得過(guò)滿(mǎn)造成的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)裝得過(guò)滿(mǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)加熱傳熱流體，引起流體膨脹，使其不能容納在系統(tǒng)中。泄壓閥線(xiàn)通常允許過(guò)量的流體漏到地面上。傳熱流體的少量濺出和泄漏(少于1加侖)最終將生物降解，對(duì)環(huán)境的影響很小。但是，在發(fā)生生物降解前，這些濺出和泄漏對(duì)于寵物和野生生物存在毒害危險(xiǎn)。
目前的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑制劑通常使用水作為主要的除熱流體。根據(jù)冬季氣候的嚴(yán)重程度，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的水含量通常為30體積％-70體積％。常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的第二主要成分是冰點(diǎn)降低劑。最通用的冰點(diǎn)降低劑是EG，其以占發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑體積的30％-70％的量加入水中，防止冬季水結(jié)冰。EG是一種多元醇，是具有一個(gè)以上羥基(OH)的醇。許多多元醇(例如，二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、二丙二醇和己二醇)在加到水中時(shí)可降低水的冰點(diǎn)并提高水的沸點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑配方中最通用的多元醇是EG，因?yàn)槠鋵?duì)于該目的具有優(yōu)良的特性，還因?yàn)槠涫亲畋阋说亩嘣肌?br> 除水和EG外，還包括含有幾種不同化學(xué)品的添加劑包(additivepackage)。這些添加劑用來(lái)防止腐蝕、空化、沉積物形成和起泡，且各自以占冷卻劑濃縮物的0.1重量％-3重量％的濃度存在。所述添加劑通常與冰點(diǎn)降低劑混合，以形成抗凍劑濃縮物，該濃縮物可與水混合形成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑。作為EG的替代物，由多元醇丙二醇(PG)與添加劑組成的制劑已用作冰點(diǎn)降低劑，主要是由于與EG相比，PG具有更低的毒性等級(jí)。
同一冷卻劑制劑不能用于所有的發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)椴煌?lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)有不同的要求。例如，重型發(fā)動(dòng)機(jī)需要高濃度的亞硝酸鈉作為添加劑，用來(lái)控制由空化引起的汽缸襯的鐵腐蝕。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的實(shí)質(zhì)性部分由水構(gòu)成時(shí)，可能產(chǎn)生汽缸襯空化。例如當(dāng)在重型發(fā)動(dòng)機(jī)中使用50％水和50％EG(50/50 EG/W)時(shí)，冷卻劑的工作溫度(大約200°F，93.3℃)與冷卻劑的沸點(diǎn)(在10psig時(shí)大約是250°F，121℃)非常接近。在部分循環(huán)中汽缸襯的振動(dòng)在汽缸襯向離開(kāi)冷卻劑的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)形成低壓區(qū)，在汽缸襯向冷卻劑的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)形成高壓區(qū)。在循環(huán)的低壓區(qū)期間，冷卻劑蒸發(fā)，在循環(huán)的高壓區(qū)期間立即坍塌(collapse)而回到液體狀態(tài)。高頻率地重復(fù)冷卻劑的蒸發(fā)和坍塌對(duì)汽缸襯造成沖擊，腐蝕少量的鐵。加入亞硝酸鈉限制了沖擊汽缸壁的蒸汽量。比較起來(lái)，在輕型發(fā)動(dòng)機(jī)中使用亞硝酸鈉不是必須的或理想的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑調(diào)制得不好時(shí)，平衡各種水與EG(或PG)的比例和不同添加劑的制劑的復(fù)雜性可能導(dǎo)致冷凍保護(hù)不當(dāng)，以及堵塞散熱器和加熱器芯。如下面的討論，這些問(wèn)題中的很多是由于在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中需要實(shí)質(zhì)性部分的水所引起的。
重型和輕型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)區(qū)別是在重型發(fā)動(dòng)機(jī)中使用輔助的冷卻劑添加劑，以補(bǔ)充在作業(yè)時(shí)損耗的添加劑。在冷卻劑壽命為20,000英里(32,186公里)至30,000英里(48,279公里)的客車(chē)中不使用或不需要輔助的冷卻劑添加劑。重負(fù)荷作業(yè)在更換冷卻劑之前通常要求200,000英里(321,860公里)至300,000英里(482790公里)。更長(zhǎng)的冷卻劑作業(yè)要求產(chǎn)生了定期補(bǔ)充重型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中的抑制劑的需要。通用的輔助的冷卻劑添加劑的例子包括亞硝酸鈉、磷酸二鉀、二水合鉬酸鈉和磷酸。
輔助的冷卻劑添加劑必須與冷卻劑體積化學(xué)平衡，為適當(dāng)控制這可能是困難和昂貴的。添加劑的平衡不當(dāng)可能對(duì)冷卻系統(tǒng)構(gòu)件和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重的損害。如果冷卻劑中輔助冷卻劑添加劑的濃度太低，可能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻系統(tǒng)組件產(chǎn)生腐蝕和空化損害。另一方面，如果輔助添加劑的濃度太高，添加劑可能從冷卻劑溶液中沉淀出來(lái)，并堵塞散熱器和加熱器芯。對(duì)輔助的冷卻劑添加劑另一個(gè)擔(dān)心的問(wèn)題是在特定的條件下，它們可能難以適當(dāng)?shù)厝芙庠诎l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中。如果輔助的添加劑不能完全溶解，它們可能成為發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)堵塞來(lái)源。
二醇占常規(guī)的抗凍/冷卻劑濃縮物的95重量％，并且與水混合后，占到車(chē)輛中使用的冷卻劑的約30％-70％(體積)。由于EG與其他的二醇相比較為豐富且成本較低，因此幾乎總是用EG調(diào)制常規(guī)的抗凍劑。使用EG作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的冰點(diǎn)降低劑的一個(gè)主要的缺陷是攝入時(shí)其對(duì)人和其他哺乳動(dòng)物具有高毒性。毒性通常按照稱(chēng)為L(zhǎng)D50評(píng)價(jià)系統(tǒng)的等級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)定，它是以單位劑量喂食給實(shí)驗(yàn)大鼠時(shí)，引起50％的實(shí)驗(yàn)大鼠死亡的物質(zhì)的量，以毫克/千克體重表示。LD50值越低，說(shuō)明毒性更大(即，更少量的物質(zhì)可能是致命的)。低于或等于5000毫克/千克體重(mg/kg)的LD50值可以將抗凍劑濃縮物分類(lèi)為危險(xiǎn)品。由于EG的LD50值為4700mg/kg，因此EG被該評(píng)價(jià)系統(tǒng)評(píng)定為有毒。另外，已知EG是以較低濃度對(duì)人有毒的物質(zhì)。
與EG相關(guān)的毒性是由于EG的代謝物引起的，有些代謝物是有毒的。當(dāng)EG被攝入時(shí)，它被醇脫氫酶(ADH)代謝，轉(zhuǎn)化成羥基醛(glycoaldehyde)。羥基醛進(jìn)一步代謝成為乙醇酸[甘醇酸酯(glycolate)]。乙醇酸的累積可以引起代謝性酸中毒癥。另外，乙醇酸的累積與動(dòng)脈中碳酸氫鹽的減少有關(guān)。某些乙醇酸代謝成為乙醛酸(glyoxylic acid)，它可進(jìn)一步代謝為草酸(oxylate)。草酸與血流中的血鈣結(jié)合，成為草酸鈣結(jié)晶沉淀下來(lái)。
