CN104419385A - 一种重负荷发动机冷却液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种重负荷发动机冷却液，由下述重量百分含量的原料组成：硼砂0.3-2.5%，苯并三唑或唑类化合物0.01-1%，亚硝酸盐0.1-0.8%，对硝基苯甲酸0.1-0.8%，钼酸盐0.05-0.8%，巯基苯并噻唑衍生物0.05-0.5%，三元羧酸0.1-1.0%，氢氧化钠0.5-1.0%，硅酸盐稳定剂0.05-0.2%，硅酸盐0.1-0.3%，水30-60%，PE101000.001-0.1%，乙二醇余量。本发明采用低毒性的对硝基苯甲酸与亚硝酸盐复配的技术，保证冷却液具有较好的控制重负荷发动机穴蚀和点蚀的优点，冷却液使用性能可满足NB/SH/T0521-2010标准的要求。

Description

一种重负荷发动机冷却液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种发动机冷却液，具体地说，涉及一种重负荷发动机冷却液及其制备方法，属于化工领域。

背景技术

重负荷发动机是指长期在接近额定功率条件下转动的发动机，从广义上说既可以是柴油机，也可以是汽油机、燃气机等。在多年的使用实践中，发现轻、重负荷发动机冷却液的使用条件存在较大的差别，对于重负荷发动机制造商来说，最关注的就是发动机湿式缸套的穴蚀及衬垫的点蚀。

由于近年来柴油机的转速提高，热负荷增长，大量采用湿式缸套。柴油机这方面的故障占绝对多数，因而从狭义上来讲，重负荷发动机冷却液标准的制订主要是针对于重负荷柴油机，关于重负荷发动机的穴蚀和点蚀的防护和预防是一个复杂的系统工程，涉及到发动机冷却水腔的材料设计，缸套缸体的材质及治金工艺。但是，控制重负荷发动机穴蚀和点蚀最简便有效的办法是在冷却液中添加快速成膜添加剂，用以阻断微射流对发动机材质的疲劳冲击，实验证明这一措施是很有效的。

本发明选用亚硝酸盐和钼酸盐复配技术以及相关辅剂进行配方筛选，根据所依据的技术标准，对配方进行理化分析及台架评定，通过实际行车考察产品在重负荷车辆中的使用性能并指导配方的改进。该项目满足NB/SH/T0521-2010标准要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较好的控制重负荷发动机穴蚀和点蚀的重负荷发动机冷却液。

本发明的另一目在于提供该重负荷发动机冷却液的制备方法。

为了实现本发明目的，本发明提供一种重负荷发动机冷却液，其由下述重量百分含量的原料组成：

所述唑类化合物为苯骈三氮唑、甲苯骈三氮唑、2-巯基苯骈噻唑钠、萘并三唑或1-苯基-5-巯基四氮唑。对铜有优良的缓蚀作用。

所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾。对铸铁、钢提供优良的保护作用，但是对焊锡有腐蚀的副作用。

所述钼酸盐为钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾、钼酸锂、磷钼杂多酸盐、钨钼杂多酸盐或硅钼杂多酸盐。对各种有色金属都提供优良的保护作用

所述巯基苯并噻唑衍生物为2-巯基苯并噻唑、6-乙氧基-2-巯基苯并噻唑或2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑。对铜有优良的快速缓蚀作用。

所述三元羧酸为2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷或2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪，对各种有色金属都提供优良的保护作用。

所述的硅酸盐稳定剂为3-(三羟基甲基硅氧烷)-丙烷基-单磷酸酯·磷酸盐、2-(钠-磺苯基)乙基硅氧烷、3-（磺酸钠）丙基硅氧烷或（2，3-二羟基丙氧基）丙基硅氧烷。

