CN101768428A - 一种发动机冷却液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种全有机型发动机冷却液，由乙二醇、脂肪羧酸、三元羧酸、安息香酸、三(2-乙基己酸)膦酸酯、唑类化合物、消泡剂及去离子水组成，本发明的发动机冷却液不含胺类物质及硼酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐等无机盐，有利于环保要求，能有效防止发动机冷却系统内所接触的所有金属和非金属材料的腐蚀，对各种金属均有突出的防腐蚀效果，特别是解决了传统有机酸发动机冷却液的铸铝变色发黑问题，能在相对较低的浓度和较大的pH值范围内稳定，具有长期贮存、使用的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种发动机冷却液，属于化学组合技术领域
技术背景
发动机冷却液的发展受汽车发动机的构成及其材料的影响很大，随着汽车发动机技术的飞速发展，对发动机冷却液的要求日益苛刻，因而发动机冷却液的改型换代也正在加速进行。汽车工业近年来发展趋势是发动机功率越来越大，为了减小风阻系数，普遍采用流线外型，因而使发动机散热器体积越来越小，由此发动机热负荷不断增加。为了减轻车体重量，增加燃油经济性，不但发动机冷却系统大量用到铝合金，而且发动机其他部件也逐渐铝金属化。目前，全铝发动机早已投放市场。
随着汽车工业的发展，发动机冷却液的技术也在不断的细分和进步。为了适应不同负荷的车辆，将发动机冷却液分为重负荷和轻负荷两种。同时，为了环境保护的要求，发达国家对冷却液提出了长寿命要求，并对环境有害的添加剂作出了严格限制。
由于常规的无机盐配方使用寿命断、含有发达国家明令限制的化学物质，已经逐步被淘汰。因此，全有机酸技术是近年来发动机冷却液行业普遍看好的一种新型技术，现在欧洲和北美很多汽车制造厂都要求加注有机酸型冷却液，可以简化冷却液使用的品种，延长冷却液的使用寿命。国内目前已经有实验室配方出现，但还没有大量应用工业生产。
而我国发动机冷却液大部分为胺型、磷酸盐型和硅酸盐型，而欧美发达国家已经将这3种类型的产品淘汰。欧美已经发展再生型发动机冷却液，我国目前在这方面的研究还没有起步。全有机酸技术在欧美的应用已经比较普遍，而我国对全有机酸技术的研究刚刚起步。
查阅大量的国内外全有机酸发动机冷却液专利，发现其配方均是一元羧酸和二元羧酸复配，加以三唑而成，此类配方虽然有一定的腐蚀防护效果，但该类有机酸冷却液与铝金属接触，使铝变色发黑，对冷却系统中铝的保护效果比较差，很难适合全铝发动机，且对汽车发动机缸套的气穴保护较差，如US5911906、US5723061、CN01131412.5。
发明内容
本发明克服了上述已有全有机酸型发动机冷却液技术不足，解决了铸铝发黑、气穴腐蚀等问题，提供了一种对冷却系统多金属有全面保护作用的全有机酸冷却液。
根据有机缓蚀分子在金属表面的化学吸附过程的理论出发，推断羧酸基越多，分子越大，越容易形成吸附膜且吸附膜越厚，对金属的全面保护作用更好。本发明提出的三元羧酸的应用，对于发动机冷却系统多金属有很好的全面保护作用，特别在一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸的合理最优化配比下，大大降低了发动机冷却液对发动机冷却系统的点蚀，极大提高了对气穴腐蚀的抑制保护性能。本发明提出的磷酸酯的应用，对比与传统有机酸型发动机冷却液，解决了铸铝发黑的问题，使本发明的发动机冷却液对发动机冷却系统的保护更为全面。其配方如下：
原料 重量百分数
乙二醇 30～96％
脂肪羧酸 0.1～5.0％
三元羧酸 0.1～2.0％
安息香酸 0.1～2.5％
唑类化合物 0.01～0.5％
三(2-乙基己酸)膦酸酯 0.01～0.5％
消泡剂 0.001～0.2％
去离子水 余量，
各组分的重量百分数之和为100重量％。
所述的三元羧酸是由三聚氰胺和直链脂肪酸合成而得，对铸铝和铸铁有很好的全面保护，可选自：2，4，6-三(3-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(4-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(5-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(6-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(7-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(8-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪的一种或几种的混合物，其中以2，4，6-三(4-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(5-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(6-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪为首选，尤其是2，4，6-三(6-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪，当其为2，4，6-三(6-氨基己酸基)-1，3，5-三嗪时，分子结构式可为：
所述的脂肪酸选自己酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、新癸酸、十一烷酸、十二烷酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸的一种或多种的混合物，尤其是辛酸、异辛酸、癸二酸。
