CN102321456A

CN102321456A - 一种全铝发动机汽车的冷却液及其配制方法

Info

Publication number: CN102321456A
Application number: CN201110211310A
Authority: CN
Inventors: 张大全; 饶楚仪; 傅腾; 高立新
Original assignee: Shanghai University of Electric Power
Current assignee: Shanghai University of Electric Power; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2031-07-27
Also published as: CN102321456B

Abstract

本发明公开了一种全铝发动机汽车的冷却液及其配制方法。所述的冷却液配方由30-45%乙二醇、0.1-0.25%苯并三氮唑、0.1-0.25%巯基苯并噻唑、1-2%苯甲酸钠、1-2%肉桂酸、1-1.5%癸二酸、0.2-0.5%辛酸或油酸钠和去离子水组成。其配制方法即首先向乙二醇液中加入去离子水，再依次添加苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、苯甲酸钠、肉桂酸、葵二酸、辛酸或油酸钠，搅拌至澄清透明即得本发明的全铝发动机汽车的冷却液。所得的冷却液有效地解决对铝合金的腐蚀问题及其储存稳定性等问题，并具有良好的散热性能、环保、无公害、使用寿命长的优点，对于全铝发动机具有非常好的保护效果。

Description

一种全铝发动机汽车的冷却液及其配制方法

技术领域

本发明涉及一种全铝发动机汽车的冷却液及其配制方法，对铝具有很好的缓蚀效果。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，现代汽车制造材料的构成，发生了较大的变化，高密度材料的比例下降，低密度材料有较大幅度的增加，有色金属的应用范围在不断扩大,汽车材料向轻量化、节省资源、高性能和高功能方向发展。为了减轻汽车自重，一是改进设计结构，二是选用轻量化材料。而轻质材料中，树脂基材料在再生上有问题，镁的价格和安全性限制了它的广泛应用，铝不仅有丰富的资源，且随着电力工业的发展和冶炼方法的革新，它的产量大增而成本大幅度下降，加之铝具有良好的成型性、可焊性、抗腐性、表面着色性，并能够最大限度地回收利用，目前的回收率约为80%，有60%的汽车用铝来自回收的废铝。因此，铝材是汽车轻量化最理想的材料。因而研究开发汽车用铝材也就成了21世纪重要的课题。

在汽车应用中正在研究全铝发动机，这样可以显著减少汽车的重量，减轻发动机的振动，降低了噪音，使发动机的燃油耗率下降，减少了环境的污染。如一汽大众为捷达牌轿车引进的发动机生产线即是全铝合金发动机。尽管铝在大气环境以及在pH值为4~8.5的水溶液中，能够在其表面形成稳定的自然氧化膜，具有一定的耐蚀性。但是当溶液中含有Cl^-时，钝化保护膜会产生缺陷而导致点蚀，对铝的耐蚀性造成影响。因此开发满足全铝发动机应用要求的的汽车发动机防冻冷却液也成为研究的重点。

汽车发动机防冻冷却液（简称冷却液）主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等组成，具有良好的流动性，可带走发动机多余的能量。它是汽车水冷式发动机的冷却介质，用于冬季汽车水箱防冻，保护发动机正常运转。目前，现代汽车发动机冷却液为乙二醇-水溶液，其中的添加剂分为有机型和无机型两类，国内使用的多为无机型添加型冷却液，在发动机运行25 000～50 000 km时，需要补充腐蚀抑制剂或更换冷却液，但这类添加剂多使用价格便宜的硅酸盐配方，冷却液稳定性差，容易产生沉淀，对铝合金的保护效果不好。

发明内容

本发明为了克服上述的无机添加型冷却液的稳定性差，易产生沉淀的缺点，而提供一种新的全铝发动机汽车的冷却液。该冷却液配方中的组份是长效的有机物质，不会发生无机添加剂析出、沉淀等问题，对于全铝发动机具有非常好的缓蚀效果，同时采用复合增效技术，以达到良好的缓蚀效果。

本发明的技术方案

一种全铝发动机汽车的冷却液，其原料组成按重量百分比计算如下：

乙二醇 30-45%

苯并三氮唑 0.1-0.25%

巯基苯并噻唑 0.1-0.25%

苯甲酸钠 1-2%

肉桂酸 1-2%

癸二酸 1-1.5%

辛酸或油酸钠 0.2-0.5%

余量为去离子水。

上述的一种全铝发动机汽车的冷却液的配制方法，包括如下步骤：

首先向乙二醇液中加入去离子水，配制成乙二醇-水溶液，再向所得的乙二醇-水溶液中依次添加苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、苯甲酸钠、肉桂酸、葵二酸、辛酸或油酸钠，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，最终得到透明澄清的汽车防冻液。