攝入EG后觀察到的典型癥狀包括陰離子間隙代謝性酸中毒、低血鈣、心力衰竭和急性少尿性(oliguric)腎衰竭。在很多情況下，可以在全身發(fā)現(xiàn)草酸鈣結(jié)晶。在腎臟中，草酸鈣結(jié)晶可以引起急性腎衰竭，或者與之有關(guān)。
根據(jù)毒物排放目錄公告(Toxic Release Inventory Reporting)，申訴公告(Notice of Receipt of Petition)聯(lián)邦注冊(cè)，Vol.63，No.27，1998年2月10日的報(bào)告，EG對(duì)人的致死劑量大約是1,570mg/kg體重。因此EG被很多管理機(jī)構(gòu)列為危險(xiǎn)品。此外，EG還有一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題是其具有甜味，因此使其容易吸引兒童和動(dòng)物。
由于EG的毒性，近年來(lái)在許多抗凍劑制劑中使用含有約95％PG和添加劑的基本流體濃縮物用作EG與添加劑的替代物。與EG的LD50值4700mg/kg相比，PG的LD50值為20000mg/kg。PG被認(rèn)為基本無(wú)毒，已被美國(guó)食品及藥物管理局(U.S.Food and Drug Administration)批準(zhǔn)為食品添加劑。對(duì)更廣泛使用PG作為抗凍劑濃縮物的基本流體的障礙是與EG相比，其價(jià)格較高。
所有的常規(guī)抗凍劑濃縮物不論是基于EG或PG，其制劑中都含有水。EG抗凍劑濃縮物在其制劑中需要小百分比的水，因?yàn)镋G本身及不添加水時(shí)在+7.7°F(-13.5℃)凝固。必須添加少量的水以降低冰點(diǎn)。添加占乙二醇體積的4％的水將混合物的冰點(diǎn)降至-3°F(-19.4℃)。PG的冰點(diǎn)(其本身或不添加水)相對(duì)較低，為-76°F(-60℃)。但是，由于某些所需的添加劑不易溶解于EG或PG，因此在所有的常規(guī)濃縮混合物中添加水。在冷卻劑濃縮物中通常含有3-5重量％的水，以溶解在二醇中不溶解的某些添加劑。加入的水對(duì)常規(guī)的濃縮物保持添加劑溶解是關(guān)鍵的，特別是當(dāng)濃縮物長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)。
盡管有意地在有EG和PG濃縮物中加入3-5重量％的水以溶解水溶性的添加劑，但僅添加水對(duì)于長(zhǎng)期保持添加劑溶解是無(wú)效的。為長(zhǎng)期儲(chǔ)存，常規(guī)的冷卻劑濃縮物必須定期攪拌，以保持溶液中的添加劑，直到將濃縮物與水混合制成最終的冷卻劑混合物。如果以濃縮物儲(chǔ)存期過(guò)長(zhǎng)(超過(guò)6-8月)，一種或多種添加劑可能會(huì)從溶液中沉淀出來(lái)并累積在容器底部，形成凝膠。凝膠化的添加劑將不會(huì)返回溶液中，即使攪拌也不能。即使在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑與水混合時(shí)，例如50/50EG/水，如果不定期通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行攪拌，水溶性的添加劑也能形成凝膠。這對(duì)于用在固定的應(yīng)急用泵和發(fā)電機(jī)中的發(fā)動(dòng)機(jī)以及軍事和其他有限應(yīng)用的發(fā)動(dòng)機(jī)可能是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
加到濃縮物中形成發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的水也可能引起形成具有潛在毒性的產(chǎn)物。水在升高的溫度下可能與冷卻系統(tǒng)中的金屬表面具有很高的反應(yīng)性。水能夠與散熱器中的鉛和銅材料(包括黃銅和鉛焊料)反應(yīng)。結(jié)果，重金屬如鉛和銅等的沉淀物，能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)冷卻劑中懸浮。水也與輕金屬如鋁具有很高的反應(yīng)性，并且冷卻劑的水部分能夠產(chǎn)生大量的鋁沉淀物，特別是在較高的冷卻溫度下。即使加入添加劑控制這些反應(yīng)，含有約50/50的EG和水的混合物的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑也經(jīng)常損失鋁。
使用常規(guī)二醇/水冷卻劑的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中金屬表面的腐蝕也是由冷卻劑中形成有機(jī)酸，如丙酮酸、乳酸、甲酸和乙酸而引起的。當(dāng)存在熱金屬表面、來(lái)自截留的空氣或水中的氧、強(qiáng)充氣和催化氧化過(guò)程的金屬離子時(shí)，多元醇如EG和PG能夠產(chǎn)生酸性氧化產(chǎn)物。另外，在存在銅時(shí)，在200°F(93.3℃)或更高溫度下冷卻劑溶液中乳酸和乙酸的形成被加速。在鋁的存在下，在200°F(93.3℃)或更高溫度下冷卻劑溶液中乙酸的形成進(jìn)一步被加速。這些酸能夠降低冷卻劑的pH。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的金屬和合金中，鐵和鋼對(duì)含有有機(jī)酸的溶液的反應(yīng)性最強(qiáng)，而輕金屬和合金如鋁，反應(yīng)性顯著低。
為抵消有機(jī)酸的影響，常規(guī)的EG或PG基的濃縮物在其配方中含有緩沖劑。緩沖劑的作用是當(dāng)形成有機(jī)酸時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的pH保持在約10-11的范圍內(nèi)。典型的常用緩沖劑的一些例子包括四硼酸鈉、四硼酸鈉十水合物、苯甲酸鈉、磷酸和巰基苯并噻唑鈉。這些緩沖劑也需要水，以進(jìn)入和保留在溶液中。當(dāng)冷卻劑溶液中的緩沖劑隨時(shí)間而消耗時(shí)，冷卻劑的水部分與熱、空氣和發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬反應(yīng)，結(jié)果，由于形成酸而使pH下降。
除緩沖劑外，所有目前使用的和先前已知的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑需要抑制劑以控制冷卻劑的水成分的腐蝕作用。必須平衡抑制劑，以避免其相互反應(yīng)而降低其各自的有效性。例如，磷酸鹽和硼酸鹽能夠削弱由硅酸鹽提供給鋁的腐蝕保護(hù)。另外，抑制劑不能過(guò)量使用(試圖延長(zhǎng)消耗時(shí)間)，因?yàn)檫@會(huì)由于沉淀而對(duì)系統(tǒng)構(gòu)件造成損害，造成散熱器和加熱器芯管的堵塞。另外，硅酸鹽、硅酮、硼酸鹽和磷酸鹽具有化學(xué)磨蝕性，能夠腐蝕熱交換管和泵葉輪。然而，抑制劑必須仍以適宜的濃度存在以保護(hù)所有金屬。
所有目前使用的冷卻劑制劑中需要添加水，以溶解添加劑如緩沖劑、緩蝕劑和消泡劑。另外，這些水溶性添加劑需要熱、劇烈攪拌和延長(zhǎng)的時(shí)間以使水反應(yīng)并使得添加劑溶解。這些大大提高了成本，增加了抗凍劑濃縮物的制劑和包裝的成本和復(fù)雜性。在包裝之前，所需混合能量成本和時(shí)間是加工成本的一個(gè)主要因素。另外，由于這些添加劑中有許多可能相互干擾，可能產(chǎn)生不完全溶液和調(diào)制過(guò)程失敗，因此必須經(jīng)常地監(jiān)控調(diào)制過(guò)程以確保適當(dāng)混合。
因此，在已知的冷卻劑濃縮物制劑中包含的添加劑包可以由5-15、通常為8-15種不同的化學(xué)品組成。根據(jù)在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑制劑中的用量，這些添加劑被分成主要和次要的種類(lèi)。
主要(0.05％至3％) 次要(＜0.05％)緩沖劑 消泡劑緩蝕劑 染料空化抑制劑 阻垢劑(scale inhibitor)表面活性劑螯合劑此外，某些添加劑自身，例如硼酸鹽、磷酸鹽和亞硝酸鹽被認(rèn)為有毒。因此，不僅所有含有添加劑的已知冷卻劑濃縮物制劑包括需要熱、劇烈攪拌和延長(zhǎng)時(shí)間使水反應(yīng)并使得添加劑溶解，而且添加劑本身有時(shí)也有毒。另外，在避免冷卻劑中過(guò)量存在任一種添加劑的同時(shí)，添加劑需要復(fù)雜的平衡來(lái)防止添加劑間的干擾。
