CN106609125A - 一种电动车冷却液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动车冷却液，其由如下重量百分含量的原料组成：丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物0.5-3％；丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐1-3％；5-硝基苯并三氮唑0.01-1％；2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪0.1-2.0％；氢氧化钠0.5-1.0％；水30-60％；消泡剂0.001-0.1％；乙二醇余量。本发明的电动车冷却液具有优异的铝镁合金缓蚀性能，同时具有较好的换热性能以及PVC、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶相容性。

Description

一种电动车冷却液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种电动车冷却液，具体地说，涉及一种电子设备冷却液及其制备方法，属于化工领域。

背景技术

现有车用锂电池发电时因化学反应而发热，当温度上升至45℃以上时，发电性能降低，需要装配冷却系统。夏季高温时节，冷却系统全程运转可致效率下降，行驶距离缩短30％左右。电池的冷却和发动机的冷却是不一样的。发动机的冷却液可以循环到散热器中把热量通过对流空气散发，出口和进口的温差越大越好。但电池不行，温差超过3℃就会造成电池的寿命不同。所以有必要把整个冷却液封闭起来，首先为保证电机驱动系统在运行过程所产生的热能够及时散发出去，需要对电机驱动系统进行冷却。电机驱动系统由电动机、功率转换器和电子控制构成。电机的功能是将电能转化为机械能驱动车辆行驶，或将机械能转化为电能进行再生制动并对车载储能装置进行充电。功率变化器主要用来对电机提供特定的电压和电流。电机控制器根据驾驶员要求，通过对来自功能变换器中的控制信号对功率变换器进行控制，进行对电机进行控制，以获得特定的转速和转矩，这三个部件在运行过程中都会产生大量的热，这些热量会对电机驱动系统的正常工作和使用寿命造成不良影响。由于电机运行时产生的热，使得电机各部分温度会不同程度升高。在发热的影响下，电机的物理、电气和力学特性都会发生变化，当温度上升到一定程度时，电机的绝缘材料会发生本质上的变化，最终使其失去绝缘能力。

随着电机温度的升高，电机中的金属件强度和硬度也会逐渐下降。大型电机局部区域会达到较高温度，不仅使绝缘材料失去绝缘能力，而且对电机的金属材料机械强度和力学性能同样会造成不良影响。

对于发热对电机驱动系统中功率和控制模块的影响也很大。该功率和控制模块都是由电子元器件构成，由于其工作时的功率损耗使得这些电子元器件发生，进行升温，而温度过高对这些器件的工作效率降低、使用寿命缩短，甚至烧坏这些器件，最终导致电机驱动系统无法正常工作。可见电机驱动系统的冷却系统的重要性。

冷却模块是由铝合金材质、黑色金属材质、PVC，三元乙丙橡胶和丁苯橡胶，因此，电动车冷却液需要对铝合金和黑色金属材料进行缓蚀，与PVC、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶相容性良好且不影响换热性能。

现有技术CN104559945A公开了一种逆变器冷却液，其由如下重量百分含量的原料组成：2-羟基膦酰基乙酸0.5-3％；戊基磷酸酯0.2-3％；5-羧基苯并三氮唑0.01-1％；2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪0.1-2.0％；无机碱0.5-1.0％；水30-60％；消泡剂0.001-0.1％；二醇余量。其中，所述无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。所述二醇为乙二醇、1、2-丙二醇或1、3-丙二醇。

虽然上述冷却液具有较为理想的铝镁合金缓蚀性能，同时具有较好的换热性能以及PVC、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶相容性。但其主要缓蚀剂为高含磷缓蚀剂，存在环保风险，且高含磷缓蚀剂在长期使用中存在降解的风险。

发明内容

本发明的目的在于研制一种具有优异的铝合金和黑色金属缓蚀性能的电动车冷却液，同时具有较好的换热性能以及PVC、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶相容性的冷却液。此外，本发明只有一种低磷缓蚀剂，但具有很强的抗水解稳定性，大大克服对现有技术存在的相关缺陷。

为了实现本发明目的，本发明提供一种电动车冷却液(也可称为逆变器冷却液)，其由如下重量百分含量的原料组成：

其中，优选为：

本发明所述的丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物可选择现有技术公开的多种已知共聚物，尤其优选共聚物TH-615，以实现更理想的应用效果。