本发明的有益效果

本发明的一种全铝发动机汽车的冷却液，由于其组份除水外均是长效的有机物质，长时间储存后不会发生无机添加剂析出、沉淀等问题，对于全铝发动机具有非常好的缓蚀效果，同时由于各有机组份的复合添加，起到了复合增效的作用，从而达到了良好的缓蚀效果。

另外，本发明的全铝发动机汽车的冷却液，溶液透明澄清，符合汽车冷却技术发展方向，有效地解决对铝合金的腐蚀问题及其储存稳定性等问题，并具有良好的散热性能、环保、无公害、使用寿命长的优点，对于全铝发动机具有非常好的保护效果。

附图说明

图1、为铝在实施例1所得的冷却液中浸泡2，4，6，8h的电化学阻抗谱图；

图2、为铝电极在实施例1所得的冷却液中浸泡8h与在没有添加缓蚀剂的空白溶液中浸泡8h的极化曲线图；

图3、为铝在实施例2所得的冷却液中浸泡2，4，6，8h的电化学阻抗谱图；

图4、为铝电极在实施例2所得的冷却液中浸泡8h与在没有添加缓蚀剂的空白溶液中浸泡8h的极化曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

依据SH/T 0085-91《发动机冷却液腐蚀测定》标准对铝进行挂片实验，即选择尺寸为50.0mm×25.0mm×1.5mm的铝挂片，将铝挂片经金相砂纸打磨后浸入汽车冷却液中336±2h（88±2℃）后取出，用软毛刷刷洗去膜后称重，看其失重情况。

同时将AA6061合金铝制成铝工作电极，参比电极为217型饱和甘汞电极（SCE），辅助电极为213型铂电极。来测定其极化曲线与电化学阻抗谱。采用CHI660D型电化学工作站进行极化曲线与电化学阻抗测量。

电化学阻抗谱的测定在25℃、自腐蚀电位下进行，扫描频率范围为100 kHz至0.02 Hz，交流激励信号幅值为5 mV。极化曲线的测定扫描速率为1 mV/s，扫描范围为-250mV至+250mV ；实验溶液处于静止敞开的环境，文中电位均相对于饱和甘汞电极（SCE）。

实施例1

一种全铝发动机汽车的冷却液，其原料组成如下：

乙二醇 33kg

去离子水 62kg

苯并三氮唑 0.25kg

巯基苯并噻唑 0.25kg

苯甲酸钠 2kg

肉桂酸 1kg

癸二酸 1kg

油酸钠 0.5kg。

上述的一种全铝发动机汽车的冷却液的配制方法，即用去离子水和乙二醇配成乙二醇-水溶液，再向所得的乙二醇-水溶液中，依次加入苯并三氮唑、巯基苯并噻唑钠、苯甲酸钠、肉桂酸钠、葵二酸及油酸钠，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，最终得一种全铝发动机汽车的冷却液。

实施例2

一种全铝发动机汽车的冷却液，其原料组成如下：

乙二醇 33kg

去离子水 62kg

苯并三氮唑 0.1kg

巯基苯并噻唑 0.2 kg

苯甲酸钠 1kg

肉桂酸 2kg

癸二酸 1.5kg

辛酸 0.2kg

上述的一种全铝发动机汽车的冷却液的配制方法，即用去离子水和乙二醇配成乙二醇-水溶液，再向所得的乙二醇-水溶液中，依次加入苯并三氮唑、巯基苯并噻唑钠、苯甲酸钠、肉桂酸钠、葵二酸及辛酸，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，最终得一种全铝发动机汽车的冷却液。

应用实施例1

对实施实例1、2所得的全铝发动机汽车的冷却液按SH/T0085-91标准进行腐蚀挂片实验。

选用尺寸为50.0mm×25.0mm×1.5mm的铝挂片，将铝挂片经金相砂纸打磨后分别浸入实施例1及实施例2所得的全铝发动机汽车的冷却液中336±2h（88±2℃）后取出，用软毛刷刷洗去膜后称重，所得实验结果见表1。

