CN101376802B - 一种防冻冷却液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种防冻冷却液，含有乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠和消泡剂，其中，所述冷却液还含有桂皮酸和甘露醇。本发明还提供了一种防冻冷却液的制备方法，其中，该方法包括将乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠、桂皮酸、甘露醇和消泡剂混合均匀。本发明提供的防冻冷却液的储存稳定性更好，并且本发明提供的防冻冷却液大幅度的提高了对铝腐蚀的抑制效果。

Description

一种防冻冷却液及其制备方法
技术领域
本发明是关于一种防冻冷却液及其制备方法。
背景技术
目前，防冻冷却液多采用乙二醇的水溶液，在乙二醇的水溶液中添加磷酸盐和硼酸盐添加剂能够使防冻冷却液对铜和铸铁的腐蚀起到很到的抑制效果，但随着铝合金在汽车发动机冷却系统中的广泛应用，这种防冻冷却液对铝表面腐蚀性大的缺点逐渐显现出来，因此，人们通过在防冻冷却液中加入硅酸盐添加剂，以抑制防冻冷却液对铝及铝合金的腐蚀。
例如，CN13696232A公开了一种防腐抗垢防沸冷冻液，其包括85-99.6重量％的乙烯产品乙二醇，0.01-3重量％的防腐剂亚硝酸盐，0.01-3重量％的硅酸盐，0.01-3重量％的磷酸盐，0.01-3重量％的氮环物、0.01-3重量％的硼砂和0.01-3重量％的氯化亚盐。
但是由于硅酸盐很不稳定，因此含有硅酸盐的防冻冷却液的储存稳定性差，容易形成沉淀，影响了防冻冷却液对铝及铝合金腐蚀的抑制。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有防冻冷却液存在的储稳定性差、对铝及铝合金腐蚀的抑制效果差的缺点，提供一种储存稳定性好、对铝及铝合金腐蚀的抑制效果好的防冻冷却液。
本发明的发明人意外地发现，在防冻冷却液中添加桂皮酸和甘露醇能够显著地提高硅酸钠的稳定性，抑制硅酸钠的沉淀，从而大幅度的提高防冻冷却液的储存稳定性，进而提高对铝及铝合金腐蚀的抑制效果。
本发明提供了一种防冻冷却液，该冷却液含有乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠和消泡剂，其中，所述冷却液还含有桂皮酸和甘露醇。
本发明还提供了一种防冻冷却液的制备方法，其中，该方法包括将乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠、桂皮酸、甘露醇和消泡剂混合均匀。
本发明的防冻冷却液中含有桂皮酸和甘露醇，能够显著地提高硅酸钠的稳定性，抑制了硅酸钠的沉淀，从而大幅度的提高了防冻冷却液的储存稳定性，进而提高了对铝及铝合金腐蚀的抑制效果。例如，本发明实施例1-4制备的防冻冷却液S1-S4，在88℃条件下，放置5周没有沉淀出现；而对比例1制备的参比防冻冷却液CS1在相同条件下放置2周后，出现絮状沉淀，说明本发明提供的防冻冷却液的储存稳定性更好，并且本发明提供的防冻冷却液大幅度的提高了对铝腐蚀的抑制效果。
具体实施方式
本发明提供了一种防冻冷却液，该冷却液含有乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠和消泡剂，其中，所述冷却液还含有桂皮酸和甘露醇。
根据本发明，所述防冻冷却液的pH值为7-11，优选情况下，pH值为8-10。