所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或九水偏硅酸钠。

所述水优选为去离子水。

由于本发明的冷却液中需要使用亚硝酸盐，亚硝酸盐对焊锡以及铝具有较强的腐蚀作用，为最大限度的降低亚硝酸盐的用量和副作用，本发明使用低毒性的对硝基苯甲酸与亚硝酸盐复配，取得了很好的作用。通过与巯基苯并噻唑衍生物和三元羧酸的复配获得产品对铝合金优异的缓蚀作用。

本发明的重负荷发动机冷却液的制备方法，包括如下步骤：

1）在A调合釜中先按配比将巯基苯并噻唑衍生物、三元羧酸和部分氢氧化钠溶于部分去离子水中，待用；

2）在B调合釜中将部分去离子水升温至60-80℃，加入硼砂、苯并三唑及唑类衍生物，亚硝酸盐、对硝基苯甲酸、钼酸盐、部分氢氧化钠搅拌30-60分钟后，待用；

3）在C调合釜中将剩余氢氧化钠、部分去离子水搅拌30-60分钟后，待用；

4）在D调合釜中加入剩余的去离子水、乙二醇和A调合釜以及B调合釜的溶液，常温搅拌30-60分钟后，加入C调和釜的溶液常温搅拌30-60分钟后，加入PE10100搅拌30-60分钟。

其中，步骤1）氢氧化钠的加入量占氢氧化钠总量的10-20%；步骤2）氢氧化钠的加入量占氢氧化钠总量的20-60%。

本发明重负荷发动机冷却液为最大限度的降低亚硝酸盐对焊锡以及铝具有较强的腐蚀作用，采用低毒性的对硝基苯甲酸与亚硝酸盐复配的技术方案，保证了冷却液具有较好的控制重负荷发动机穴蚀和点蚀的优点，通过实际行车考察产品在重负荷车辆中的使用性能，发现本发明的重负荷发动机冷却液可满足NB/SH/T0521-2010标准的要求。

本发明重负荷发动机冷却液的性能指标如表1所示：

表1性能指标

相比已有的技术，本发明的有以下优点和效果：

1、本发明重负荷发动机冷却液选用对硝基苯甲酸与亚硝酸盐进行复配，最大限度的降低亚硝酸盐用量及副作用；

2、通过与巯基苯并噻唑衍生物和三元羧酸的复配获得产品对铝合金优异的缓蚀作用。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例的重负荷发动机冷却液的组分为：硼砂0.3%，苯并三唑0.05%，亚硝酸钠0.1%，对硝基苯甲酸0.5%，钼酸钠0.1%，2-巯基苯并噻唑0.5%，2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷0.3%，氢氧化钠0.5%，硅酸盐稳定剂（2-(钠-磺苯基)乙基硅氧烷）0.1%，硅酸钠0.1%，去离子水30%，PE101000.005%，乙二醇67.445%。

本实施例的重负荷发动机冷却液采用如下方法制备：

1）在A调合釜中先按配比将2-巯基苯并噻唑、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷和氢氧化钠（氢氧化钠总量20%）溶于去离子水（去离子水总量30%）中，待用；

2）在B调合釜中将去离子水总量50%的去离子水升温至60℃，加入硼砂、苯并三唑，亚硝酸钠、对硝基苯甲酸、钼酸钠、氢氧化钠（氢氧化钠总量50%）搅拌60分钟后，待用；

3）在C调合釜中将剩余氢氧化钠、去离子水总量10%的去离子水搅拌50分钟后，待用；

4）在D调合釜中加入剩余的去离子水、乙二醇和A调合釜以及B调合釜的溶液，常温搅拌30分钟后，加入C调和釜的溶液常温搅拌30分钟后，加入PE10100搅拌60分钟。

实施例1-6的重负荷发动机冷却液的组分配比如表2：

表2             单位%

实验例1

本实验例的目的在于研究发动机冷却液的玻璃器皿腐蚀以及铸铝传热腐蚀试验性能。

对实施例1-3进行玻璃器皿腐蚀重复性试验和铸铝传热腐蚀试验的筛选试验，结果如表3所示：

表3玻璃器皿腐蚀和铸铝传热实验数据

实施例1-3的发动机冷却液的焊锡及其他金属失重情况较为满意，已达到现有发动机冷却液玻璃器皿金属腐蚀失重水平。铸铝传热腐蚀试验中铸铝试块失重平均结果仅为0.22mg/cm²，对铸铝高温防护性能优异。