表1腐蚀浸泡实验结果

冷却液	实验时间/h	试片	实验温度/℃	失重/mg
					实施例1	336±2	Al-Si合金	88±2	+0.7
实施例2	336±2	Al-Si合金	88±2	-6.8

表1可以看出，铝合金在两种配方中的腐蚀失重量均远远小于SH/T 0521-1999标准所规定的30mg。且未浸泡溶液前，铝挂片表面光洁，呈银白色，浸泡溶液后在挂片表面形成一层膜，使挂片颜色变暗，表明所发明的全铝发动机汽车的冷却液对铝合金具有良好的保护作用。

应用实施例2

对实施实例1、2所得的全铝发动机汽车的冷却液进行腐蚀电化学实验。

将Al-Si合金板背面引出导线，环氧树脂封装，金相砂纸逐级打磨，暴露面积为1cm²，制备铝合金电极，分别浸泡在实施例1及实施例2所得的全铝发动机汽车的冷却液中，通过测量其极化曲线与电化学阻抗谱的变化来说明该配方溶液对铝的缓蚀作用。

图1为铝电极在实施例1所得的全铝发动机汽车的冷却液中浸泡2，4，6，8h的电化学阻抗谱图。图2为铝电极在实施例1所得的全铝发动机汽车的冷却液中浸泡8h与在空白溶液（即实施例1的冷却液配方中，只有乙二醇和去离子水组成的溶液，不含其它成份）中浸泡8h的极化曲线图。图3为铝在实施例2所得的全铝发动机汽车的冷却液中浸泡2，4，6，8h的电化学阻抗谱图。图4为铝电极在实施例2所得的全铝发动机汽车的冷却液中浸泡8h与在空白溶液（即实施例2的冷却液配方中，只有乙二醇和去离子水组成的溶液，不含其它组份）中浸泡8h的极化曲线图。

由图1和图3均可以看出，随着浸泡时间的延长，其容抗弧也逐渐增大，说明本发明所得的全铝发动机汽车的冷却液对铝的缓蚀作用随着时间的延长而加强。

在图2中，在空白溶液中浸泡8h的铝电极的腐蚀电流密度为1.35×10^-6A/cm²，而在实施例1所得的全铝发动机汽车的冷却液中浸泡8h的铝电极的腐蚀电流密度为7.902×10^-8A/cm²，根据公式缓蚀效率公式

Figure 2011102113104100002DEST_PATH_IMAGE002

计算可知实施例1所得的全铝发动机汽车的冷却液对于铝的缓蚀效率高达94.13%。

在图4中，在空白溶液中浸泡8h的铝电极的腐蚀电流密度为1.35×10^-6A/cm²，在实施例2所得的全铝发动机汽车的冷却液中浸泡8h的铝电极的腐蚀电流密度为9.708×10^-8A/cm²，则根据公式可以计算得出实施例2所得的全铝发动机汽车的冷却液对铝电极的缓蚀效率为92.8%。

通过上面的极化曲线与电化学阻抗谱的变化，结果表明本发明的全铝发动机汽车的冷却液对铝具有良好缓蚀作用，可以满足全铝发动机的应用要求。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种全铝发动机汽车的冷却液，其特征在于其原料组成按重量百分比计算如下：

乙二醇 30-45%

苯并三氮唑 0.1-0.25%

巯基苯并噻唑 0.1-0.25%

苯甲酸钠 1-2%

肉桂酸 1-2%

癸二酸 1-1.5%

辛酸或油酸钠 0.2-0.5%

余量为去离子水。

2.如权利要求所述的一种全铝发动机汽车的冷却液，其特征在于其原料组成按重量百分比计算如下：

乙二醇 33%

苯并三氮唑 0.1-0.25%

巯基苯并噻唑 0.1-0.25%

苯甲酸钠 1-2%

肉桂酸 1-2%

癸二酸 1-1.5%

辛酸或油酸钠 0.2-0.5%

余量为去离子水。

3.如权利要求1或2所述的一种全铝发动机汽车冷却液的配制方法，其特征在于步骤如下：

首先向乙二醇液中加入去离子水，配制成乙二醇-水溶液，再向所得的乙二醇-水溶液中依次添加苯并三氮唑、2-巯基苯并噻唑、苯甲酸钠、肉桂酸、葵二酸、辛酸或油酸钠，每次添加一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，最终得到透明澄清的汽车防冻液。