CN101955756A - 全有机型发动机冷却液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全有机发动机冷却液，其成分包括乙二醇1000质量份、十二烷二酸16-20质量份、十一烷二酸5-9质量份、苯丙三氮唑1-5质量份、2-乙基己酸3-6质量份、羟基苯甲酸0.5-3质量份、水解聚马来酸酐0.05-0.1质量份、消泡剂0.1-0.3质量份。该发动机冷却液由全有机的化合物为原料，彼此具有极佳的协同效应，对多种金属尤其铝具有优异的防腐蚀性能；具有极佳的抗硬水性能；可大大提高冷却液的储备及使用稳定性；能有效地延长防冻液的使用寿命；由于不含有亚硝、胺、磷、铬等成分从而对环境无影响的。

Description

全有机型发动机冷却液

技术领域

本发明属于发动机冷却液领域，特别涉及一种全有机型发动机冷却液。

背景技术

发动机冷却液通称为防冻液，其中的添加剂分为无机型和有机型两类。目前，国内应用较多的是无机型添加剂。汽车使用含有此种添加剂的防冻液，在运行一段时间后，需要经常补加添加剂。另外目前，全铝发动机早已投放市场，因而对铝的腐蚀抑制保护也成为国内外研究的重点。传统的硅酸盐作为铝的特效腐蚀抑制剂被广泛应用。但是硅酸盐很容易出现沉淀，堵塞水道造成发动机过热，即使加入硅酸盐稳定剂以后仍然不是很理想。另一方面，发动机冷却液中含有的胺盐、亚硝酸盐容易反应生成亚硝酸铵致癌物质；无机磷酸盐有易生成沉淀的缺点；硼酸盐对铸铝的传热腐蚀性影响较大。因而，磷酸盐、硼酸盐、胺盐、硅酸盐和亚硝酸盐在现代汽车发动机冷却系统中的使用受到严格限制，即无机型冷却液已不能满足需求。

近年来，国外不断出现有机型冷却液的专利技术如美国专利USP5723061、USP6080331、USP6413445，而国内的有机型发动机冷却液仍处在研究阶段，国内的全有机型发动机冷却液的专利，如CN01131412.5，该冷却液其良具有好的防腐蚀性能及储藏稳定性。而其他有些所谓的有机型冷却液，其实是有机与无机复合型冷却液。

发明内容

发动机冷却液的缓蚀剂选择是根据腐蚀原理来选择的。无机缓蚀剂的作用原理是在金属表面形成一层难溶解的无机氧化物膜和沉淀膜以抑制介质对金属的防腐蚀。而有机缓蚀剂的作用原理是通过分子或离子在金属表面由于静电引力或分子间作用力而发生的物理吸附或与金属表面形成配位键而发生化学吸附形成保护膜抑制介质对金属的腐蚀。由于作用机理不同，无机缓蚀剂加入溶液中后其浓度很快降低，使用过程中消耗快需要经常补充，而有机缓蚀剂的吸脱附特点更容易达到长效保护作用。

本发明的目的在于克服防冻液存在的现有技术问题，提供一种全有机型发动机冷却液，其具有对多种金属尤其铝具有优异的防腐蚀性能；具有极佳的抗硬水性能；能有效地延长防冻液的使用寿命；可大大提高冷却液的储备及使用稳定性。由于不含有亚硝、胺、磷、铬等成分从而对环境无影响。

本发明公开了一种全有机型发动机冷却液，其成分包括下列质量份数

乙二醇            1000

有机缓蚀剂        36-42

阻垢剂            0.01-0.1

消泡剂            0.1-0.3

所述的乙二醇是作为冷冻剂。

所述的有机缓蚀剂选自脂肪酸类和有机含氮化合物。

所述的脂肪酸类选自下列一种或几种：十二烷二酸、十一烷二酸、2-乙基己酸、羟基苯甲酸。

所述的有机含氮化合物选自下列一种或几种：苯丙三氮唑、甲基苯丙三氮唑。

所述的阻垢剂选自下列一种或几种：水解聚马来酸酐、有机膦酸酯。

所述的消泡剂选自下列一种或几种：有机硅类、聚乙二醇。

所述的有机的缓蚀剂作用机理属于活性吸附，通过吸附使得金属表面的能量状态趋于稳定，并由非极性基团造成憎水性膜，使电荷转移和腐蚀剂的扩散都受到抑制，从而降低金属的腐蚀。加之几种有机缓蚀剂的协同效应，从而使得对多种金属同时具有优异的防腐蚀性能。

其中所述脂肪酸的作用：当冷却系统中发生腐蚀时，冷却液的pH值降低，局部出现微酸性环境。脂肪酸由离子转变为分子游离出来吸附在发生腐蚀的活性点处，防止腐蚀进一步发生。当腐蚀点处腐蚀被抑制，局部的pH值恢复到正常状态时，脂肪酸又重新变成离子。与无机缓蚀剂相比较，由于不需要成膜，所以有机缓蚀剂的消耗量很少，从而延长了防冻液的使用寿命。

所述的阻垢剂在碳酸钙晶体形成的早期阶段，它被吸附在结晶表面，使得晶体不能正常生长而发生晶格畸变，晶粒变得很小，从而阻止了垢的形成，可以大大提高冷却液的抗硬水性能。

