CN101210172A

CN101210172A - 一种新型重负荷发动机冷却液配方及制备方法

Info

Publication number: CN101210172A
Application number: CNA2006101561314A
Authority: CN
Inventors: 龚灿铮; 王猛
Original assignee: BEIJING ZHONGSHI TONGYI LUBRICANT Co Ltd
Current assignee: BEIJING ZHONGSHI TONGYI LUBRICANT Co Ltd
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-02

Abstract

本发明公开了一种重负荷发动机冷却液，其组成包括二元醇、软化水、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和本发明特有的稳定剂。其制备方法包括按配方精确称取二元醇、软化水、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和稳定剂；在一反应釜中将硼砂加入乙二醇中，搅拌至全溶；在另一容器中加入软化水，加温(60℃～80℃)，在搅拌下按本发明确定的工艺程序加入精确称量的氢氧化钠、硅酸钾水溶液、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)和稳定剂至全部溶解；将前面两步骤所得溶液混合搅拌至全溶，加入抗泡剂、染色剂，调整其颜色和pH值，使其达到规定的要求；检验冰点、沸点、pH值和颜色；对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。

Description

一种新型重负荷发动机冷却液配方及制备方法

技术领域

本发明“一种新型重负荷发动机冷却液配方及制备方法”涉及的是一种适用于重负荷发动机冷却系统使用要求的专用冷却液配方及制备方法。

背景技术

在ASTM D 4985-05《重负荷发动机低硅酸盐乙二醇型冷却液》规范中，重负荷发动机是指长期在接近额定功率条件下运转的发动机，包括柴油机、汽油机或使用其它燃料的发动机。通常为非公路条件下使用的农用、矿用、挖掘和建筑运输机械、公路卡车和公共汽车以上的5～8类机械、高输出功率的固定机组、火车及舰船的内燃机组等。

由于重负荷发动机设计、结构、材质和使用工况的苛刻性，决定了必须使用与轻负荷发动机不同类型的专用冷却液。如其不然，则会发生下列严重问题：

(1)气缸衬里的点蚀(也称气穴腐蚀)。重负荷发动机常采用湿式缸套以便于维护和快速有效地散出高热量。但湿式缸套冷却系统的采用却带来了气缸衬里点蚀问题。湿式缸套冷却衬里会受机械强烈振动及冷却液高速流动冲击而发生气穴腐蚀、甚至穿孔而造成严重损害。该问题在使用轻负荷发动机冷却液时是不可避免的。解决该问题的途径只能是采用具有优良的抗气穴腐蚀能力的重负荷发动机冷却液。

(2)传热表面的结垢。重负荷发动机因热负荷高和连续运转时间长，其冷却液(尤其是其中的水)容易蒸发损失和造成缸套传热表面的结垢加剧。结垢的结果是导致发动机传热效率下降，使气缸、活塞温度升高、沉积物增多和机械磨损增加。解决此问题的出路也是必须使用含有充足的能最大限度减少热表面结垢组分及更高沸点的重负荷发动机冷却液。

目前国内普遍使用的冷却液(俗称防冻液)是按我国石油化工行业标准SH0521-1999《汽车和轻负荷发动机乙二醇型冷却液》生产的，由其标准内容和实际使用效果均表明这类产品不能满足重负荷发动机苛刻的运行要求。在周建军等编著的《汽车冷却液》(化学工业出版社)一书第110页列出了一种重负荷发动机冷却液浓缩液的组成，主要成分包括乙二醇、硼砂(Na₂B₄O₇·5H₂O)、蒸馏水或去离子水、硝酸钠、五水偏硅酸钠(Na₂SiO₃·5H₂O)、十二水磷酸钠(Na₃PO₄·12H₂O)、氢氧化钠、甲基苯三唑钠(50％水溶液)、抗泡剂。但是，根据该配方和混合顺序配成的冷却液存在硅酸盐析出的问题。

综上所述，为使我国日益增多的重负荷发动机能在苛刻的高热负荷下持久可靠地工作，必须加快国产重负荷发动机冷却液的研究、生产和推广应用，满足重负荷发动机的使用要求。

本发明中所提供的重负荷发动机冷却液严格的固溶体含量及防硅酸盐析出的科学配方组成，还使重负荷发动机冷却液能有效减少水泵泄漏和焊锡腐蚀的故障率。

发明内容本发明所提供的重负荷发动机冷却液具有防锈、防冻、防沸、防气穴腐蚀、防热表面结垢、防起泡的性能，并且稳定性好，储存及使用过程中不产生沉淀及分层现象，对重负荷发动机冷却系统保护性强，可以满足重负荷发动机的使用要求。