本发明的防冻冷却液只要含有桂皮酸和甘露糖就可以起到提高储存稳定性的作用，乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠和消泡剂可以为各自的常规含量，优选情况下，相对于100重量份的水，所述乙二醇的含量为90-110重量份，所述癸二酸的含量为0.2-1.5重量份，所述硅酸钠的含量为0.2-2.5重量份，所述消泡剂的含量为0.02-0.1重量份，所述桂皮酸的含量为0.02-0.2重量份，所述甘露醇的含量为0.02-1.5重量份；进一步优选为，相对于100重量份的水，所述乙二醇的含量为90-100重量份，所述癸二酸的含量为0.5-1.0重量份，所述硅酸钠的含量为0.5-2.0重量份，所述消泡剂的含量为0.02-0.05重量份，所述桂皮酸的含量为0.05-0.1重量份，所述甘露醇的含量为0.05-1.0重量份。
根据本发明，所述防冻冷却液还可以含有硼砂、硝酸钠、苯甲酸钠、二乙胺四乙酸二钠和苯并三氮唑中的一种或几种，优选情况下，相对于100重量份的水，所述硼砂的含量为1.0-3.5重量份，所述硝酸钠的含量为0.4-2.5重量份，所述苯甲酸钠的含量为0.2-2.0重量份，所述二乙胺四乙酸二钠的含量为0.02-0.15重量份，所述苯并三氮唑的含量为0.1-0.7重量份。当防冻冷却液还含有硼砂、硝酸钠、苯甲酸钠、二乙胺四乙酸二钠和苯并三氮唑时，可以对紫铜、黄铜、钢、铸铁和焊锡的腐蚀起到抑制作用。
所述消泡剂为本领域技术人员所公知，例如，可以为有机硅氧烷、聚乙二醇、失水甘油醚、甲基丙烯酸酯、磷酸三丁酯和乙酸钙中的一种或几种，符合上述条件的消泡剂可以通过商购得到，例如北京石景山航苹有机硅厂生产的OF50、OF40、T28或T10。
本发明还提供了一种防冻冷却液的制备方法，其中，该方法包括将乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠、桂皮酸、甘露醇和消泡剂混合均匀。
优选情况下，该方法包括将乙二醇和水混合均匀，混合的温度为40-80℃，之后加入癸二酸、硅酸钠、桂皮酸和甘露醇并混合均匀，混合的温度为40-80℃，调节pH值为7-11，之后加入消泡剂，得到冷却液。
根据本发明，所述调节pH值为7-11的方法为本领域技术人员所公知，例如可以通过加入氢氧化钠和/或氢氧化钾来调节pH值，优选情况下，调节pH值为8-10。
根据本发明所述的制备方法，乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠和消泡剂可以为各自的常规用量，优选情况下，相对于100重量份的水，所述乙二醇的用量为90-110重量份，所述癸二酸的用量为0.2-1.5重量份，所述硅酸钠的用量为0.2-2.5重量份，所述消泡剂的用量为0.02-0.1重量份，所述桂皮酸的用量为0.02-0.2重量份，所述甘露醇的用量为0.02-1.5重量份；进一步优选为，相对于100重量份的水，所述乙二醇的用量为90-100重量份，所述癸二酸的用量为0.5-1.0重量份，所述硅酸钠的用量为0.5-2.0重量份，所述消泡剂的用量为0.02-0.05重量份，所述桂皮酸的用量为0.05-0.1重量份，所述甘露醇的用量为0.05-1.0重量份。
根据本发明所述的制备方法，在加入硅酸钠的同时，还加入硼砂、硝酸钠、苯甲酸钠、二乙胺四乙酸二钠和苯并三氮唑中的一种或几种，所述硼砂、硝酸钠、苯甲酸钠、二乙胺四乙酸二钠和苯并三氮唑的用量可以在很大范围内改变，优选情况下，相对于100重量份的水，所述硼砂的用量为1.0-3.5重量份，所述硝酸钠的用量为0.4-2.5重量份，所述苯甲酸钠的用量为0.2-2.0重量份，所述二乙胺四乙酸二钠的用量为0.02-0.15重量份，所述苯并三氮唑的用量为0.1-0.7重量份。
所述消泡剂为本领域技术人员所公知，例如，可以为有机硅氧烷、聚乙二醇、失水甘油醚、甲基丙烯酸酯、磷酸三丁酯和乙酸钙中的一种或几种，符合上述条件的消泡剂可以通过商购得到，例如北京石景山航苹有机硅厂生产的OF50、OF40、T28或T10。
下面通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的防冻冷却液。