本申請(qǐng)人有一個(gè)在1997年12月17日提交的共同未決的美國(guó)申請(qǐng)，序列號(hào)為08/991,155，其是1995年3月23日提交的序列號(hào)為08/409,06的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的部分連續(xù)申請(qǐng)，各申請(qǐng)的內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)和不足，提供一種毒性低、非水的傳熱流體。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種傳熱流體，其使用多元醇，優(yōu)選丙二醇(PG)或丙二醇與乙二醇的混合物(PG和EG)作為基本流體而不添加水，因此稱(chēng)為非水。不需要在非水傳熱流體中使用水作為溶解添加劑的手段，因?yàn)樗褂玫奈ㄒ惶砑觿┦强扇苡诩働G和EG中的緩蝕劑。通過(guò)避免使用需要用水進(jìn)行溶解的緩蝕劑，本發(fā)明的制劑易于混合并需要更少的混合時(shí)間，從而降低了混合成本。本發(fā)明不含水的多元醇基傳熱流體(優(yōu)選PG或PG與EG)使用一種獨(dú)特的配制過(guò)程，生成一種完全配制的和穩(wěn)定的、非水的傳熱流體，適合用作發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種無(wú)毒的EG基非水傳熱流體。本發(fā)明人已經(jīng)公開(kāi)了PG可作為ADH酶抑制劑，可緩解或預(yù)防EG代謝成與EG的毒性有關(guān)的有毒的代謝物，當(dāng)將PG與EG混合時(shí)，即使EG的比例高達(dá)99wt％，所得到的混合物也基本無(wú)毒。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)多元醇甘油也可以作為ADH酶抑制劑，甘油與EG混合所得到的混合物也同樣是基本無(wú)毒的。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)所選擇的多元醇，所得到的非水傳熱流體適于在環(huán)境溫度至+130°F(54.4℃)或更高溫度的環(huán)境條件下用作發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的非水傳熱流體可在冷到-76°F(-60℃)的環(huán)境溫度下進(jìn)行混合。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)所述的非水傳熱流體用于如美國(guó)專(zhuān)利4,550,694；5,031,579；5,381,579；5,381,762；5,385,123；5,419,287；5,868,105和6,053,132公開(kāi)的那些冷卻系統(tǒng)時(shí)，所述的冷卻劑體系能夠在顯著更低的壓力下作業(yè)，從而減輕了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)構(gòu)件的壓力。本發(fā)明的非水冷卻劑的潤(rùn)滑性對(duì)于橡膠是有益的，可使得泵密封、軟管和系統(tǒng)構(gòu)件正常地持續(xù)運(yùn)行150000英里(241,395公里)或更長(zhǎng)，這大大地降低了冷卻劑因泄漏到環(huán)境中而產(chǎn)生的損失，同時(shí)還降低了過(guò)熱。
本發(fā)明的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是多年儲(chǔ)存時(shí)，緩蝕劑在不攪拌的情況下可保持溶解。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明的非水冷卻劑不會(huì)引起汽缸襯空化，因此，不需要為重型發(fā)動(dòng)機(jī)另外制劑，例如不需要添加亞硝酸鈉以防止汽缸襯的空化腐蝕。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明完全配制的非水傳熱流體由于缺水而實(shí)質(zhì)性地減少了，且在大多數(shù)情況下消除了由重金屬如鉛和銅的沉淀物造成的污染問(wèn)題。另外，由于本發(fā)明非水配制的冷卻劑不涉及pH(酸度)，因此，不需要添加劑如硼酸鹽和磷酸鹽。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所述的冷卻劑制劑的基本無(wú)水的特性消除了其他的基于水、空氣、熱和金屬的反應(yīng)，因此不需要使用控制這些反應(yīng)的添加劑。被消除的反應(yīng)和添加劑包括1.消泡反應(yīng)/硅酮和聚二醇添加劑，
2.鋁腐蝕/硅酸鹽，3.空化腐蝕/亞硝酸鹽，4.阻垢劑/聚丙烯酸酯，和5.防污/清潔劑。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是創(chuàng)制了非水、低毒的傳熱流體，該流體適合用于熱交換系統(tǒng)，以冷卻電或電子元件。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是創(chuàng)制了非水、低毒的傳熱流體，該流體適合用于熱交換系統(tǒng)，以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為可利用的熱能。當(dāng)把本發(fā)明的低毒傳熱流體應(yīng)用于太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化時(shí)，不再需要使用有特殊雙層壁的熱交換器來(lái)防止傳熱流體造成的污染。
本發(fā)明的非水傳熱流體可由兩種不同的方法制備。在第一種方法中，將添加劑與一定量的多元醇基本流體如PG或PG和EG混合并溶解在其中，形成添加劑/基本流體濃縮物。添加劑完全溶解后，將濃縮的溶液混入集液槽，在其中填充了工業(yè)級(jí)PG或PG和EG。在第二種方法中，將粉末形式的添加劑直接引入散裝混合槽中，在槽中填充了工業(yè)級(jí)PG或PG和EG。其中任何一種方法都很比目前用來(lái)將用在發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳熱濃縮物與水混合的方法容易且成本低。
本發(fā)明還提供了為安裝本發(fā)明的非水傳熱流體而配制的用于由熱交換系統(tǒng)中吸收殘余水的可相容的低毒配制流體。該配制流體含有EG和PG，其中EG是主要組分，而PG的作用是作為ADH酶抑制劑。當(dāng)需要用本發(fā)明的傳熱流體替代前述的水基傳熱流體時(shí)，所述的配制流體特別有用。
根據(jù)下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的組合物和方法的其他優(yōu)點(diǎn)將更顯而易見(jiàn)。
附圖簡(jiǎn)述因此，參照附圖，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明主題將更容易理解，其中

圖1是冰點(diǎn)對(duì)PG和EG混合物中PG的重量百分?jǐn)?shù)的圖。
圖2是表示乙二醇和丙二醇與緩蝕劑的混合物的預(yù)期LD50的圖，其中緩蝕劑的總濃度恒定為1.5％(重量)。
圖3是表示乙二醇和丙二醇混合物(重量)的預(yù)期LD50的圖。
圖4是表示乙二醇和甘油混合物(重量)的預(yù)期LD50的圖。
圖5是表示100％PG和30重量％PG/70重量％EG混合物的粘度-溫度圖。
圖6是表示100％PG和30重量％PG/70重量％EG混合物的導(dǎo)熱率-溫度圖。
圖7是表示100％PG和30重量％PG/70重量％EG混合物的比熱-溫度圖。
圖8是表示100％PG和30重量％PG/70重量％EG混合物的密度-溫度圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及多元醇基的非水傳熱流體，其中含有在多元醇中基本完全溶解并且不需要水來(lái)溶解的添加劑。所述的非水傳熱流體的多元醇部分包括至少一種作為ADH酶抑制劑的多元醇。本文和權(quán)利要求書(shū)中使用的“作為ADH酶抑制劑”是指這樣的一種物質(zhì)，當(dāng)將其與EG混合并攝入時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)與EG毒性有關(guān)的各種EG有毒代謝物，或者所述有毒代謝物的生成基本被消除。EG代謝產(chǎn)生有毒代謝物的作用造成了EG的毒性。EG代謝的第一步是將EG轉(zhuǎn)化為羥基醛，接著進(jìn)一步代謝產(chǎn)生高毒性的代謝物。當(dāng)所述傳熱流體被一起攝入時(shí)，通過(guò)在EG-基傳熱流體中包含有作為ADH酶抑制劑的物質(zhì)，可以減少或防止生成EG的有毒代謝物。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)PG和甘油都可以作為ADH酶抑制劑。