本发明所提供的重负荷发动机冷却液其组成包括二元醇、软化水、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和特有的稳定剂。

其中所述的二元醇是重负荷发动机冷却液的主要成份，可以是乙二醇、丙二酵、二乙二醇或其混合物，优选乙二醇。

其中所述的硅酸钾水溶液中的SiO₂和K₂O的优选重量比应为1.8～2.1∶1.0。

其中所述的稳定剂可以是是改性的乙基硅氧烷，丙基硅氧烷、苯乙基硅氧烷等，优选的是能长期有效防止硅酸盐析出凝胶或沉淀的稳定剂。

其中所述的二元醇含量可以是10％～90％，优选30％～70％。

其中所述的软化水含量可以是10％～90％，优选30％～70％。

其中所述的硼砂含量可以是0.1％～2％，优选0.5％～1.5％。

其中所述的硅酸钾水溶液含量可以是0.05％～0.5％，优选0.1％～0.3％。

其中所述的氢氧化钠含量可以是0.05％～0.5％，优选0.1％～0.3％。

其中所述的硝酸钠含量可以是0.05％～0.5％，优选0.1％～0.3％。

其中所述的十二水磷酸钠含量可以是0.1％～1％，优选0.2％～0.6％。

其中所述的巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)含量可以是0.1％～2％，优选0.3％～0.8％。

其中所述的稳定剂含量可以是0.01％～0.2％，优选0.05％～0.1％。

其中所述的抗泡剂含量可以是0.005％～0.05％，优选0.01％～0.03％。

其中所述的染色剂含量可以是0.001％～0.01％，优选0.002％～0.005％。

本发明所提供的重负荷发动机冷却液的制备方法包括以下几个步骤：

(1)配制重负荷发动机冷却液时，可在加热并带有搅拌的搪瓷反应釜或不锈钢反应釜进行；

(2)按上述配方精确称取二元醇、软化水、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和稳定剂；

(3)在一反应釜中将硼砂加入乙二醇中，搅拌至全溶；

(4)在另一容器中加入软化水，加温(60℃～80℃)，在搅拌下按本发明确定的工艺程序加入精确称量的氢氧化钠、硅酸钾、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)和稳定剂至全部溶解。

(5)将步骤(3)和步骤(4)所得溶液混合搅拌至全溶，加入抗泡剂、染色剂，调整其颜色和pH值，使其达到规定的要求；

(6)检验冰点、沸点、pH值和颜色；

(7)对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。

具体实施方式

实施例1

称取(40～43)千克乙二醇、(57～60)千克软化水、(0.5～1.5)千克硼砂、(0.3～1.0)千克硅酸钾水溶液、(0.1～0.3)千克氢氧化钠、(0.1～0.3)千克硝酸钠、(0.2～0.6)千克十二水磷酸钠、(0.3～0.8)千克巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、(0.01～0.03)千克抗泡剂、(0.002～0.005)千克染色剂、(0.05～0.1)千克稳定剂，按下述步骤制备：

(1)配制重负荷发动机冷却液时，可在有加热并带有搅拌的搪瓷反应釜或不锈钢反应釜中进行；

(2)按上述配方精确称取乙二醇、软化水、、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和稳定剂；

(3)在一反应釜中将硼砂加入乙二醇中，搅拌至全溶；

(4)在另一容器中加入软化水，加温(60℃～80℃)，在搅拌下按本发明确定的工艺程序加入精确称量的氢氧化钠、硅酸钾水溶液、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)和稳定剂至全部溶解。

(6)检验冰点、沸点、pH值和颜色；

(7)对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。

实施例1中重负荷发动机冷却液冰点为-30℃、沸点为114℃、pH值为9.0。

实施例2

称取(46～49)千克乙二醇、(51～54)千克软化水、、(0.5～1.5)千克硼砂、(0.3～1.0)千克硅酸钾水溶液、(0.1～0.3)千克氢氧化钠、(0.1～0.3)千克硝酸钠、(0.2～0.6)千克十二水磷酸钠、(0.3～0.8)千克巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、(0.01～0.03)千克抗泡剂、(0.002～0.005)千克染色剂、(0.05～0.1)千克稳定剂，按下述步骤制备：

