CN101948676A - 一种高储备碱度发动机冷却液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高储备碱度发动机冷却液，由乙二醇、脂肪羧酸及其碱金属盐、苯甲酸钠、甲基苯甲酸、磷酸酯、十水合四硼酸钠、甲基苯并三氮唑、正硅酸乙脂、聚乙二醇硅氧烷、氢氧化钠、消泡剂及去离子水组成，本发明的发动机冷却液不含胺类、磷酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等毒性大、污染性强的物质，对发动机冷却液系统内部的焊锡、紫铜、黄铜、碳钢、铸铁、铝等多种金属具有优异的保护作用，能有效防止发动机系统内部的腐蚀，不出现硅酸盐凝胶或形成沉淀，抗泡性能好，并能在相对较低的浓度内保持稳定，特别是具有较高的储备碱度，储备碱度超过20ml，能长时间保持发动机冷却液在一个合适的pH值范围内，尤其适合汽车发动机长期使用。

Description

一种高储备碱度发动机冷却液

技术领域

本发明涉及一种高储备碱度发动机冷却液，属于化工领域。

背景技术

发动机冷却液是发动机冷却液系统中的重要组成部分，随着汽车工业的飞速发展，发动机采用更加紧凑的设计和具有更大的比功率，发动机产生的废热密度也随之明显增大，这样对发动机冷却液的品质提出了更高的要求。发动机冷却液主要由水、防冻剂、添加剂组成。

乙二醇可以与水进行任意比例互溶，在一定的比例时冰点可达-60℃以下，而沸点在110℃以上，它不会损害橡胶软管，并且价格相对便宜，因此它是目前绝大多数发动机冷却液使用的防冻剂。但是发动机冷却液在使用过程中，其防冻剂乙二醇在高温下会慢慢氧化变质为乙二醛、乙二酸等，尤其是在那些结构紧凑、具有大比功率的发动机上，乙二醇的氧化变质会更快。乙二醇氧化变质形成的酸性物质会对发动机产生腐蚀，因此，需要有一定的储备碱度来控制发动机冷却液pH值在中性至弱碱性的范围内，使发动机冷却液对酸有一定的中和能力。较高的储备碱度能防止发动机冷却液在长期高温状态下酸化变质。

发动机为了具有更大的比功率，质量更轻、结构紧凑全铝发动机已投放市场。硅酸盐是铝及其合金的特效缓蚀剂，因此在发动机冷却液中得到了广泛使用。专利CN 1297624 C中的发动机冷却液采用了偏硅酸钠作为缓蚀剂，但是没有添加硅酸盐稳定剂，在储存和实际使用中偏硅酸钠会凝胶析出，影响其使用性能。专利CN 1256400 C和专利CN 101629070A的发动机冷却液采用了硅酸钠作为缓蚀剂，虽然添加了硅酸盐稳定剂，但在实际使用中寿命一般不会超过3年。

欧美等国家的发动机冷却液以采用全有机酸技术为主，但是全有机酸发动机冷却液生产成本高，消泡困难，易产生气穴腐蚀。且储备碱度偏低也导致了全有机酸发动机冷却液实际使用寿命并无设计使用寿命高。

发明内容

本发明的目的为了克服上述已有技术的缺点与不足，在常规硅酸盐型和全有机酸型发动机冷却液的基础上，提高发动机冷却液的储备碱度，引入有机羧酸，尤其是正硅酸乙脂和聚乙二醇硅氧烷的引入，解决了硅酸盐析出等问题，大大提高了发动机冷却液的使用寿命。

本发明提供的技术方案是：一种高储备碱度发动机冷却液，其组成组分及其重量百分比为：

乙二醇                    30～95％

脂肪羧酸或其碱金属盐      0.2～2.0％

苯甲酸钠                  0.2～2.6％

甲基苯甲酸                0.1～1.2％

磷酸酯                    0.1～1.5％

十水合四硼酸钠            0.1～1.5％

甲基苯并三氮唑            0.02～0.5％

正硅酸乙脂                0.1～1.0％

聚乙二醇硅氧烷            0.1～1.0％

消泡剂                    0.001～0.2％

氢氧化钠                  0.1～1.0％

水                        余量。

所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的脂肪羧酸或其碱金属盐选自己酸、庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、新癸酸、十一烷酸、十二烷酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸或十二烷二酸中的一种或两种酸，或其碱金属盐。

所述的甲基苯甲酸为对甲基苯甲酸、邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、叔丁基苯甲酸中的一种或多种。

所述的磷酸酯选自磷酸三乙酯、磷酸二乙酯，优选为磷酸三乙酯。

所述的聚乙二醇硅氧烷，其聚乙二醇的聚合度为6～8。

所述的消泡剂为聚甲基硅氧烷和聚乙二醇醚的共聚物。

本发明还提供了高储备碱度发动机冷却液的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)取配方量的乙二醇、水投入反应釜中，常温下搅拌；

(2)然后再取配方量的脂肪羧酸和/或碱金属盐、苯甲酸钠、甲基苯甲酸、磷酸酯、十水合四硼酸钠、甲基苯并三氮唑、正硅酸乙脂、聚乙二醇硅氧烷、氢氧化钠加入反应釜中搅拌；

(3)加入消泡剂，直至完全溶解。

进一步地，上述第(1)步中，常温下搅拌5-15分钟，优选10分钟；第(2)步中，搅拌20-40分钟，优选30分钟。

本发明使用的磷酸酯和十水合四硼酸钠复配作为PH值缓冲剂，其缓冲能力极强，从而有利于pH值的控制，在较大的pH变化范围内也有效，同时大幅度提高发动机冷却液的储备碱度。