所述的消泡剂作用是：防冻液在高速循环过程中产生的泡沫会影响传热效率加剧气穴腐蚀，加入消泡剂以抑制泡沫的产生。

由于冷却液中不含有硅酸盐，可明显地提高冷却液的储备及使用稳定性能。

本发明的有益效果：由于采用上述技术方案，使本发明技术与已有技术相比较具有如下优点及效果：具有对多种金属尤其铝具有优异的防腐蚀性能；具有极佳的抗硬水性能；能有效地延长防冻液的使用寿命；可大大提高冷却液的储备及使用稳定性；由于不含有亚硝、胺、磷、铬等成分从而对环境无影响。

具体实施方式

实施例1

取乙二醇1000Kg、十二烷二酸20质量份、十一烷二酸5质量份、苯丙三氮唑5质量份、2-乙基己酸3质量份、羟基苯甲酸0.5质量份、水解聚马来酸酐0.05质量份、消泡剂0.1质量份，经混合搅拌制成。

实施例2

取乙二醇1000Kg、、十二烷二酸18质量份、十一烷二酸7质量份、苯丙三氮唑3质量份、2-乙基己酸5质量份、羟基苯甲酸2质量份、水解聚马来酸酐0.08质量份、消泡剂0.2质量份，经混合搅拌制成。

实施例3

取乙二醇1000Kg、、十二烷二酸16质量份、十一烷二酸9质量份、苯丙三氮唑1质量份、2-乙基己酸6质量份、羟基苯甲酸3质量份、水解聚马来酸酐0.1质量份、消泡剂0.3质量份，经混合搅拌制成。

上述实施例得到的全有机型发动机冷却液经过试验，性能指标如下：

结果表明：此全有机型发动机冷却液的玻璃器皿和模拟腐蚀试验及铝泵气穴腐蚀试验结果均优于SH/T 0521-1999标准所规定值，且对多种金属尤其铸铝的防腐性能更佳。

本发明防冻液的阻垢性能评价方法：

在防冻液中加入一定量碳酸氢根和钙离子，经过一定的试验条件处理后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度愈大，则该防冻液的阻垢性能愈好。

试液的制备：在500ml容量瓶中用滴定管加入一定体积的氯化钙标准溶液(1ml约含有6.0mgCa²⁺)，使钙离子的量为120mg。再加入约300ml冰点为-20℃的防冻液，摇匀，然后加入20ml硼砂缓冲溶液，摇匀，用滴定管缓慢加入一定体积的碳酸氢钠标准溶液(1ml约含有18.3mgHCO₃ ^-)，边加边摇动，使碳酸氢根离子的量为366mg，最后用上述-20℃防冻液稀释至刻度，摇匀。

空白试液的制备：用只含有乙二醇而未加其它任何添加剂且冰点为-20℃的防冻液进行试液的配制，操作步骤同上。

实验方法：将试液和空白试液分别置于两个洁净的碘量瓶中，将两碘量瓶戴盖浸入在温度为88±2℃的恒温水浴中(试液的液面不得高于水浴的液面)，恒温放置10h。冷至室温后用中速定量滤纸过滤。各移取25.00ml滤液分别置于250ml锥形瓶中，加水至约80ml，加5ml氢氧化钠溶液(200g/L)和约0.1g钙-羧酸指示剂。用乙二胺四乙酸二钠标准溶液(0.01mol/L)滴定至溶液由紫色变为亮蓝色即为终点。记录所消耗的乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积数值。

钙离子的含量以质量浓度p计，数值以mg/ml表示，计算公式：

$P=\frac{V_1\mathrm{CM}}{V}$

式中：V₁---------滴定中消耗乙二胺四乙酸二钠标准溶液的体积，mL

      C---------乙二胺四乙酸二钠标准溶液的浓度，mol/L

      V---------所取氯化钙标准溶液的体积，mL

      M--------钙离子摩尔质量，g/mol(M＝40.08)

阻垢率计算公式

$\mathrm{\η}=\frac{p_2-p_1}{0.240-p_1}\×100$

式中：

p₁---空白试液试验后的钙离子浓度的数值，单位为(mg/ml)

p₂----防冻液试液试验后的钙离子浓度的数值，单位为(mg/ml)

0.240---试验前配置好的试液中钙离子浓度的数值，单位为(mg/ml)

样品	防冻液(未加阻垢剂)	实施例1	实施例2	实施例3
					阻垢率(％)	39％	81％	86％	89％

从实验数据可以看出，本发明防冻液中添加阻垢剂后大大地提高防冻液的阻垢性能。

Claims (1)

1.一种全有机型发动机冷却液，其特征在于，包括下列质量份数

乙二醇            1000

有机缓蚀剂        36-42

阻垢剂            0.01-0.1

消泡剂            0.1-0.3

所述的有机缓蚀剂选自下列一种或几种：十二烷二酸、十一烷二酸、2-乙基己酸、羟基苯甲酸，苯丙三氮唑、甲基苯丙三氮唑；

所述的阻垢剂选自下列一种或几种：水解聚马来酸酐、有机膦酸酯；

所述的消泡剂选自下列一种或几种：有机硅类、聚乙二醇。