優(yōu)選的，多元醇部分由PG或PG與EG的混合物組成。以下將說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。此處公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施方案應(yīng)理解為本發(fā)明的基本原理的示例，不能理解為將本發(fā)明限定于所述的實(shí)施方案。基于本發(fā)明的教導(dǎo)，在不背離本發(fā)明公開(kāi)的精神和范圍的情況下，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，各種變更將是顯而易見(jiàn)的。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，PG與EG的混合物用作非水傳熱流體的基本流體。非水傳熱流體可以含有占流體EG和PG總重量的0重量％至約99重量％范圍內(nèi)的任何量的EG。在一個(gè)具體的優(yōu)選實(shí)施方案中，EG占流體中EG和PG總重量的大約70重量％，PG占大約30重量％。通過(guò)以下述的方式混合PG和EG，可以制備一種具有在大多數(shù)氣候條件下可作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的理想物理性能，如冰點(diǎn)、粘度和比熱的非水傳熱流體。
PG和EG的混合物的物理性能PG和EG的化學(xué)結(jié)構(gòu)很接近，兩種液體可結(jié)合形成實(shí)際上有任意比例的均相混合物。將其混合后，所述的流體保持化學(xué)穩(wěn)定，任一液體都不能從另一種液體中分離出來(lái)。結(jié)果形成了保持穩(wěn)定混合狀態(tài)的流體，這對(duì)于長(zhǎng)期儲(chǔ)存是重要的。
對(duì)于非水傳熱流體混合PG和EG的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是混合時(shí)，EG和PG將以大約相同的速率蒸發(fā)。這是由于兩種液體的另一相似物理性能，其蒸氣壓相近。EG的蒸氣壓是200°F(93.3℃)時(shí)為10mmHg，PG在相同的溫度下具有類(lèi)似的蒸氣壓，為16mmHg。因此，這兩種液體以大致相同的速率蒸發(fā)。與此相反，水在200°F下的蒸氣壓是600mmHg，因此當(dāng)暴露于環(huán)境大氣時(shí)，水比EG或PG蒸發(fā)的更快。
純PG在-76°F(-60℃)凝固，純的EG在7.7°F(-13.5℃)凝固。當(dāng)EG和PG的混合物中的EG比例增加時(shí)，冰點(diǎn)上升。相反，PG在低溫下實(shí)質(zhì)上比EG更粘。但是，對(duì)于PG和EG的混合物而言，在任何給定的溫度下隨著EG百分比增加，該混合物的粘度下降。
在含有30/70PG/EG混合物的傳熱流體的優(yōu)選實(shí)施方案中，冰點(diǎn)是-35°F(-37.2℃)，這對(duì)于所有，而且大多數(shù)嚴(yán)酷的極地環(huán)境是令人滿(mǎn)意的。如圖5所示，當(dāng)EG與PG混合時(shí)，傳熱流體的粘度意外地改善。30/70PG/EG混合物在-35°F(-37.2℃)下的粘度為約1500厘泊(cp)，與此相比，純PG在相同溫度下的粘度為約10000cp。在僅PG用作冷卻劑中的基本非水傳熱流體的實(shí)施方案中，為了適應(yīng)較高的粘度，可能需要改變系統(tǒng)裝置的冷卻劑通道的尺寸和流速。在本發(fā)明30/70PG/EG(重量)的實(shí)施方案中，就其低溫下的粘度可以使用該非水傳熱流體而不必改變冷卻劑通道的尺寸或流速。所述30/70PG/EG非水傳熱流體和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑已在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)中進(jìn)行了試驗(yàn)，所述的冷卻劑系統(tǒng)受到冷環(huán)境限制，在低溫下與100％非水PG一起工作時(shí)，過(guò)去需要對(duì)散熱器、加熱器芯和泵重新設(shè)計(jì)?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)使用30/70PG/EG非水流體在低至-20°F(-28.8℃)的環(huán)境溫度下不需要對(duì)散熱器、加熱器芯或泵重新設(shè)計(jì)就可適當(dāng)?shù)毓ぷ鳌?br> 由于發(fā)動(dòng)機(jī)中可能存在高溫，因此，基本流體的沸點(diǎn)、導(dǎo)熱性和比熱在配制用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的傳熱流體時(shí)也是重要的因素。在常壓下，PG的沸點(diǎn)是369°F(187.2℃)，這對(duì)于用作發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑是令人滿(mǎn)意的。EG在常壓下的沸點(diǎn)為387°F(197.3℃)，也令人滿(mǎn)意。對(duì)于用作發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑的非水傳熱流體的常壓沸點(diǎn)，可接受的上限是約410°F(約210℃)。如果常壓沸點(diǎn)顯著地高于410°F，則冷卻劑和發(fā)動(dòng)機(jī)金屬臨界溫度可能變得過(guò)熱。許多多元醇由于具有不可接受的高沸點(diǎn)而本身無(wú)法用作非水冷卻劑。例如，二甘醇、三甘醇和三丙二醇的沸點(diǎn)分別是472.6°F(244.8℃)、545.9°F(285.5℃)和514.4°F(268℃)。盡管這些多元醇本身作為非水冷卻劑是不可接受的，但其中的任一種都可以以低濃度(例如約10重量％)與EG和/或PG組合，制備具有可接受的沸點(diǎn)的非水傳熱流體。優(yōu)選本發(fā)明非水傳熱流體僅含有PG和EG。PG和EG的混合物的沸點(diǎn)落在純PG和純EG的沸點(diǎn)之間，它們對(duì)于非水發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑都是令人滿(mǎn)意的。例如，優(yōu)選的30/70PG/EG混合物的沸點(diǎn)為375°F(190.5℃)。
在傳熱流體制劑中的多元醇不能有太低的沸點(diǎn)。所述流體的性能取決于在所述流體的操作溫度和流體的沸點(diǎn)(在100°F，55.6℃或更高的水平)之間應(yīng)保持基本的溫差。作為ADH酶抑制劑的多元醇的沸點(diǎn)不應(yīng)比EG的沸點(diǎn)(387°F，197.3℃)低的太多，這樣該抑制劑的蒸汽壓就可以使其由混合物中蒸發(fā)出來(lái)。根據(jù)這二個(gè)理由，所述的多元醇發(fā)沸點(diǎn)不應(yīng)低于大約302°F(150℃)。
由30/70PG/EG組成的非水傳熱流體的導(dǎo)熱性相對(duì)于純的PG也有所改善。圖6比較了100％非水PG的導(dǎo)熱性與30/70PG/EG混合物的導(dǎo)熱性。如圖6所示，在0°F(-17.8℃)至250°F(121.1℃)的工作溫度范圍內(nèi)，30/70PG/EG混合物的導(dǎo)熱性大約比100％PG的導(dǎo)熱性好25％。
圖7說(shuō)明了30/70PG/EG混合物的比熱略小于100％PG的比熱。這種損失由于30/70PG/EG混合物的密度比100％PG大而得到了補(bǔ)償。如圖8所示，30/70PG/EG混合物的密度比100％PG大約高5％，對(duì)于給定體積的傳熱流體，30/70PG/EG混合物的質(zhì)量增加除抵消比熱的略微下降外還有富余。
與PG結(jié)合的EG的毒性試驗(yàn)現(xiàn)意外發(fā)現(xiàn)，在EG中加入PG使傳熱流體基本無(wú)毒。進(jìn)行極限試驗(yàn)和范圍試驗(yàn)，以確定PG/EG混合物的最終LD50值。極限試驗(yàn)確定了LD50值是否在特定劑量以上或以下。范圍試驗(yàn)是一系列極限試驗(yàn)，確定LD50值所處的范圍。在使用具有確定LD50值的物質(zhì)混合物對(duì)大鼠進(jìn)行任何試驗(yàn)之前，進(jìn)行了LD50值的數(shù)學(xué)計(jì)算。
攝入越少的毒性物質(zhì)，其毒性影響就越低。因此，當(dāng)攝入有毒物質(zhì)和無(wú)毒物質(zhì)的混合物時(shí)，其中有毒物質(zhì)的濃度下降，必須攝入更多的混合物才能產(chǎn)生與純物質(zhì)相同的毒性作用。例如，EG本身的急性口服(大鼠)LD50值為4,700mg/kg。如果EG與完全無(wú)毒的物質(zhì)混合，從而使混合物中EG占1/2，則該混合物的急性口服(大鼠)LD50值估算為9,400mg/kg，或是EG自身值的二倍。這種估算是合理的，因?yàn)橄嗤康幕旌衔飪H含有1/2量的EG。
PG的急性口服(大鼠)LD50值為20,000mg/kg。如世界衛(wèi)生組織農(nóng)藥危險(xiǎn)品分類(lèi)和1998-99分類(lèi)指南(World Health OrganizationClassification of Pesticides by Hazard and Guidelines to Classification1998-99)所述，含有已知LD50值的物質(zhì)的混合物其LD50值可以按下式計(jì)算CA/TA+CB/TB+…+CZ/TZ＝100/TMxtr式中C＝組分A、B…、Z在混合物中的％濃度，T＝組分A、B…、Z的急性口服(大鼠)LD50值，TMxtr＝計(jì)算的混合物急性口服(大鼠)LD50值。
