CN101787533B - 一种发动机冷却液用缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属材料防腐蚀技术领域，具体涉及一种发动机冷却液用缓蚀剂及其制备方法。本发明的发动机冷却液用缓蚀剂是利用鸢尾科鸢尾属植物蝴蝶花全草的提取液，加入适量添加剂制成。本发明的缓蚀剂产品具有原料来源丰富、无毒无公害、对多种金属均具有良好的缓蚀效果，可对发动机冷却体系中钢、铁、铜、铝和镁等金属材料提供全面的防腐蚀保护，且其制备方法具有工艺简单、操作方便、绿色环保、生产成本低、便于工业生产等特点。

Description

一种发动机冷却液用缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明属于金属材料防腐蚀技术领域，具体涉及一种发动机冷却液用缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

发动机冷却体系中的钢、铁、铜、铝和镁等多种金属材料，在冷却液的作用下容易被腐蚀。为延长发动机使用寿命，通常采用在发动机冷却液中添加缓蚀剂，以减缓或防止发动机冷却体系中各种金属材料的腐蚀。因此，长期以来人们一直非常重视发动机冷却液用缓蚀剂的研发。

专利号为89108743.5的中国专利“内燃机车冷却液高效缓蚀剂”提供了一种由四硼酸钠、亚硝酸钠、硅酸钠、苯并三氮唑、聚马来酸酐、乙二胺四甲叉磷酸和去离子水组成的内燃机车冷却液缓蚀剂，对铝件有较好缓蚀作用；专利号为00131108.5的中国专利“内燃机冷却液用缓蚀剂”提供了一种由聚丙烯酰胺、苯并三氮唑、硼酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐或钨酸盐、一元羧酸及其盐、二元羧酸及其盐组成的内燃机冷却液用缓蚀剂，能有效防止铸铞机件点蚀及铸铁、钢机件穴蚀。伴随汽车等内燃机车轻量化发展趋势，镁合金在发动机部件中所占的比例大大增加，这对发动机冷却液用缓蚀剂提出了更高的要求，缓蚀剂要同时能够有效防止镁合金的腐蚀，美国德士古发展公司的中国发明专利“用于在传热流体和发动机冷却剂中保护轻金属的缓蚀剂和协同抑制剂”(专利号为99812082.0)提供了一种由4-叔丁基苯甲酸、辛酸、癸二酸或十二烷二酸、甲苯基三唑或苯并三唑、氟化物和/或氟羧酸或其盐、碱金属硼酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属苯甲酸盐、碱金属硝酸盐、碱金属亚硝酸盐、碱金属钼酸盐组成的缓蚀剂，可实现对发动机中的镁和铝合金的防腐蚀保护。

综合分析，现有技术中的发动机冷却液用缓蚀剂主要存在以下缺陷：(1)只对不超过三种金属材料具有较好的防护效果，不能对发动机冷却体系中的多种金属材料提供全面的防腐蚀保护；(2)主要由多种人工合成的无机物和有机物组成，其成分复杂、原料昂贵、合成工艺复杂、制备成本高；(3)组分中多含有如亚硝酸盐、氟化物和/或氟羧酸或其盐等物质，对人体具有毒害作用，其加工和使用都会造成严重的环境污染。

发明内容

针对现有技术中的发动机冷却液用缓蚀剂对多种金属材料防护不全面、成分复杂、原料昂贵、合成工艺复杂、制备成本高和环境污染严重等不足，本发明的目的是提供一种对钢、铁、铜、铝和镁等多种金属材料具有良好防护效果，且原料廉价、来源充足、生产简便、成本低、无毒无害的发动机冷却液用缓蚀剂，以及该缓蚀剂的制备方法。

一种发动机冷却液用缓蚀剂，其特征在于，由鸢尾科鸢尾属植物蝴蝶花全草的提取液及适量添加剂组成；

所述提取液是蝴蝶花全草由水提取得到的浓缩液；所述添加剂为十二烷基苯磺酸钠和一种稀土硝酸盐，十二烷基苯磺酸钠与稀土硝酸盐的重量比为1∶2；所述添加剂加入量为提取液重量的0.06％～0.12％。

进一步，所述稀土硝酸盐为硝酸铈、硝酸镧、硝酸钇、硝酸钐或硝酸钕。

一种制备所述发动机冷却液用缓蚀剂的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

①制备提取液：取新鲜蝴蝶花全草碎料，加入其重量的6～10倍水于70℃～85℃进行超声波辅助浸取1～2小时，冷却、静止、过滤，滤饼重复上述操作1～2次，收集各次的提取粗液，加热浓缩制得提取液；提取液中含有的蝴蝶花全草提取物按新鲜蝴蝶花全草原料计为900～1100克/升。

②制备缓蚀剂：在步骤①制备出的提取液中加入添加剂，搅拌使之混合均匀，得到发动机冷却液用缓蚀剂。

相对于现有技术，本发明具有下述优点：

1、对多种金属材料具有良好的防护效果。本发明的发动机冷却液用缓蚀剂以蝴蝶花全草提取物作为其主要有效成分，蝴蝶花是鸢尾科鸢尾属植物，蝴蝶花全草提取物中含有大量具有缓蚀作用的物质，这些物质的分子内含有苯环、萘环以及碳、氧等原子或原子团，能够有效吸附在金属表面、起到缓蚀作用；添加剂十二烷基苯磺酸钠分子中存在磺酸根极性基团和苯烷基非极性基团，易于在金属表面发生电性吸附；添加剂稀土硝酸盐中的稀土金属离子易于沉淀成膜覆盖在金属表面、硝酸根离子则易使金属表面钝化；这些物质按比例协同作用，从而可对钢、铁、铜、铝和镁等多种金属材料具有良好的防护效果。

