CN104592951A

CN104592951A - 一种航空冷却液的制备方法

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Publication number: CN104592951A
Application number: CN201410809847.4A
Authority: CN
Inventors: 杨文毅; 都长飞; 李召良; 王清亮
Original assignee: Oil Materials Inst Air Force P L A
Current assignee: Oil Materials Inst Air Force P L A
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104592951B

Abstract

本发明涉及一种航空冷却液的制备方法，该方法包括：(1)将乙二醇63.1-72.1质量％和水27.9-36.9质量％进行混合，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内；(2)依次将下列组分加入到步骤(1)所得混合物中：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01-0.05％、硝酸铈0.03-0.05％，苯甲酸钠0.15～0.3％、苯三唑0.1～0.2％、环糊精0.5％、三乙醇胺0.5％；(3)加入pH值调节剂NaOH，将pH值调整至10-11；(4)将步骤(3)所得混合物进行过滤，然后再加入DT-650聚醚改性有机硅消泡剂2ppm。上述冷却液能够有效利用组分之间的协同作用，实现用较少缓蚀物质的有效配伍，协同防腐，同时具有优异的橡胶相容性，大大延长冷却液的使用寿命。

Description

一种航空冷却液的制备方法

技术领域

本发明属于一种航空冷却液，尤其涉及一种航空雷达冷却液

背景技术

目前，冷却液的主要类型有乙醇-水型、甘油-水型、乙二醇-水型、丙三醇型和合成烃冷却液。丙三醇型和合成烃无水型冷却液与上述含水型冷却液相比，价格高，导热率低，限制了其推广使用。乙醇-水型冷却液使用温度可以达到-70℃，但是由于乙醇的沸点较低(78.5℃)，在使用过程中蒸发损失量较大，在武器装备使用过程中需要频繁补充，浪费人力，同时在使用中冷却液受热容易产生乙醇，闪点低，不利于防火安全。现在，已经不再用其作为冷却液的主要原料，但加入适量的乙醇配伍有利于降低冷却液冰点。甘油-水型冷却液只能将冰点降温至-45℃，冷却效果一般，且价格比乙二醇高，航空领域不宜采用。然而，对于乙二醇-水型冷却液，其冰点远低于甘油-水型冷却液，但是，由于在工作中受到设备工作释放出的热量，乙二醇易发生热分解氧化反应产生酸性物质，导致冷却液对设备液冷系统的金属部件产生腐蚀作用。

现有乙二醇-水型冷却液的缓蚀剂以无机盐为主，然而无机盐缓蚀剂存在高温性能不稳定，易沉积等不足，不能满足航空武器装备使用要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种航空冷却液，尤其适用于航空雷达系统的冷却液，发明人出乎意料的发现由于采用本发明特定的无机盐缓蚀剂与特定的有机酸缓蚀剂进行复配，获得降低缓蚀剂用量、克服了易沉积的缺陷、保证了优异的抗氧防腐蚀性能这一预料不到的技术效果。本发明特定的无机盐缓蚀剂、特定的有机酸缓蚀剂与黄糊精和乙二醇二水杨酸酯也具有协同作用，使得冷却液具有优异的抗氧防腐性和橡胶相容性，大大延长了冷却液的使用寿命。

一种航空冷却液，尤其适用于航空雷达系统，该冷却液包括：乙二醇63.1-72.1质量％、水27.9-36.9质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01-0.05％、硝酸铈0.03-0.05％，苯甲酸钠0.15～0.3％、苯三唑0.1～0.2％、、黄糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

一种航空冷却液的制备方法，该方法包括：

(1)将乙二醇63.1-72.1质量％和水27.9-36.9质量％进行混合；

(2)依次将下列组分加入到步骤(1)所得混合物中：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01-0.05％、硝酸铈0.03-0.05％，苯甲酸钠0.15～0.3％、苯三唑0.1～0.2％、、黄糊精0.5％、三乙醇胺0.5％；

(3)加入pH值调节剂NaOH，将pH值调整至10-11；

(4)将步骤(3)所得混合物进行过滤，然后再加入DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm。

众所周知，添加剂之间既有协同作用也有拒抗作用，例如：三乙醇胺对铁是防腐剂，但对铜却是腐蚀促进剂，为达到综合防腐效果，必须进行防腐缓蚀剂的复配。本发明配方能够有效利用组分之间的协同作用，实现用较少缓蚀物质的有效配伍，协同防腐，同时具有优异的橡胶相容性，大大延长冷却液的使用寿命。