使用上面的方程式，計(jì)算了含有PG和抑制劑的多種EG混合物的預(yù)期急性口服(大鼠)LD50值。計(jì)算結(jié)果用圖的方式表示在圖1中。
進(jìn)行急性口服毒性試驗(yàn)，以確定本發(fā)明的PG和EG混合物的毒性。該試驗(yàn)在美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，按照美國(guó)食品和藥物管理法(United States Food and Drug AdministrationRegulations)21C.F.R.Part 58和EPA商品實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(GoodLaboratory Practice Standards)40C.F.R.Part 792中所述的標(biāo)準(zhǔn)“GLP”。試驗(yàn)方法進(jìn)行。如下所述，該試驗(yàn)的結(jié)果出人意料地顯示，PG與EG的混合物比基于混合物的標(biāo)準(zhǔn)毒性計(jì)算估計(jì)的毒性實(shí)質(zhì)上更低。
試驗(yàn)制劑由68.95重量％EG、29.55重量％PG和總量1.5重量％的緩蝕劑組成。PG在混合物中的分?jǐn)?shù)與多元醇總量相比為30％，EG的分?jǐn)?shù)為70％。參照?qǐng)D2，該制劑的預(yù)期LD50值為5,762mg/kg，比乙二醇的LD50值4,700mg/kg高約23％。進(jìn)行范圍試驗(yàn)，其中大鼠施用了最大可能劑量約21,000mg/kg(完全充滿(mǎn)大鼠胃的量)。沒(méi)有大鼠死亡的報(bào)告，實(shí)際上所有的大鼠在試驗(yàn)期間體重都有明顯增加。
該結(jié)果完全出乎意料，因?yàn)樵囼?yàn)制劑的毒性是如此低(盡管乙二醇具有實(shí)質(zhì)性濃度)，以至于無(wú)法確定LD50值；即，該制劑沒(méi)有LD50值。由于PG確實(shí)具有LD50值(以劑量20,000mg/kg施用時(shí)，一半PG大鼠死亡)，根據(jù)本發(fā)明配制的試驗(yàn)非水冷卻劑實(shí)際上比PG本身的毒性更低。
用含有95wt％的EG和5wt％PG的制劑進(jìn)行范圍試驗(yàn)。參見(jiàn)圖3，此制劑預(yù)期的LD50值為4,904mg/kg，僅比乙二醇的LD50值4,700mg/kg高約4％。在此范圍試驗(yàn)中，在5,000mg/kg和10,000mg/kg劑量時(shí)沒(méi)有大鼠死亡，在20,000和25,000mg/kg劑量時(shí)大鼠全部死亡，在15,000mg/kg劑量水平時(shí)二分之一的大鼠死亡。所進(jìn)行的試驗(yàn)說(shuō)明其LD50值接近15,000mg/kg，該數(shù)值說(shuō)明所述的流體的毒性非常低。
EG和PG混合物的毒性試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明其毒性是出人意料的。如果不局限于任何理論，本發(fā)明人確信PG是ADH酶抑制劑。在EG制劑中加入PG，在同時(shí)被攝入時(shí)，可使EG向羥基醛的轉(zhuǎn)化大大減少或完全被阻止。不形成羥基醛，就不會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的代謝產(chǎn)物乙醇酸、乙醛酸和草酸。就不會(huì)出現(xiàn)酸毒中癥、草酸鈣結(jié)晶沉淀、低血鈣、腎衰竭和EG中毒的所有其它特征癥狀。PG所提供的抑制作用一直保持到EG由體內(nèi)排出。
即使在EG中混入少量的PG都可以得到無(wú)害的混合物，這一發(fā)現(xiàn)的意義在于雖然把被認(rèn)為是比現(xiàn)有產(chǎn)品中大的多的百分?jǐn)?shù)的EG摻入PG和EG非水冷卻劑，也不會(huì)引起毒性問(wèn)題。
用5,000mg/kg劑量對(duì)該混合物進(jìn)行范圍試驗(yàn)，其中在多元醇總量中PG和EG的百分?jǐn)?shù)是10％/90％，5％/95％，4％/96％，3％/97％，2％/98％和1％/99％。在各種情況下都沒(méi)有大鼠死亡。EG的LD50值為4,700mg/kg而言，說(shuō)明在此劑量時(shí)有一半的大鼠死亡。在上述六項(xiàng)研究中，在5,000mg/kg劑量時(shí)，所有的大鼠都沒(méi)有死亡。此事實(shí)的意義是具有多元醇總量95wt％EG的非水冷卻劑制劑仍然有增加EG含量而不會(huì)使冷卻劑有毒。
與甘油結(jié)合的EG的毒性試驗(yàn)極限試驗(yàn)用甘油和EG的混合物進(jìn)行，其中含有20wt％甘油和80wt％EG。參見(jiàn)圖4，該制劑預(yù)期的LD50值為5,374mg/kg，或比EG的LD50值4,700mg/kg大14％。在8,000mg/kg劑量進(jìn)行極限試驗(yàn)，一只大鼠死亡，但與其它九只存活的大鼠相比，所述的死亡大鼠似乎是不正常的。在試驗(yàn)的二周內(nèi)大鼠的經(jīng)驗(yàn)體重增長(zhǎng)21％-53％。
用含有95wt％的EG和5wt％甘油的制劑進(jìn)行范圍試驗(yàn)。參見(jiàn)圖4，此制劑預(yù)期的LD50值為4,852mg/kg，僅比乙二醇的LD50值4,700mg/kg高約3％。在此范圍試驗(yàn)中，在5,000mg/kg和10,000mg/kg劑量時(shí)沒(méi)有大鼠死亡，在20,000和25,000mg/kg劑量時(shí)大鼠全部死亡，在15,000mg/kg劑量水平時(shí)二分之一的大鼠死亡(與含95wt％的EG和5wt％PG的類(lèi)似試驗(yàn)結(jié)果完全一致)。所進(jìn)行的試驗(yàn)說(shuō)明95％/5％EG/甘油混合物的LD50值接近15,000mg/kg，該數(shù)值說(shuō)明所述的流體的毒性非常低。此發(fā)現(xiàn)說(shuō)明含有甘油的EG混合物，即使其含量很低，該混合物的毒性也非常小。本發(fā)明人確信，和PG一樣，甘油也可以作為ADH酶抑制劑。
但是，發(fā)明人不認(rèn)為含有三個(gè)羥基的多元醇甘油(沸點(diǎn)554°F，290℃)作為傳熱流體組分更優(yōu)于PG。例如甘油比PG更貴、更粘，對(duì)低溫應(yīng)用來(lái)說(shuō)，冰點(diǎn)太高。但是，在不是低溫的情況下，在傳熱流體中使用濃度1％-10％(重量)的EG加甘油對(duì)減少毒性是滿(mǎn)意的?？蓪⒏视团cPG混合，再將此混合物與EH混合。對(duì)大多數(shù)應(yīng)用而言，PG和EG的混合物優(yōu)于EG與甘油的混合物。
不管EG是與PG還是與甘油混合，所述的混合物在儲(chǔ)存或使用條件下都是“安全”的，因?yàn)镋G、PG和甘油基的流體有高飽和溫度和低蒸汽壓。由使用本發(fā)明冷卻劑的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)排出、泄漏或其他不經(jīng)意的排放進(jìn)入環(huán)境的流體會(huì)保持與多元醇的混合濃度接近的比例，因此對(duì)環(huán)境基本無(wú)害。另外，如果不小心把EG加入到本發(fā)明的非水傳熱流體中，所得到的混合物中來(lái)自EG的毒性會(huì)減小，其減小會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單純的稀釋所預(yù)期的，并且總的來(lái)說(shuō)對(duì)環(huán)境基本無(wú)害。另外，在PG或甘油和EG的混合物中也可以存在其他低濃度的多元醇，而不會(huì)改變所述非水傳熱流體基本無(wú)害的特性。
緩蝕劑添加劑本發(fā)明的非水傳熱流體僅使用溶于PG和EG，或溶于甘油和EG的添加劑，因此不需要為了溶解添加劑或是使其保持在溶液中而加水。除可溶于EG和PG或溶于甘油和EG的以外，各種選定的添加劑是對(duì)可能存在于發(fā)動(dòng)機(jī)中的一種或多種特定金屬的緩蝕劑。硝酸鹽化合物如硝酸鈉用作抑制鐵或含鐵合金，如鑄鐵腐蝕的添加劑。盡管硝酸鈉的主要功能是防止鐵腐蝕，但也稍有抑制焊料和鋁腐蝕的作用。唑類(lèi)化合物如甲苯基三唑用作銅和黃銅的緩蝕劑。鉬酸鹽化合物如鉬酸鈉主要用作鉛(來(lái)自焊料)的緩蝕劑，但其對(duì)于降低許多其他金屬的腐蝕也是有益的。值得注意的是，在非水傳熱流體的任何制劑中都不需要亞硝酸鹽。
因此溶于PG和EG的添加劑的選擇取決于哪一種金屬關(guān)系到金屬表面的腐蝕。通常加入硝酸鈉、甲苯基三唑和鉬酸鈉以配制通用的傳熱流體，因?yàn)殍F、焊料、鋁、銅和/或黃銅經(jīng)常用在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的構(gòu)件中。但是，如果添加劑作用對(duì)象的金屬不存在，則這種添加劑可以減少或排除。例如，如果不存在鉛基焊料，可減少鉬酸鈉的量，或根本不需要鉬酸鈉。