2、原料来源丰富、成本低、无毒无害。本发明的发动机冷却液用缓蚀剂主要原料为蝴蝶花全草，其来源充足、无毒无害，且变废为宝；添加剂十二烷基苯磺酸钠和稀土硝酸盐也较为廉价且无毒无害。

3、工艺简单、操作方便。本发明的发动机冷却液用缓蚀剂的制备方法只包括水提和加入添加剂等步骤，相比于人工化学合成的缓蚀剂具有工艺简单、操作方便、生产成本低、绿色环保等特点，适合推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。

实施例1

一种发动机冷却液用缓蚀剂制备方法的具体步骤如下：

①制备提取液

取重量约为500克的新鲜蝴蝶花全草碎料，加入约5升水(约为蝴蝶花全草重量的10倍)，于85℃进行超声波辅助浸取2小时，冷却、静止、过滤，滤饼重复上述操作1次，收集两次的提取粗液，加热浓缩至约0.5升，制得提取液(相当于每升提取液中含有的蝴蝶花全草提取物按新鲜蝴蝶花全草原料计1000克)。

②制备缓蚀剂

在步骤①制备出的提取液中加入添加剂十二烷基苯磺酸钠和硝酸镧，搅拌使均匀混合，得到发动机冷却液用缓蚀剂。其中，十二烷基苯磺酸钠加入量约为提取液重量的0.04％，硝酸镧加入量约为提取液重量的0.08％。

实施例2

一种发动机冷却液用缓蚀剂制备方法的具体步骤如下：

①制备提取液

取重量约为500克的新鲜蝴蝶花全草碎料，加入约3升水(约为蝴蝶花全草重量的6倍)，于70℃进行超声波辅助浸取1小时，冷却、静止、过滤，滤饼重复上述操作2次，收集三次的提取粗液，加热浓缩至约0.5升，制得提取液(相当于每升提取液中含有的蝴蝶花全草提取物按新鲜蝴蝶花全草原料计1000克)。

②制备缓蚀剂

在步骤①制备出的提取液中加入添加剂十二烷基苯磺酸钠和硝酸铈，搅拌使均匀混合，得到发动机冷却液用缓蚀剂。其中，十二烷基苯磺酸钠加入量约为提取液重量的0.02％，硝酸铈加入量约为提取液重量的0.04％。

本发明的发动机冷却液用缓蚀剂，其各组分及其配比不限于上述实施例，还可为表1所列：

表1

缓蚀效果检验结果

不含缓蚀剂的发动机冷却液由乙二醇和腐蚀水按体积比1∶1配制而成，参照美国ASTM-D1384标准“Standard Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants in Glassware(玻璃器皿中发动机冷却剂腐蚀试验的标准试验方法)”，腐蚀水是含NaHCO₃(138mg/L)+NaCl(165mg/L)+Na₂SO₄(148mg/L)、pH值为8.2的水溶液；取不含缓蚀剂的发动机冷却液1升，分别加入实施例1～5中的发动机冷却液用缓蚀剂20毫升，混合均匀。记不含缓蚀剂的发动机冷却液为0#冷却液，分别记加入实施例1～5中的发动机冷却液用缓蚀剂的发动机冷却液为1#冷却液～5#冷却液。将面积为20cm²的清洁的钢、铁、铜、铝和镁试片分别放入各编号的发动机冷却液中，于80℃下浸泡10天，平行试样为5片。浸泡后各试片外观及质量变化列于表2中。

表2

从表2中的结果可以看出：本发明的发动机冷却液用缓蚀剂对钢、铁、铜、铝和镁等金属材料均具有良好的防护效果，可以有效防止发动机部件的腐蚀，延长其使用寿命。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，其他依据本发明技术方案进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种发动机冷却液用缓蚀剂，其特征在于，由鸢尾科鸢尾属植物蝴蝶花全草的提取液及适量添加剂组成；

所述提取液是蝴蝶花全草由水提取得到的浓缩液；提取液中含有的蝴蝶花全草提取物按新鲜蝴蝶花全草原料计为900～1100克/升；

所述添加剂为十二烷基苯磺酸钠和一种稀土硝酸盐，十二烷基苯磺酸钠与稀土硝酸盐的重量比为1∶2；所述稀土硝酸盐为硝酸铈、硝酸镧、硝酸钇、硝酸钐或硝酸钕；

所述添加剂加入量为提取液重量的0.06％～0.12％。

2.一种制备权利要求1所述发动机冷却液用缓蚀剂的方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

①制备提取液

取新鲜蝴蝶花全草碎料，加入其重量的6～10倍水于70℃～85℃进行超声波辅助浸取1～2小时，冷却、静止、过滤，滤饼重复上述操作1～2次，收集各次的提取粗液，加热浓缩制得提取液；

②制备缓蚀剂

在步骤①制备出的提取液中加入添加剂，搅拌使之混合均匀，得到发动机冷却液用缓蚀剂。