该冷却液的成功研制，能够有效解决了预警机雷达冷却系统腐蚀问题，防止金属缓蚀剂的橡胶件的侵蚀，有效保护橡胶密封件，具有显著的军事和经济效益。

实施例

实施例1

乙二醇63.1质量％、水36.9质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01％、硝酸铈0.05％，苯甲酸钠0.2％、苯三唑0.2％、黄糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

实施例2

乙二醇72.1质量％、水27.9质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.05％、硝酸铈0.05％，苯甲酸钠B 0.15％、苯三唑0.2％、、黄糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

实施例3

乙二醇68质量％、水32质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01-0.05％、硝酸铈0.03-0.05％，苯甲酸钠0.15～0.3％、苯三唑0.2％、、黄糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

理化性能评定

按GJB6100-2007要求，需要进行10个项目的评定，除第一项目测方法外，其他9种实验方法如下：

(1)密度的测定

按SH/T 0068进行。在恒定温度下，将密度计放入盛有试样的玻璃量筒中，密度计要自由地悬浮，读取密度计上的值。试验温度为20℃

(2)pH值的测定

按SH/T 0069进行。量取100mL试样放入烧杯中，将玻璃电极和甘汞电极浸入烧杯中搅拌3～5min使系统达到平衡。打开pH仪的测量开关，当仪器指针稳定在某一数值时，记录此数值。

(3)冰点的测定

按SH/T0090进行。取试样75～100mL试样，注入一个带搅拌装置的冷却管中，放入低温浴中冷却。当试样温度达到比预期冰点高0.5～1℃时，取一小块预冷的冷却液结晶体放入冷却管中以引导结晶，在试样出现结晶后，试样的温度稳定在某一点，即为冰点。

(4)馏分的测定

按GB/T 255进行。用量筒量取试样100mL注入蒸馏烧瓶中，并将量取过试样的量筒放在冷凝管的下面。将插好温度计的软木塞，紧密的塞在蒸馏烧瓶口内，使水银球的上边缘与烧瓶支管焊接处的下边缘在同一平面。对烧瓶均匀加热，第一滴馏出液从冷凝管滴入量筒时的温度为初馏点。控制蒸馏速度，记录温度达到150℃时量筒内馏出液的体积并称重。

(5)机械杂质的测定

按GB/T 511进行。用烧杯称取100mL的试样，加热至40～800℃，并搅拌均匀，趁热将试样用恒重好的滤纸过滤，此后向烧杯中加入乙醇-乙醚溶液进行充分的冲洗和过滤。带沉淀的滤纸在空气中干燥10～15min后，用温度为55～60℃的蒸馏水冲洗。将带有沉淀的滤纸干燥、冷却后进行恒重称量。机械杂质含量X(％)按下式计算：

X = \frac{(m_{2} - m_{1})}{m} \times 100

式中：m1-滤纸和称量瓶的质量，g；

m2-带有机械杂质的滤纸和称量瓶的质量，g；

m-试样的质量，g。

(6)腐蚀试验

按SH/T 0085(玻璃器皿法)进行。将试验用金属试片的六个面分别用180号和240号砂纸打磨，然后用金相砂纸打磨好，清洗干净并称重，精确到mg。对于SH/T0085规定的金属试片，按紫铜、焊锡、黄铜、钢、铸铁和铸铝依次排好，紫铜和焊锡之间、焊锡和黄铜之间用黄铜垫片隔开，黄铜和钢片之间用聚四氟乙烯垫片隔开，钢和铸铁之间、铸铁和铸铝之间用钢垫片隔开。试验结束后，按SH/T0085方法规定对金属试片进行清净处理、吹干并称重，精确到mg。

试验结果中，带“+”号的质量变化表示质量增加，“-”符号的质量变化表示质量损失。

(7)泡沫特性的测定

按SH/T 0066进行。将盛有145mL试样的量筒浸入88℃的恒温水浴中，浸入通气管及气体扩散头，恒温后，读取试样体积为开始体积。连接空气源，并调节空气流量为1000±25mL/min，当试样中出现第一个气泡，开始计时，通气5min时，立即读取泡沫上升的最大体积，减去开始体积，作为泡沫体积。关闭空气源，记录停止供气到泡沫不能完全覆盖液体表面的时间，为泡沫消失时间。

(8)储备碱度的侧定

按SH/T 0091进行。将10mL试样用水稀释至约100mL，用浓度为0.1mol/L的盐酸标准滴定溶液进行滴定，当pH值为5.5时，记录滴定所消耗的盐酸标准滴定溶液的毫升数，并精确到0.1mL，试样的储备碱度V(mL)按下式计算：