将100重量份的水与90重量份的乙二醇混合均匀，混合的温度为60℃，然后依次加入0.6重量份的硅酸钠，0.05重量份的桂皮酸，0.5重量份的甘露醇和0.8重量份的癸二酸混合均匀，加入氢氧化钠调节pH值为7，之后加入0.04重量份的消泡剂OF50(北京石景山航苹有机硅厂)，得到防冻冷却液S1。
对比例1
通过与实施例1相同的方法制备参比防冻冷却液CS1，不同在于参比防冻冷却液CS1中没有加入桂皮酸和甘露醇。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的防冻冷却液。
将100重量份的水与100重量份的乙二醇混合均匀，混合的温度为40℃，然后依次加入0.2重量份的苯并三氮唑，1.2重量份的硼砂，2.0重量份的硅酸钠，0.5重量份的苯甲酸钠，0.05重量份的桂皮酸，0.05重量份的甘露醇，0.5重量份的硝酸钠，1.0重量份的癸二酸和0.15重量份的二乙胺四乙酸二钠混合均匀，加入氢氧化钾调节pH值为11，之后加入0.05重量份的磷酸三丁酯，得到防冻冷却液S2。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的防冻冷却液。
将100重量份的水与100重量份的乙二醇混合均匀，混合的温度为70℃，然后依次加入0.4重量份的苯并三氮唑，3.0重量份的硼砂，1.3重量份的硅酸钠，1.1重量份的苯甲酸钠，0.1重量份的桂皮酸，1.0重量份的甘露醇，1.4重量份的硝酸钠，1.0重量份的癸二酸和0.07重量份的二乙胺四乙酸二钠混合均匀，加入氢氧化钠和氢氧化钾调节pH值为10，之后加入0.05重量份的聚乙二醇，得到防冻冷却液S3。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的防冻冷却液。
将100重量份的水与100重量份的乙二醇混合均匀，混合的温度为50℃，然后依次加入0.4重量份的苯并三氮唑，1.5重量份的硼砂，0.8重量份的硅酸钠，0.8重量份的苯甲酸钠，0.1重量份的桂皮酸，0.5重量份的甘露醇，0.8重量份的硝酸钠，0.8重量份的癸二酸和0.12重量份的二乙胺四乙酸二钠混合均匀，加入氢氧化钠调节pH值为9，之后加入0.03重量份的甲基丙烯酸酯，得到防冻冷却液S4。
实施例5-8
将实施例1-4制备的防冻冷却液S1-S4，在88℃条件下，放置，分别观察防冻冷却液S1-S4在放置1-5周后，防冻冷却液的沉淀情况，结果如表1所示。
对比例2
根据实施例5-8所述的方法，检测对比例1制备的参比防冻冷却液的称沉淀情况，结果如表1所示。
实施例9-12
根据ASTM D1384标准，对实施例1-4制备的防冻冷却液S1-S4，进行金属腐蚀性检测，具体的步骤为：将尺寸为50mm×30mm×2mm的紫铜片、黄铜片、铸铁片、铝片、焊锡片和钢片分别浸泡在防冻冷却液中，在88℃的条件下不断的通入空气，浸泡336个小时，实验结束后，分别测定紫铜片、黄铜片、铸铁片、铝片、焊锡片和钢片的重量变化，结果如表2所示。
对比例3
根据实施例5-8所述的方法，检测对比例1制备的参比防冻冷却液对金属的腐蚀性，结果如表2所示。
表1
  实施例编号   防冻冷却液编号   1周   2周   3周   4周   5周
  实施例5   S1   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀
  对比例2   CS1   无沉淀   絮状沉淀   絮状沉淀   絮状沉淀   絮状沉淀
  实施例6   S2   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀
  实施例7   S3   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀
  实施例8   S4   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀   无沉淀