实验例2

本实施例的目的在于研究发动机冷却液的台架腐蚀试验性能。

基于玻璃器皿腐蚀试验和铸铝传热腐蚀试验的评定结果较为满意，采用中国石化行业标准SH/T0087发动机冷却液铝泵气穴腐蚀特性试验法，开展了铝泵气穴台架腐蚀试验，该方法采用标准铝制汽车水泵，泵送试样，使其在113℃、泵转速为4600r/min的条件下，运转100小时，而后检查水泵，确定气蚀腐蚀的程度。该试验结果较为理想，水泵未出现穴蚀孔洞，叶片未变色，叶片表面仅有轻微的抛光，评定等级为9级。

通过气穴腐蚀台架试验后，使用同样配方调配样品，采用中国石化行业标准SH/T0088发动机冷却液模拟使用腐蚀测定法，进行模拟使用腐蚀台架试验，该试验是试样在88℃和一定流量条件下循环1064小时，考察储存器中六种金属试片的失重情况。模拟使用腐蚀结果如表4所示：

表4模拟使用腐蚀试验评定结果

通过模拟使用腐蚀试验和铝泵气穴腐蚀评定结果分析，该配方对各金属试片的腐蚀抑制性能非常优异，完全满足设计要求。尤其是焊锡和铸铝的缓蚀性能大大优于对比例1和2。

对比例1的主要组分是的亚硝酸钠；对比例2是的主要组分是亚硝酸钠和钼酸钠复配。

经检测，实施例4-6也同样具有较好的控制重负荷发动机穴蚀和点蚀的优点，通过实际行车考察产品在重负荷车辆中的使用性能，发现本发明的重负荷发动机冷却液可满足NB/SH/T0521-2010标准的要求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种重负荷发动机冷却液，其特征在于，其由下述重量百分的原料组成：

2.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述唑类化合物为苯骈三氮唑、甲苯骈三氮唑、2-巯基苯骈噻唑钠、萘并三唑或1-苯基-5-巯基四氮唑。

3.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾。

4.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述钼酸盐为钼酸铵、钼酸钠、钼酸钾、钼酸锂、磷钼杂多酸盐、钨钼杂多酸盐或硅钼杂多酸盐。

5.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述巯基苯并噻唑衍生物为2-巯基苯并噻唑、6-乙氧基-2-巯基苯并噻唑或2-(硫氰酸甲基巯基)苯并噻唑。

6.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述三元羧酸为2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷或2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪。

7.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述的硅酸盐稳定剂为3-(三羟基甲基硅氧烷)-丙烷基-单磷酸酯·磷酸盐、2-(钠-磺苯基)乙基硅氧烷、3-（磺酸钠）丙基硅氧烷或（2,3-二羟基丙氧基）丙基硅氧烷。

8.根据权利要求1所述的重负荷发动机冷却液，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾或九水偏硅酸钠。

9.制备权利要求1-8任意一项所述的重负荷发动机冷却液的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在A调合釜中先按配比将巯基苯并噻唑衍生物、三元羧酸和部分氢氧化钠溶于部分去离子水中，待用；

2）在B调合釜中将部分去离子水升温至60-80℃，加入硼砂、苯并三唑及唑类衍生物，亚硝酸盐、对硝基苯甲酸、钼酸盐、部分氢氧化钠搅拌30-60分钟后，待用；

3）在C调合釜中将部分氢氧化钠、部分去离子水搅拌30-60分钟后，待用；

4）在D调合釜中加入剩余的去离子水、乙二醇和A调合釜以及B调合釜的溶液，常温搅拌30-60分钟后，加入C调和釜的溶液常温搅拌30-60分钟后，加入PE10100搅拌30-60分钟。