緩蝕劑可以以占配制傳熱流體的約0.05重量％至約5.0重量％的濃度存在，優(yōu)選以小于3.0重量％的濃度存在。低于0.1重量％的溶液對(duì)長(zhǎng)期抑制作用無(wú)效，但是超過(guò)約5.0重量％的溶液將導(dǎo)致添加劑沉淀。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)冷卻劑的使用壽命，各種緩蝕劑存在的濃度為約0.3重量％至約0.5重量％。本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是基于PG或基于PG和EG的非水流體對(duì)輕合金的腐蝕很小。因此，鎂和鋁這樣的金屬將產(chǎn)生很少腐蝕或沒(méi)有腐蝕，則限制這些金屬腐蝕的添加劑可以除去。
硝酸鈉、甲苯基三唑和鉬酸鈉作為緩蝕劑使用具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，這些添加劑在使用中不會(huì)很快地耗盡，因此不用改變或補(bǔ)充添加劑，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑可以配制成許多形式的發(fā)動(dòng)機(jī)和車(chē)輛無(wú)法獲得的持續(xù)高達(dá)約10,000小時(shí)或400,000英里(643,720公里)的工作期限的最終制劑。這些溶于PG或PG和EG的添加劑的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們?nèi)菀走M(jìn)入溶液或懸浮液并保持在溶液或懸浮液中，即使是以極高的濃度。這些添加劑將不會(huì)從溶液中沉淀出來(lái)，即使各添加劑的濃度高達(dá)5.0重量％。另外，這些添加劑將不會(huì)由于相互間的相互作用而顯著劣化，所述添加劑沒(méi)有磨損性，并且這些添加劑和冷卻劑在同一工作期間保護(hù)所有金屬，包括鎂。
本發(fā)明的溶于非水PG或PG和EG的添加劑在很長(zhǎng)期的使用期或英里數(shù)時(shí)不會(huì)耗盡，因此一般就排除了對(duì)于輔助的冷卻劑添加劑的需要。然而，如果希望加入輔助的冷卻劑添加劑，則由于輔助的冷卻劑添加劑比含水冷卻劑更容易進(jìn)入本發(fā)明的穩(wěn)定溶液或懸浮液，因此所述的非水制劑具有優(yōu)點(diǎn)。另外，輔助的冷卻劑添加劑易于以約0.05重量％至約5.0重量％的可能的寬濃度范圍內(nèi)保持適當(dāng)平衡。
如果需要輔助的冷卻劑添加劑，則輔助添加劑可以以干粉形式或以溶解的濃縮物直接加入冷卻系統(tǒng)中。輔助添加劑可以添加到冷發(fā)動(dòng)機(jī)(50°F或更高)中，并通過(guò)使發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)就可溶解到溶液中，而不會(huì)堵塞散熱器或加熱器芯。另外，由于各添加劑的優(yōu)選目標(biāo)基本溶液是約0.5重量％，以及飽和極限是約5.0％，因此不經(jīng)意地添加不可接受量的輔助添加劑的機(jī)會(huì)很少。比較起來(lái)，目前的水基添加劑必須添加到熱冷卻劑中，然后劇烈運(yùn)轉(zhuǎn)(以進(jìn)入溶液)，因此容易過(guò)熱，可能引起散熱器或加熱器損害。
本文和權(quán)利要求書(shū)中使用的“非水”是指水僅以雜質(zhì)的形式在非水傳熱流體中存在，優(yōu)選水的起始濃度不超過(guò)約0.5重量％。最優(yōu)選非水傳熱流體實(shí)際上不含水。盡管在使用時(shí)增加水是不希望的，但本發(fā)明能夠適應(yīng)某些水的存在。由于PG是吸濕性物質(zhì)，因此水可以從大氣進(jìn)入冷卻劑，或水可以從燃燒室漏到冷卻劑中，從燃燒墊圈泄漏到冷卻室中。盡管本發(fā)明的本質(zhì)是避免水，但本發(fā)明允許一些水作為雜質(zhì)；但是，冷卻劑的水部分優(yōu)選限定在低于約5.0重量％，更優(yōu)選低于約3.0重量％。另外，本發(fā)明及相關(guān)的冷卻系統(tǒng)可以容許來(lái)自于使用時(shí)吸附的水，最高濃度約10重量％，并且保持適度可接受的工作特性。
由于本發(fā)明的傳熱流體不含有實(shí)質(zhì)量的水，與含水的傳熱流體相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題就不存在了。例如，含水的冷卻劑能夠在冷卻系統(tǒng)中形成劇烈的汽泡(空化)，從而產(chǎn)生由蒸汽/氣體的作用和水與金屬的反應(yīng)引起的鉛和銅腐蝕。由于本發(fā)明本質(zhì)上是非水的，因此冷卻劑的汽泡被實(shí)質(zhì)性地降至最小，并基本消除，從而減少了冷卻劑中的重金屬沉淀物的量。
在常規(guī)的水基冷卻劑中，冷卻劑的酸度是一個(gè)關(guān)注的問(wèn)題。如果冷卻劑為酸性，可能會(huì)增加金屬表面的腐蝕。為避免酸性條件，常規(guī)的水基冷卻劑需要緩沖劑以使冷卻劑更堿性(pH上升至10-14)。為溶解這些緩沖劑(例如，磷酸鹽、硼酸鹽、碳酸鹽等)，常規(guī)抗凍濃縮物中至少約5％量必須為水。本發(fā)明的非水傳熱流體不需緩沖，因?yàn)榇嬖诘乃狒麑⑿枰嬖谒纬伤帷Ｈ绻麤](méi)有水，非水冷卻劑就不會(huì)變成腐蝕性，也就不需要緩沖劑。
將非水傳熱流體的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案與下面的常規(guī)冷卻劑制劑進(jìn)行比較組分A.優(yōu)選實(shí)施方 B.常規(guī)冷卻劑案 (EG抗凍濃縮物加水)1)多元醇a.PG或PG/EG混合物 重量％＞98.4b.乙二醇 重量％- 46.752)水 重量％＜0.1 50.833)甲苯基三唑 重量％0.50.104)硝酸鈉 重量％0.50.055)鉬酸鈉 重量％0.50.056)偏硼酸鈉 重量％- 0.507)氫氧化鈉 重量％- 0.128)苯甲酸鈉 重量％- 1.509)亞硝酸鈉 重量％- 0.0510)偏硅酸鈉重量％- 0.10參見(jiàn)圖1，PG/EG混合物中PG和EG各自的重量百分?jǐn)?shù)通常確定為達(dá)到所需冰點(diǎn)保護(hù)作用的最小比例的PG。例如對(duì)-35°F(-37.2℃)的冰點(diǎn)而言，多元醇混合物中PG的百分?jǐn)?shù)是30重量％，EG是70％。該混合物的總重量百分?jǐn)?shù)是＞98.4％，在完全配制的冷卻劑中29.5％是PG。對(duì)于EG該數(shù)字為約68.9％。制劑的剩余部分是緩蝕劑，可能還有僅作為雜質(zhì)存在的痕量水。
使用本發(fā)明的實(shí)施方案的腐蝕試驗(yàn)實(shí)施例1使用ASTM#D-1384(修訂版)中所述的試驗(yàn)程序，進(jìn)行此腐蝕試驗(yàn)。作為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)中存在的典型金屬的六種物質(zhì)完全浸入裝在玻璃器皿中的試驗(yàn)冷卻劑中。冷卻劑“A”是本發(fā)明的非水傳熱流體，其中多元醇的比例是100％PG。冷卻劑“B”是常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑制劑，由EG基抗凍濃縮物與水混合而成。
在ASTM試驗(yàn)程序中，通過(guò)玻璃器皿用空氣鼓泡對(duì)冷卻劑充氣，并將冷卻劑保持在190°F(88℃)的試驗(yàn)溫度下336小時(shí)。改變?cè)摮绦颍愿鼫?zhǔn)確地反映使用中的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑系統(tǒng)中的金屬經(jīng)受的條件。在對(duì)照溫度215°F(101.6℃)下進(jìn)行試驗(yàn)，以模擬重載使用。冷卻劑“A”的試驗(yàn)沒(méi)有施加充氣，目的是更接近非水發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的作業(yè)，例如美國(guó)專(zhuān)利4,550,694；4,630,572；和5,031,579；5,381,762；5,385,123；5,419,287；5,868,105和6,053,132中記載的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。冷卻劑“B”中的常規(guī)抗凍組合物按照ASTM#D-1384試驗(yàn)的正規(guī)方式進(jìn)行了充氣。試驗(yàn)完成時(shí)，通過(guò)各金屬物質(zhì)的重量損失測(cè)定腐蝕。試驗(yàn)結(jié)果如下所示1)輕合金發(fā)動(dòng)機(jī)--鋁或鎂汽缸蓋和汽缸體Δ重量(mg) Δ重量(mg)金屬冷卻劑“A”冷卻劑“B”ASTM標(biāo)準(zhǔn)鎂 -1.3 ＞-1000 -50鋁 +0.3 -21.1 -30鋼 -0.5 -3.9 -10銅 -3.7 -7.4 -10焊料 -9.0 -19.2 -30黃銅 -0.6 -5.1 -102)復(fù)合合金發(fā)動(dòng)機(jī)--鋁[部分]與鐵或全部為鐵Δ重量(mg)Δ重量(mg)金屬 冷卻劑“A” 冷卻劑“B” ASTM標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵+1.0 -6.2 -10鋁 +2.0 -18.6 -30鋼 0.0 -4.3 -10銅 -3.0 -8.9 -10