V = \frac{(c_{1} \cdot V_{1})}{c_{2}}

式中：c1-盐酸标准滴定溶液的实际浓度，mol/L；

V1-试验所消耗的盐酸标准滴定溶液的体积，mL；

c2-盐酸标准滴定溶液的规定浓度，即0.1mol/L。

(9)与橡胶相容性的测定

按SH/T0436进行。裁取50×25mm的矩形橡胶试片，厚度为2±0.3mm，清洗后擦干。分别在空气中和蒸馏水中称量每个试片，精确至mg，用不锈钢丝将5片相同橡胶试片串在一起并适当隔开，自由悬挂在玻璃杯中，试样的体积应保证橡胶试片完全浸没，且至少是橡胶试片总体积的15倍。在玻璃杯的上方插入冷凝管后，放入100℃的恒温浴中，历时70h。试验结束后，将油杯取出，迅速将试片转移到室温下的新鲜试样中冷却，历时不少于30min，不多于60min。取出试片，在乙醇中清洗干净擦干后，分别在空气中和蒸馏水中称量每个试片，精确至mg。

按下式计算橡胶的体积变化率ΔV(％)。

Δm = \frac{(m_{3} - m_{4}) - (m_{1} - m_{2})}{(m_{1} - m_{2})} \times 100

式中：m1-橡胶在空气中的初始质量，g；

m2-橡胶在水中的初始质量，g；

m3-橡胶试验后在空气中的质量，g；

m4-橡胶试验后在水中的质量，g。

(10)沸点的测定

按SH/T 0089进行。将60mL试样倒入烧瓶中，在常压下加热至沸腾，当达到气液平衡时，读取试样的温度，经大气压力差校正后即为该试样的沸点。

分析结果如下：

实施例4，采用实施例1的配方

实施例5，采用实施例2的配方

实施例6，采用实施例3的配方

对比例1

乙二醇63.1质量％、水36.9质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、2-乙基己酸0.01％、钼酸钠0.05％，苯甲酸钠0.2％、苯三唑0.2％、黄糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

按SH/T0085方法进行

通过上述对比数据可以得出，在添加量相同的情况下，本发明实施例1的配方相对于对比例1在抗氧防腐方面性能优异，具有协同作用。

对比例2

乙二醇63.1质量％、水36.9质量％，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、肉桂酸0.01％、硝酸铈0.05％，苯甲酸钠0.2％、苯三唑0.2％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

对比例3

乙二醇63.1质量％、水36.9质量％，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、苯三唑0.2％、黄糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂(大田化学有限公司生产)2ppm、三乙醇胺0.5％，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

对比例2是在实施例1的基础上省略黄糊精和乙二醇二水杨酸酯，对比例3不含有肉桂酸0.01％、硝酸铈0.05％，苯甲酸钠0.2％。

从上述实验数据可知，实施例1的配方相对于对比例2和对比例3具有优异的抗氧防腐性和橡胶相容性的协同效果。

Claims

1.一种航空冷却液的制备方法，该方法包括：

(1)将乙二醇63.1-72.1质量％和水27.9-36.9质量％进行混合，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内；

(2)依次将下列组分加入到步骤(1)所得混合物中：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01-0.05％、硝酸铈0.03-0.05％，苯甲酸钠0.15～0.3％、苯三唑0.1～0.2％、、环糊精0.5％、三乙醇胺0.5％；

(3)加入pH值调节剂NaOH，将pH值调整至10-11；

(4)将步骤(3)所得混合物进行过滤，然后再加入DT-650聚醚改性有机硅消泡剂2ppm。

2.一种根据权利要求1所述的航空冷却液的制备方法，其特征在于：乙二醇63.1质量％、水36.9质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01％、硝酸铈0.05％，苯甲酸钠0.2％、苯三唑0.2％、环糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

3.一种根据权利要求1所述的航空冷却液的制备方法，其特征在于：乙二醇72.1质量％、水27.9质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.05％、硝酸铈0.05％，苯甲酸钠B 0.15％、苯三唑0.2％、、环糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。

4.一种根据权利要求1所述的航空冷却液，其特征在于：乙二醇68质量％、水32质量％、，乙二醇在25℃条件下它的折光率在1.4306±0.0020范围内，添加剂包由以下组分构成：香豆素0.05％、8-羟基喹啉0.05％、乙二醇二水杨酸酯0.05％、肉桂酸0.01-0.05％、硝酸铈0.03-0.05％，苯甲酸钠0.15～0.3％、苯三唑0.2％、、环糊精0.5％、DT-650聚醚改性有机硅消泡剂2ppm、三乙醇胺0.5％，pH值调节剂NaOH，调整组合物的pH值至10-11，添加剂包中各种组分的使用量均以乙二醇和水的总重量为基准。