从上表1可以看出，本发明实施例1-4制备的防冻冷却液S1-S4，在88℃条件下，放置5周没有沉淀出现；而对比例1制备的参比防冻冷却液CS1在放置2周后，出现絮状沉淀，说明本发明提供的防冻冷却液与对比例1制备的参比防冻冷却液CS1相比，储存稳定性更好。
表2
Figure B2007101461984D00071
从上表可以看出，本发明实施例1-4制备的防冻冷却液S1-S4，与对比例1制备的参比防冻冷却液CS1相比，大幅度的提高了对铝腐蚀的抑制效果，并且实施例2-4制备的防冻冷却液S2-S4对紫铜、黄铜、钢、铸铁、铝和焊锡的腐蚀也具有较好的抑制效果。

Claims (8)

1.一种防冻冷却液，该冷却液含有乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠和消泡剂，其特征在于，所述冷却液还含有桂皮酸和甘露醇，相对于100重量份的水，所述乙二醇的含量为90-110重量份，所述癸二酸的含量为0.2-1.5重量份，所述硅酸钠的含量为0.2-2.5重量份，所述消泡剂的含量为0.02-0.1重量份，所述桂皮酸的含量为0.02-0.2重量份，所述甘露醇的含量为0.02-1.5重量份。
2.根据权利要求1所述的冷却液，其中，所述冷却液的pH值为7-11。
3.根据权利要求1所述的冷却液，其中，相对于100重量份的水，所述乙二醇的含量为90-100重量份，所述癸二酸的含量为0.5-1.0重量份，所述硅酸钠的含量为0.5-2.0重量份，所述消泡剂的含量为0.02-0.05重量份，所述桂皮酸的含量为0.05-0.1重量份，所述甘露醇的含量为0.05-1.0重量份。
4.根据权利要求1或3所述的冷却液，其中，所述冷却液还含有硼砂、硝酸钠、苯甲酸钠、二乙胺四乙酸二钠和苯并三氮唑中的一种或几种，相对于100重量份的水，所述硼砂的含量为1.0-3.5重量份，所述硝酸钠的含量为0.4-2.5重量份，所述苯甲酸钠的含量为0.2-2.0重量份，所述二乙胺四乙酸二钠的含量为0.02-0.15重量份，所述苯并三氮唑的含量为0.1-0.7重量份。
5.根据权利要求1或3所述的冷却液，其中，所述消泡剂为有机硅氧烷、聚乙二醇、失水甘油醚、甲基丙烯酸酯、磷酸三丁酯和乙酸钙中的一种或几种。
6.权利要求1所述的冷却液的制备方法，其特征在于，该方法包括将乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠、桂皮酸、甘露醇和消泡剂混合均匀，相对于100重量份的水，所述乙二醇的用量为90-110重量份，所述癸二酸的用量为0.2-1.5重量份，所述硅酸钠的用量为0.2-2.5重量份，所述消泡剂的用量为0.02-0.1重量份，所述桂皮酸的用量为0.02-0.2重量份，所述甘露醇的用量为0.02-1.5重量份。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法在将乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠、桂皮酸、甘露醇和消泡剂混合后还包括将所得混合物的pH值调为7-11。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法在将乙二醇、水、癸二酸、硅酸钠、桂皮酸、甘露醇和消泡剂混合时还包括加入硼砂、硝酸钠、苯甲酸钠、二乙胺四乙酸二钠和苯并三氮唑中的一种或几种，相对于100重量份的水，所述硼砂的用量为1.0-3.5重量份，所述硝酸钠的用量为0.4-2.5重量份，所述苯甲酸钠的用量为0.2-2.0重量份，所述二乙胺四乙酸二钠的用量为0.02-0.15重量份，所述苯并三氮唑的用量为0.1-0.7重量份。
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