焊料-6.1 -19.7-30黃銅 0.0 -4.7 -10重量正增加的結(jié)果的發(fā)生是因?yàn)閺脑囼?yàn)中使用的其他物質(zhì)的瞬態(tài)物濾出，那些獲得臨時(shí)重量的金屬由于自身的腐蝕實(shí)際上并沒(méi)有損失任何重量。
實(shí)施例2進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)以確定發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑中的鑄鋁或鎂合金在排熱條件下的腐蝕量。將典型用于發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋或汽缸體的鑄鋁合金試樣與試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溶液接觸。冷卻劑“A”為本發(fā)明的由100％PG組成的非水冷卻劑。為模擬使用非水冷卻劑的冷卻劑系統(tǒng)的工作條件，使用冷卻劑“A”的試驗(yàn)在275°F(135℃)的溫度和2psig(13.79kPa)壓力的條件下進(jìn)行，該壓力略微高于常壓。試驗(yàn)冷卻劑“B”含有ASTM規(guī)定的腐蝕性水，用來(lái)補(bǔ)足50/50PG/EG水冷卻劑的水部分。冷卻劑B的試驗(yàn)條件是模擬含水冷卻劑發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的條件，為溫度275°F(135℃)，壓力28psig(193kPa)。
各試驗(yàn)中，確定通過(guò)試樣的熱通量，并將試樣保持在試驗(yàn)條件下168小時(shí)(1周)。由試樣的重量變化(單位為毫克)測(cè)定試樣的腐蝕。試驗(yàn)提供了對(duì)冷卻劑溶液抑制鋁以及鎂在排熱表面上的腐蝕的能力的評(píng)價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果如下所示Δ重量(mg)Δ重量(mg)金屬冷卻劑“A” 冷卻劑“B”ASTM標(biāo)準(zhǔn)鋁0.067 1.61＜2鎂0.18 5.79＜2實(shí)施例3-現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在路上操作一臺(tái)3.8L V-6型發(fā)動(dòng)機(jī)，試驗(yàn)期為55,000英里(88,511.5公里)。車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如美國(guó)專(zhuān)利5,031,579所述。冷卻劑“A”與上面的實(shí)施例1中記載的非水冷卻劑相同。在試驗(yàn)期間，沒(méi)有排放或更換冷卻劑。將金屬樣品包放置在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑流(下軟管)的全流內(nèi)并隨時(shí)保持沒(méi)入冷卻劑中。通過(guò)將試驗(yàn)期結(jié)束時(shí)試樣的重量損失(單位為毫克)與ASTM試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)比較，評(píng)價(jià)了試驗(yàn)冷卻劑抑制金屬腐蝕的能力。結(jié)果如下所示Δ重量(mg)金屬冷卻劑“A” ASTM標(biāo)準(zhǔn)鑄鐵 -2.8 -10鋁+0.2 -30鋼-1.1 -10銅-1.3 -10焊料 -3.7 -30黃銅 -0.9 -10起始pH+7.1 NA最終pH+6.9 NA制備方法本發(fā)明的非水傳熱流體可以通過(guò)下述的方法制備。非水傳熱流體可以間歇式過(guò)程制備。首先，必須進(jìn)行計(jì)算，以確定各成分的需要量。例如，進(jìn)行下面的計(jì)算，以確定混合6500加侖非水傳熱流體時(shí)各成分的量1.確定6,500加侖最終產(chǎn)品的近似重量；a.由配制的冷卻劑的多元醇部分(數(shù)值范圍為30％至100％)中所需的PG重量百分比(％PG)，根據(jù)下式計(jì)算混合多元醇的密度(磅/加侖)D混合PA＝100/((％PG/8.637)+(100-％PG)/9.281)b.6,500加侖的估算重量(磅)EstWt6500＝D混合PA×65002.計(jì)算加到一批次的非水傳熱流體中的各成分的重量a.三種添加劑的每一種都占總重量的0.5％，
(1)稱(chēng)取0.005×EstWt6500的甲苯基三唑，(2)稱(chēng)取0.005×EstWt6500的硝酸鈉，(3)稱(chēng)取0.005×EstWt6500的鉬酸鈉，b.全部多元醇的重量(WtTotPA)為(1-0.015)×EstWt6500；c.PG的重量為％PG×WtTotPA/100磅；d.EG的重量為(100-％PG)× WtTotPA/100磅。
計(jì)算了各成分的量之后，可以使用多種方法將非水傳熱流體混合在一起。例如，將添加劑與將用在非水傳熱流體的主體中的一部分多元醇預(yù)混。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，其中冷卻劑的多元醇部分全部為PG，要制備的量為6,500加侖，該方法可以使用下面的步驟進(jìn)行1.將3,300磅工業(yè)級(jí)PG放入添加劑槽中并加入下面的抑制劑a.甲苯基三唑 281磅b.硝酸鈉 281磅c.鉬酸鈉 281磅2.在室溫60-70°F下使用標(biāo)準(zhǔn)的槳或螺旋槳或空氣攪拌，混合20分鐘；3.在6,500加侖或更大的主槽中放入52,000磅工業(yè)級(jí)PG；4.向主槽中加入添加劑槽中的內(nèi)容物；5.在室溫60-70°F下使用標(biāo)準(zhǔn)槳或螺旋槳或空氣攪拌，混合主槽中的內(nèi)容物30分鐘。
在本發(fā)明的實(shí)施方案中，所述傳熱流體由30重量％PG和70重量％EG組成，通過(guò)將添加劑與多元醇預(yù)混制備傳熱流體的方法可以如下所述1.在空添加劑槽中放入3,300磅工業(yè)級(jí)EG，并加入下面的抑制劑a.甲苯基三唑295磅b.硝酸鈉295磅c.鉬酸鈉295磅
2.在室溫60-70°F下使用標(biāo)準(zhǔn)的槳或螺旋槳或空氣攪拌，混合20分鐘；3.在空的6,500加侖或更大的主槽中放入17,435磅工業(yè)級(jí)PG；4.在主槽中加入37,385磅工業(yè)級(jí)EG；5.在主槽中加入添加劑槽中的內(nèi)容物；6.在室溫60-70°F下使用標(biāo)準(zhǔn)槳或螺旋槳或空氣攪拌，混合主槽中的內(nèi)容物30分鐘。
在制備傳熱流體的另一種方法中，可以將添加劑直接混入多元醇，并且可以省略預(yù)混步驟。對(duì)于由100％PG組成的傳熱流體，該方法至少按照下面的步驟進(jìn)行1.在6,500加侖或更大的主槽中放入55,300磅工業(yè)級(jí)PG，并加入下面的抑制劑a.甲苯基三唑 281磅b.硝酸鈉 281磅c.鉬酸鈉 281磅2.在室溫60-70°F下使用標(biāo)準(zhǔn)槳或螺旋槳或空氣攪拌，混合1.5小時(shí)。
該方法也可用來(lái)制備由PG和EG的混合物組成的傳熱流體。例如，對(duì)于由30重量％PG和70重量％EG組成的傳熱流體，至少進(jìn)行下面的步驟1.在空的6,500加侖或更大的主槽中放入17,435磅工業(yè)級(jí)PG；2.向主槽中加入40,685磅工業(yè)級(jí)EG；3.向主槽中加入下面的抑制劑a.甲苯基三唑 295磅b.硝酸鈉 295磅c.鉬酸鈉 295磅4.在室溫60-70°F下使用標(biāo)準(zhǔn)槳或螺旋槳或空氣攪拌，混合1.5小時(shí)。
上述的任一種方法都可在低到為通常配制常規(guī)的EG和PG抗凍冷卻劑濃縮物所需的時(shí)間的1/6時(shí)間內(nèi)，得到穩(wěn)定的完全配制的非水傳熱流體。
在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方案中，提供了用于吸收熱交換系統(tǒng)的水的配制流體，該流體在由水基傳熱流體轉(zhuǎn)換成本發(fā)明的傳熱流體時(shí)特別有用。該配制流體被臨時(shí)裝入熱交換系統(tǒng)中，在裝入上述本發(fā)明非水傳熱流體以前將其放出。該配制流體含有EG和作為ADH酶抑制劑的多元醇，優(yōu)選PG，以減小EG的毒性。該配制流體只是臨時(shí)用于熱交換系統(tǒng)，因此不需要通常的緩蝕劑，當(dāng)然，如果需要也可以加入緩蝕劑。該配制流體由熱交換系統(tǒng)中吸收水。該配制流體也可以多次使用，直到其被水飽和，此時(shí)，可將其進(jìn)行處理或循環(huán)以除去吸收的水。在該配制流體中PG的濃度通常為該流體中EG和PG總重量的大約1％-大約50％。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，PG的濃度為該流體中EG和PG總重量的大約5％。
