ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ
ANTI-ICING FLUID

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к противообледенительным жидкостям для удаления и краткосрочного предохранения от образования снежно-ледяных отложений с наружных поверхностей воздушных судов гражданской авиации в условиях наземного обледенения, включающим в себя гликоль, поверхностно-активное вещество, ингибитор коррозии или комплексообразователь, регулятор рН, пеногаситель.
Уровень техники
Из уровня техники известна противообледенительная жидкость для удаления и краткосрочного предохранения от образования снежно-ледяных отложений с наружных поверхностей воздушных судов гражданской авиации в условиях наземного обледенения, включающая в себя гликоль, поверхностно-активное вещество, ингибитор коррозии или комплексообразователь, регулятор рН, пеногаситель (см. патент RU 2519175 С1, опубликован 10.06.2014).
В нем описана противообледенительная жидкость следующего состава, мас. %: 80-88 - моноэтиленгликоль; 0,0006-0,0008 - органический активный оранжевый 2К биф краситель; 0,0018-0,0022 - органический прямой алый краситель; 0,15-0,2 - толилтриазол; 0,04-0,06 - нитрит натрия; 0,3-0,44 - оксиэтилиро-ванный нонилфенол; 0,04-0,06 - гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусный натрий; 0,015-0,02 - гидроксид калия; деионизированная вода - остальное.
Данная противообледенительная жидкость является наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату и выбрана за прототип предлагаемого изобретения.
Недостатками указанной жидкости являются присутствие триазолов, неблагоприятно влияющих на окружающую среду вследствие высокой токсичности, и от которых в мировой практике производства противообледенительных жидкостей принято отказываться, а также использование в ней деионизированной воды, что удорожает изготовление и применение данной жидкости вследствие необходимости задействовать установку спецподготовки воды, а также затрудняет обязательное разбавление данной жидкости на месте применения.
Раскрытие изобретения
Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить противообледенительную жидкость для удаления и краткосрочного предохранения от образования снежно-ледяных отложений с наружных поверхностей воздушных судов гражданской авиации в условиях наземного обледенения, позволяющую, по меньшей мере, сгладить один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить улучшение аэродинамических характеристик противообледенительной жидкости при одновременном улучшении ее экологичности и удешевлении производства и применения на месте, что и является поставленной технической задачей.
Для достижения этой цели используется, мас. % - 60-92% гликоля, в качестве поверхностно-активного вещества используется техническая смесь оксиэтилированных моноалкилфенолов - 0,2-0,5%, в качестве ингибитора коррозии используется двузамещенный фосфат щелочного металла - 0,1-0,8% или в качестве комплексообразователя используется бифосфонат щелочного металла - 0,1-0,8%, в качестве регулятора рН используется ортофосфорная кислота или гидроксид щелочного металла - 0,001-0,5%, в качестве пеногасителя используется полиметилсилоксан - 0,03-0,07%, вода водопроводная - остальное.
Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность повысить аэродинамические характеристики противообледенительной жидкости, что подтверждается проведенными испытаниями, а, кроме того, предлагаемая противообледенительная жидкость экологичнее и дешевле прототипа в изготовлении и применении. Это связано с тем, в ней не используется триазол, а также используется водопроводная вода вместо деионизированной.
Когда в качестве регулятора рН используется гидроксид щелочного металла, то появляется возможность смещать при необходимости рН противообледенительной жидкости в сторону щелочи. А когда в качестве регулятора рН используется ортофосфорная кислота, появляется возможность смещать при необходимости рН противообледенительной жидкости в сторону кислоты.
3
3
Существует преимущественный вариант изобретения, в котором в качестве гликоля используется диэтиленгликоль. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность замены моноэтиленгликоля (ПДК 5 мг/м) на менее токсичный диэтиленгликоль (ПДК 10 мг/м).
3
3
Существует альтернативный предыдущему вариант изобретения, в котором в качестве гликоля используется пропиленгликоль. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность замены моноэтиленгликоля (ПДК 5 мг/м) на менее токсичный пропиленгликоль (более 10 мг/м).
Существует вариант изобретения, в котором в качестве ингибитора коррозии используется дикалийфосфат трехводный.
Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность повысить противокоррозионные свойства жидкости.
Существует вариант изобретения, в котором в качестве бифосфоната щелочного металла используется калиевая соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность использования водопроводной воды вместо деионизированной.
Существует вариант изобретения, в котором в качестве гидроксида щелочного металла используется гидроксид калия. Благодаря данной выгодной характеристике появляется возможность точно регулировать рН получаемой жидкости, а также получать бифосфонат щелочного металла путем реакции оксиэтилидендифосфоновой кислоты с гидроксидом калия непосредственно в процессе изготовления конечного продукта.
Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения не известна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения. Также совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения не следует явным образом из уровня техники для жидкостей аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень» для изобретения.
Осуществление изобретения
В соответствии с предложенной формулой приводим конкретные примеры осуществления изобретения.