唑类化合物选自三唑或噻唑化合物，如苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑或巯基苯骈噻唑，尤其是苯骈三氮唑和甲基苯骈三氮唑。
所述的三(2-乙基己酸)膦酸酯对铝有很好的保护作用，能够防止铝变色发黑。
所述的消泡剂为嵌段聚醚，其中嵌段聚醚选自丙二醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇聚氧乙烯醚中的一种或两种的混合物。
所述的安息香酸能够有效减少铸铁、钢、铜的腐蚀。
本发明发动机冷却液的制备方法：按照配方规定的各物质的量，将乙二醇和去离子水投入反应釜中，在常温下搅拌10分钟，然后再将脂肪羧酸、三元羧酸、安息香酸、唑类化合物依次加入反应釜中，搅拌30分钟，加入三(2-乙基己酸)膦酸酯，搅拌30分钟后再加入消泡剂，直至完全溶解即可。
本发明的发动机冷却液不含胺类物质、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等毒性大、污染性强的物质；将所选的有机羧酸、唑类化合物、三(2-乙基己酸)膦酸酯相结合，以最优化的配比体现出各物质间具有的最佳协同缓蚀作用，能有效防止发动机冷却系统内所接触的所有金属和非金属材料的腐蚀，特别是对防止焊锡、铝及其合金的腐蚀有很好的抑制保护作用。在长时间内保持稳定，在相对很低的浓度和很大的PH变化范围内稳定，并随发动机冷却液的使用，储备碱度略微增大。
本发明对发动机冷却系统的钢、铸铁、铝、铜和黄铜都有很好缓蚀作用；配方稳定性好、抗硬水能力强，具有长效抑制腐蚀能力；使用原料符合发达国家对添加剂限制的要求。对比于现有半有机酸硅酸盐发动机冷却液解决了长期使用问题，相对于传统有机酸型发动机冷却液解决了铸铝变黑和气穴腐蚀等问题。
具体实施方式：
本发明的发动机冷却液，经过大量的筛选实验，得到了经济合理性能优异的配方组合，表1是8个实施例配方：
表1
本发明的发动机冷却液性能指标数据见表2
表2性能指标
为了证明本发明的发动机冷却液对金属保护优于其他全有机酸型冷却液，对三种冷却液进行了对比腐蚀试验，腐蚀对比实验结果见表3
表3对比实验数据
从表2、表3的数据可以看出，本发明技术配制的冷却液，不仅密度、沸点、冰点、灰分、pH值、水分、储备碱度、氯含量等理化指标完全符合标准要求。而由于加入了三(2-乙基己酸)，较其他全有机酸冷却液而言，不但铝不会变色发黑，同时也大大提高了对铝及合金的腐蚀防护。最为重要的是本发明冷却液对紫铜、黄铜、焊锡、碳钢、铸铝、铸铁等发动机冷却系统用多金属具有优异的腐蚀抑制保护作用，试片失重远远低于标准要求，对铸铝和焊锡的保护最为突出。特别是铸铝合金传热腐蚀试验和铝泵气穴腐蚀试验的结果优秀。
Claims (10)
1.一种发动机冷却液，其特征在于，由下列配方经搅拌混合而成：
原料 重量百分数
乙二醇 30～96％
脂肪羧酸 0.1～5.0％
三元羧酸 0.1～2.0％
安息香酸 0.1～2.5％
唑类化合物 0.01～0.5％
三(2-乙基己酸)膦酸酯 0.01～0.5％
消泡剂 0.001～0.2％
去离子水 余量，
各组分的重量百分数之和为100重量％。
2.根据权利要求1所述的发动机冷却液，其特征在于，所述的三元羧酸选自：2，4，6-三(3-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(4-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(5-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(6-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(7-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪、2，4，6-三(8-氨基羧酸基)-1，3，5-三嗪的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的发动机冷却液，其特征在于，所述的三元羧酸为2，4，6-三(6-氨基己酸基)-1，3，5-三嗪，其分子结构式为：
4.根据权利要求1～3任一项所述的发动机冷却液，其特征在于，所述的脂肪酸选自：己酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、新癸酸、十一烷酸、十二烷酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的发动机冷却液，其特征在于，所述的脂肪酸是辛酸、异辛酸或癸二酸。
6.根据权利要求1～5任一项所述的发动机冷却液，其特征在于，所述的唑类化合物是三唑或噻唑化合物。
7.根据权利要求6所述的发动机冷却液，其特征在于，所述的唑类化合物选自苯骈三氮唑、甲基苯骈三氮唑、2-巯基苯骈噻唑的一种或多种。
8.根据权利要求1～7任一项所述的发动机冷却液，其特征在于：所述的消泡剂为嵌段聚醚，其中嵌段聚醚选自丙二醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇聚氧乙烯醚中的一种或两种的混合物。
9.根据权利要求1～8任一项所述的的发动机冷却液的制备方法，按照配方规定的各物质的量，将乙二醇和去离子水投入反应釜中，在常温下搅拌10分钟，然后再将脂肪羧酸、三元羧酸、安息香酸、唑类化合物依次加入反应釜中，搅拌30分钟，加入三(2-乙基己酸)膦酸酯，搅拌30分钟后再加入消泡剂，直至完全溶解即可。
10.根据权利要求1～8任一项所述的的发动机冷却液的应用，用于防止紫铜、黄铜、焊锡、碳钢、铸铝、铸铁等发动机冷却系统用多金属的腐蚀。
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