本发明使用的有机羧酸盐、苯甲酸钠、甲基苯甲酸、甲基苯并三氮唑、正硅酸乙脂相结合，各物质间具有协同缓蚀作用，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。

本发明使用的氢氧化钠作为PH值调节剂，使发动机冷却液处于一个合理的PH值范围。

本发明使用的聚乙二醇硅氧烷具有良好的清净分散能力，能长时间的保持整个发动机冷却液的均一性。

本发明使用的消泡剂为一种聚甲基硅氧烷和聚乙二醇醚共聚物，具有良好的消泡和抑泡能力。

本发明高储备碱度发动机冷却液的特点在于不含胺类物质、亚硝酸盐、磷酸盐、钼酸盐、咪唑等毒性大、污染性强的物质；不含硅酸盐，具有较高的储备碱度，不出现凝胶或形成沉淀，并在相对较低的浓度和较大的pH变化范围内稳定。

通过对本发明高储备碱度发动机冷却液进行玻璃器皿腐蚀试验、铸铝合金传热腐蚀试验、铝泵气穴腐蚀试验、模拟使用腐蚀试验，得出表2所示的试验结果，表明本发明高储备碱度发动机冷却液具有较高的储备碱度和优异的多金属防腐蚀性能。

为了证明本发明的发动机冷却液的储备碱度优于常规的硅酸盐型冷却液和全有机酸型冷却液，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。

从表2、表3的数据可以看出，本发明技术配制的发动机冷却液，不仅理化指标完全符合SH/T 0521-1999发动机冷却液标准要求，而且在数据上远低于标准要求。更为重要的是本发明配制的发动机冷却液储备碱度明显较高，从另一个方面说明了本发明配制的发动机冷却液具有较长的使用寿命。

因此，本发明采用了有机酸和无机盐的复配技术，进行了优化组合，对发动机冷却系统的多种金属具有优异的保护作用。

具体实施方式

实施例1～8本发明高储备碱度发动机冷却液的制备

按照表1中所示的比例将乙二醇、去离子水投入到反应釜中，在常温下搅拌10分钟，然后再取适量的脂肪羧酸及其碱金属盐、苯甲酸钠、甲基苯甲酸、磷酸酯、十水合四硼酸钠、甲基苯并三氮唑、正硅酸乙脂、聚乙二醇硅氧烷、氢氧化钠依次加入反应釜中，搅拌30分钟后；加入消泡剂，直至完全溶解即可。

表1  高储备碱度发动机冷却液的组分及其比例

性能指标对比

对本发明实施例7的高储备碱度发动机冷却液按照SH/T 0521标准的项目要求及其相应的试验方法进行了检测试验，具体指标见表2。

表2  性能指标

储备碱度对比试验

为了证明本发明的发动机冷却液的储备碱度优于常规的硅酸盐型冷却液和全有机酸型冷却液，对本发明实施例7冷却液和另外两种冷却液进行了对比腐蚀试验。对比试验结果见表3。

表3  储备碱度对比实验数据

Claims (10)

1.一种高储备碱度发动机冷却液，其特征在于其组成成份及其重量百分比为：

乙二醇                      30～95％

脂肪羧酸或其碱金属盐        0.2～2.0％

苯甲酸钠                    0.2～2.6％

甲基苯甲酸                  0.1～1.2％

磷酸酯                      0.1～1.5％

十水合四硼酸钠              0.1～1.5％

甲基苯并三氮唑              0.02～0.5％

正硅酸乙脂                  0.1～1.0％

聚乙二醇硅氧烷              0.1～1.0％

消泡剂                      0.001～0.2％

氢氧化钠                    0.1～1.0％

水                          余量。

2.按照权利要求1所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的脂肪羧酸或其碱金属盐选自己酸、庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、新癸酸、十一烷酸、十二烷酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸或十二烷二酸中的一种或两种酸，或其碱金属盐。

3.按照权利要求2所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的脂肪羧酸为癸酸或癸二酸，所述脂肪羧酸碱金属盐为癸酸或癸二酸的碱金属盐。

4.按照权利要求1所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的甲基苯甲酸为对甲基苯甲酸、邻甲基苯甲酸、间甲基苯甲酸、叔丁基苯甲酸中的一种或多种。

5.按照权利要求1所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的磷酸酯选自磷酸三乙酯、磷酸二乙酯。

6.按照权利要求1所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的磷酸酯为磷酸三乙酯。

7.按照权利要求1所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的聚乙二醇硅氧烷，其聚乙二醇的聚合度为6～8。

8.按照权利要求1所述的高储备碱度发动机冷却液，其特征在于所述的消泡剂为聚甲基硅氧烷和聚乙二醇醚的共聚物。

9.一种制备权利要求1-8任一项所述的高储备碱度发动机冷却液的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)取配方量的乙二醇、水投入反应釜中，常温下搅拌；

(2)然后再取配方量的脂肪羧酸和/或碱金属盐、苯甲酸钠、甲基苯甲酸、磷酸酯、十水合四硼酸钠、甲基苯并三氮唑、正硅酸乙脂、聚乙二醇硅氧烷、氢氧化钠加入反应釜中搅拌；

(3)加入消泡剂，直至完全溶解。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：第(1)步中，常温下搅拌5-15分钟；第(2)步中，搅拌20-40分钟。