根據(jù)本文的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不偏離本發(fā)明的思想或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的上述實(shí)施方案進(jìn)行大量變化和改進(jìn)。因此，優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)理解為是示例性而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種用于熱交換系統(tǒng)的多元醇基傳熱流體，所述的傳熱流體包括(a)由乙二醇組成的第一多元醇；(b)至少一種第二多元醇，其中所述的第二多元醇的作用是作為醇脫氫酶的酶抑制劑，以及其中所述的第二多元醇的沸點(diǎn)高于約150℃；和(c)至少一種緩蝕劑添加劑，其可以溶解于第一和第二多元醇。
2.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑選自鉬酸鹽、硝酸鹽和唑類(lèi)。
3.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的多元醇占傳熱流體重量的約85wt％-約99.85wt％。
4.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的第二多元醇為丙二醇。
5.權(quán)利要求4的傳熱流體，其中乙二醇占多元醇總重量的約0wt％-約99wt％，以及丙二醇占多元醇總重量的約1wt％-約100wt％。
6.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的第二多元醇為甘油。
7.權(quán)利要求6的傳熱流體，其中乙二醇占多元醇總重量的約90wt％-約99wt％，以及甘油占多元醇總重量的約1wt％-約10wt％。
8.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑由濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的鉬酸鹽組成。
9.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑由濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的硝酸鹽組成。
10.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑由濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的唑類(lèi)組成。
11.權(quán)利要求8的傳熱流體，其中所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
12.權(quán)利要求9的傳熱流體，其中所述的硝酸鹽為硝酸鈉。
13.權(quán)利要求10所述的傳熱流體，其中所述的唑類(lèi)為甲苯基三唑。
14.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑至少由下述組分之一組成(i)濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的鉬酸鈉，(ii)濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的硝酸鈉，或(iii)濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的甲苯基三唑。
15.權(quán)利要求1的傳熱流體，其中(a)在傳熱流體中含有占多元醇總重量約70重量％的乙二醇；(b)在傳熱流體中含有占多元醇總重量約30重量％的丙二醇；(c)含有傳熱流體總重量約0.5重量％的鉬酸鈉；(d)含有傳熱流體總重量約0.5重量％的硝酸鈉；和(e)含有傳熱流體總重量約0.5重量％的甲苯基三唑。
16.一種用于熱交換系統(tǒng)的傳熱流體，該流體含有至少一種沸點(diǎn)高于約150℃的多元醇，和以多元醇作為醇脫氫酶酶抑制劑的手段。
17.權(quán)利要求16的傳熱流體，其中作為醇脫氫酶酶抑制劑的多元醇是丙二醇。
18.權(quán)利要求16的傳熱流體，其中作為醇脫氫酶酶抑制劑的多元醇是甘油。
19.權(quán)利要求16的傳熱流體，其中進(jìn)一步含有至少一種緩蝕劑添加劑，該添加劑可溶于乙二醇和作為醇脫氫酶酶抑制劑的多元醇。
20.權(quán)利要求19的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑添加劑選自鉬酸鹽、硝酸鹽和唑類(lèi)。
21.權(quán)利要求19的傳熱流體，其中所述的多元醇占傳熱流體重量的約85wt％-約99.85wt％。
22.權(quán)利要求19的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑由濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的鉬酸鹽組成。
23.權(quán)利要求19的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑由濃度為占傳熱流體總重量的約0.05重量％-約5重量％的硝酸鹽組成。
24.權(quán)利要求19的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑由濃度為占傳熱流體總重量的約0.05重量％-約5重量％的唑類(lèi)組成。
25.權(quán)利要求22的傳熱流體，其中所述的鉬酸鹽為鉬酸鈉。
26.權(quán)利要求23的傳熱流體，其中所述的硝酸鹽為硝酸鈉。
27.權(quán)利要求24所述的傳熱流體，其中所述的唑類(lèi)為甲苯基三唑。
28.權(quán)利要求19的傳熱流體，其中所述的緩蝕劑至少由下述組分之一組成(i)濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的鉬酸鈉，(ii)濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的硝酸鈉，或(iii)濃度為占傳熱流體總重量約0.05重量％-約5重量％的甲苯基三唑。
29.權(quán)利要求16的傳熱流體，其中至少一種多元醇是乙二醇。
30.一種減小乙二醇基傳熱流體毒性的方法，該方法包括以下步驟(a)提供一種乙二醇基的傳熱流體；和(b)加入足量的作為ADH酶抑制劑的多元醇，以減小傳熱流體的毒性。
31.權(quán)利要求30的方法，其中在所述傳熱流體中作為ADH酶抑制劑的多元醇含有至少大約1wt％的乙二醇。
32.權(quán)利要求30的方法，其中所述作為ADH酶抑制劑的多元醇是丙二醇。
33.權(quán)利要求30的方法，其中所述作為ADH酶抑制劑的多元醇是甘油。
34.一種用于從熱交換系統(tǒng)中吸收水的流體，該流體含有(a)由乙二醇組成的第一多元醇；和(b)第二多元醇，其中所述的第二多元醇是作為醇脫氫酶酶抑制劑。
35.權(quán)利要求34的流體，其中所述的第二多元醇是丙二醇。
36.權(quán)利要求35的傳熱流體，其中所述的丙二醇的含量是乙二醇和丙二醇總量的大約1wt％-大約50wt％。
37.權(quán)利要求35的傳熱流體，其中所述丙二醇的含量是乙二醇和丙二醇總量的大約5wt％。
38.權(quán)利要求34的流體，其中所述的第二多元醇是甘油。
39.權(quán)利要求38的傳熱流體，其中所述甘油的含量是乙二醇和丙二醇總量的大約5wt％。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種非水、低毒的多元醇基傳熱流體，其中含有至少一種可減小乙二醇毒性的，作為醇脫氫酶酶抑制劑的多元醇，如丙二醇。所述傳熱流體還含有可溶于用作傳熱流體的多元醇的緩蝕劑。所述傳熱流體可以用作例如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)冷卻劑、電或電子組件的冷卻劑、太陽(yáng)能加熱系統(tǒng)的傳熱流體或在工業(yè)加工中用于保持溫度的傳熱流體。本發(fā)明還提供了在安裝本發(fā)明的傳熱流體之前為了吸收熱交換系統(tǒng)中的水而配制的低毒流體，該流體由至少含有一種多元醇，優(yōu)選丙二醇的乙二醇組成，其中多元醇的作用是作為醇脫氫酶酶抑制劑。
文檔編號(hào)C23F11/12GK1533422SQ01823489
公開(kāi)日2004年9月29日 申請(qǐng)日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月19日
發(fā)明者約翰·W·埃文斯, J·托羅斯·萊特, 匏埂だ程, 約翰 W 埃文斯 申請(qǐng)人:埃文斯冷卻系統(tǒng)公司