Пример 1 (первый вариант противообледенительной жидкости)
- моноэтиленгликоль, или диэтиленгликоль, или пропиленгликоль - 60-68%
- дикалийфосфат трехводный - 0,6%
- техническая смесь оксиэтилированных моноалкилфенолов - 0,35%
- ортофосфорная кислота - 0,001-0,003% (до нужного рН)
- пеногаситель - 0,05%
- краситель оранжевый - 0,001-0,005%
- вода - остальное
Пример 2 (второй вариант противообледенительной жидкости)
Для получения 1 тонны противообледенительной жидкости с рН 9.3 в реактор с рубашкой и мешалкой при включенной мешалке заливается 77,68 литров воды с температурой 20-30°С и через загрузочный люк засыпается 4,653 кг оксиэтилидендифосфоновой кислоты или 6.00 кг ее калиевой соли дигидрата. Полученная смесь перемешивается в течение 10 минут до растворения кислоты или ее соли. К полученному раствору добавляют 4,165 кг твердого гранулированного КОН, в случае кислоты, или 2.788 кг КОН в случае калиевой соли и перемешивают 10 минут.
К полученной смеси солей приливают 3 кг смеси оксиэтилированных моноалкилфенолов, перемешивают 10 минут и добавляют 0,5 кг пеногасителя. Полученную смесь мешают до однородной массы, нагрев до 70°С. К полученной смеси приливают при перемешивании 910 кг нагретого до 70°С ДЭГ. Перемешивание продолжают при данной температуре в течение 3 часов.
По окончании перемешивания отбирают пробу для контроля рН. В случае несоответствия значения рН заданному проводят корректировку концентрированным раствором КОН в сторону увеличения значения рН или раствором ОЭДФ кислоты в сторону уменьшения.
- моноэтиленгликоль, или диэтиленгликоль, или пропиленгликоль - 84-91%
- оксиэтилидендифосфоновая кислота - 0,6%
- гидроксид калия - 0,275%
- техническая смесь оксиэтилированных моноалкилфенолов - 0,35%
- пеногаситель - 0,05%
- краситель оранжевый - 0,001-0,005%
- вода - остальное
Заметим, что в жидкость обязательно вводится оранжевый краситель, например "прямой алый". Окрашивание производится по требованию международного стандарта AMS 1424 и не влияет на физико-химические и аэродинамические свойства противообледенительной жидкости.
Кроме того, точная доводка рН требует добавления кислоты или щелочи. Можно использовать готовый бифосфонат щелочного металла, а можно получить его в процессе приготовления смешением оксиэтилидендифосфоновой кислоты с гидроксидом калия, что показано в примере 2.
Приведенные варианты осуществления изобретения являются примерными и позволяют добавлять новые варианты или модифицировать описанные.
На фигуре 1 представлена сравнительная таблица аэродинамических свойств заявляемой жидкости и прототипа. В этой таблице приведены данные для противообледенительной жидкости из примера 2 с разбавлением жидкости водой в соотношении 75:25. Прототип также разбавляется водой в том же соотношении. Условия испытаний одинаковы для всех жидкостей. Жидкость 1 является готовой к применению и не требует разбавления. Ее аэродинамические свойства одинаковы с концентратом из примера 2, разбавленным водой в соотношении 75:25.
Необходимо отметить, что в примере 1 указана жидкость, готовая к применению (RTU - ready-to-use). Жидкость из примера 2 и прототип - концентраты; их запрещено применять неразбавленными, и разбавление на практике производится прямо на месте применения в емкостях обливочных машин. Разбавление может быть и другим - от 75:25 до 10:90 - это зависит от целей облива (одноступенчатая обработка или первый этап двухступенчатой обработки) и погодных условий, но максимальным защитным действием обладают растворы 75:25.
Промышленная применимость
Заявленная жидкость в обоих вариантах успешно прошла сертификацию в российских и зарубежных центрах на соответствие требованиям стандартов SAE AMS 1424 и ISO 11075 и внесена в российский, американский и канадский реестры противообледенительных жидкостей, допущенных к обработке воздушных судов гражданской авиации.
Такой состав позволяет изготавливать как концентрат противообледенительной жидкости тип I, требующий разбавления на месте применения, так и готовую к применению противообледенительную жидкость тип I, полностью соответствующие требованиям стандартов SAE AMS 1424, ISO 11075, ГОСТ Р 54264-2010. Заявленная жидкость соответствует требованиям указанных стандартов как в части влияния на авиационные материалы, так и по аэродинамическим и экологическим характеристикам; также имеется возможность окрашивания жидкости в оранжевый цвет по требованию стандарта SAE AMS 1424; возможность использовать для разбавления жидкости водопроводную воду существенно улучшает ее эксплуатационные характеристики и удешевляет применение. Жидкость может применяться как для высокоскоростных воздушных судов со скоростью отрыва передней стойки не менее 185 км/ч, так и для авиации со скоростью отрыва передней стойки 120 км/ч.
Заявленную жидкость можно применять как для одноэтапной обработки воздушных судов, так и на первом этапе двухэтапной противообледенительной обработки.