(2)按上述配方精确称取乙二醇、软化水、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和稳定剂；

(3)在一反应釜中将硼砂加入乙二醇中，搅拌至全溶；

(6)检验冰点、沸点、pH值和颜色；

(7)对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。

实施例2中重负荷发动机冷却液冰点为-35℃、沸点为116℃、pH值为9.0。

实施例3

称取(50～53)千克乙二醇、(47～50)千克软化水、(0.5～1.5)千克硼砂、(0.3～1.0)千克硅酸钾水溶液、(0.1～0.3)千克氢氧化钠、(0.1～0.3)千克硝酸钠、(0.2～0.6)千克十二水磷酸钠、(0.3～0.8)千克巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、(0.01～0.03)千克抗泡剂、(0.02～0.05)千克染色剂、(0.05～0.1)千克稳定剂，按下述步骤制备：

(3)在一反应釜中将硼砂加入乙二醇中，搅拌至全溶；

(6)检验冰点、沸点、pH值和颜色；

(7)对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。

实施例3中重负荷发动机冷却液冰点为-43℃、沸点为118℃、pH值为9.0。

实施例4

称取(57～60)千克乙二醇、(40～43)千克软化水、(0.5～1.5)千克(0.3～1.0)千克硅酸钾水溶液、(0.1～0.3)千克氢氧化钠、(0.1～0.3)千克硝酸钠、(0.2～0.6)千克十二水磷酸钠、(0.3～0.8)千克巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、(0.01～0.03)千克抗泡剂、(0.02～0.05)千克染色剂、(0.05～0.11)千克稳定剂，按下述步骤制备：

(3)在一反应釜中将加入硼砂乙二醇中，搅拌至全溶；

(6)检验冰点、沸点、PH值和颜色；

(7)对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。

实施例4中重负荷发动机冷却液冰点为-50℃、沸点为120℃、pH值为8.5

Claims

1.一种重负荷发动机冷却液，其组成包括二元醇、软化水、硼砂、偏硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂和本发明特有的稳定剂。

2.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的二元醇是乙二醇、丙二醇、二乙二醇或其混合物。

3.权利要求1或2中任意一项所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的二元醇是乙二醇。

4.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的硅酸钾水溶液中SiO₂和K₂O的优选重量比应为1.8～2.1∶1.0。

5.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的稳定剂可以是改性的乙基硅氧烷，丙基硅氧烷、苯乙基硅氧烷等，优选的是能长期有效防止硅酸盐析出凝胶或沉淀的稳定剂。

6.权利要求1或2或3中任意一项所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的二元醇含量可以是10％～90％，优选30％～70％。

7.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的软化水含量可以是10％～90％，优选30％～70％。

8.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的硼砂含量可以是0.1％～2％，优选0.3％～1.5％。

9.权利要求1或4所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的硅酸钾水溶液含量可以是0.05％～0.5％，优选0.1％～0.3％。

10.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的氢氧化钠含量可以是0.05％～0.5％，优选0.1％～0.3％。

11.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的硝酸钠含量可以是0.05％～0.5％，优选0.1％～0.3％。

12.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的十二水磷酸钠含量可以是0.1％～1％，优选0.2％～0.6％。

13.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)含量可以是0.1％～2％，优选0.3％～0.8％。

14.权利要求1或5所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的稳定剂含量可以是0.01％～0.2％，优选0.05％～0.1％。

15.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的抗泡剂含量可以是0.005％～0.05％，优选0.01％～0.03％。

16.权利要求1所述的一种重负荷发动机冷却液，其中所述的染色剂含量可以是0.001％～0.01％，优选0.002％～0.005％。

17.一种制备如权利要求1所述的重负荷发动机冷却液的制备方法，包括以下几个步骤：

(2)按配方精确称取二元醇、软化水、硼砂、硅酸钾水溶液、氢氧化钠、硝酸钠、十二水磷酸钠、巯基苯并噻唑钠(50％水溶液)、抗泡剂、染色剂、和本发明特有的稳定剂；

(3)在一反应釜中将硼砂加入乙二醇中，搅拌至全溶；

(6)检验冰点、沸点、密度、pH值、泡沫特性和颜色；

(7)对合格的重负荷发动机冷却液进行灌装、贴标签、入库。