本发明所述的丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐同样可选自现有技术公开的多种以上述共聚单元按常规方法形成的四元聚合物，尤其优选四元共聚物TH-241、DT104，与丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物，尤其是共聚物TH-615的配合使用效果最佳。

本发明所述消泡剂优选为壬酸，此类消泡剂能够在高分子缓蚀剂体系的冷却液中，应用在本发明所述配方中，具有较好的高低温消泡性能。

本发明所述水优选为去离子水。

作为本发明的一个最佳实施方式，优选所述电动车冷却液由如下重量百分含量的原料组成：

本发明所述电动车冷却液，以丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物+丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐替换了传统配方中的2-羟基膦酰基乙酸+戊基磷酸酯，意外的发现可在大大降低含磷量的同时，在铝合金防护方面能够更加优异本发明同时还提供了一种优选的电动车冷却液的制备方法，包括如下步骤：

1)先按配比将2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠溶于部分水中，备用；

2)按配比将丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐和乙二醇混合搅拌30-60分钟后，备用；

3)最后将步骤1、步骤2的溶液加入5-硝基苯并三氮唑，剩余部分去离子水和消泡剂，常温搅拌30-60分钟即可。

其中，步骤1)中水的用量可依实际情况而定，通常优选为配方量的10-50％，具体选择为本领域技术人员所掌握。

本发明提供的电动车冷却液具有铝合金和黑色金属缓蚀性能，同时具有较低的磷含量和较好的换热性能以及PVC、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶相容性。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

实施例1

本实施例的电动车冷却液的组分如下：

其中，丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物为共聚物TH-615；丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐选自四元共聚物TH-241。

制备方法如下：

1)先按配比将2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠溶于部分水中，备用；

2)按配比将丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐和乙二醇混合搅拌45分钟后，备用；

3)最后将步骤1、步骤2的溶液加入5-硝基苯并三氮唑，剩余部分去离子水和消泡剂，常温搅拌45分钟即可。

实施例2

本实施例的电动车冷却液的组分如下：

其中，丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物为共聚物TH-615；丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐选自四元共聚物DT104。

制备方法如下：

1)先按配比将2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠溶于部分水中，备用；

2)按配比将丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐和乙二醇混合搅拌30分钟后，备用；

3)最后将步骤1、步骤2的溶液加入5-硝基苯并三氮唑，剩余部分去离子水和消泡剂，常温搅拌30分钟即可。

实施例3

本实施例的电动车冷却液的组分如下：

其中，丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物为共聚物TH-615；丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐选自四元共聚物TH-241。

制备方法如下：

1)先按配比将2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠溶于部分水中，备用；

2)按配比将丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐和乙二醇混合搅拌60分钟后，备用；

3)最后将步骤1、步骤2的溶液加入5-硝基苯并三氮唑，剩余部分去离子水和消泡剂，常温搅拌60分钟即可。

实施例4

与实施例1相比，区别点仅在于：本实施例的电动车冷却液的组分如下：

为了进一步验证本发明所述冷却液的性能，发明人进行了若干性能对比实验，部分如下：

实验例1

本实验例在于研究本发明电动车逆变器冷却液进行玻璃器皿腐蚀以及铸铝传热腐蚀试验。

试验对象：

实验组1-4：本发明实施例1-4；

对照组1：CN104559945A的实施例2(2-羟基膦酰基乙酸1％；戊基磷酸酯1％；5-羧基苯并三氮唑0.5％；2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1％；氢氧化钾0.8％；去离子水50％；己酸0.05％；1,2-丙二醇余量)；

对照组2：东芝公司生产的逆变器冷却液。

对本申请实施例1-4所述冷却液以及对照组1-2冷却液进行玻璃器皿腐蚀重复性试验和铝合金传热腐蚀试验的筛选试验，结果如表1所示：

表1玻璃器皿腐蚀和铸铝传热实验数据

上述结果表明，本申请通过对现有冷却液配方的优化(以丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物+丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐替换了传统配方中的2-羟基膦酰基乙酸+戊基磷酸酯)能够显著降低磷含量的同时提升铝合金的防护能力，同时较已知的成熟冷却液产品更加便宜。

实验例2

本实验例在于研究本发明电动车冷却液的沉积物试验

试验对象：

实验组1：本发明实施例1-4；

对照组1：CN104559945A的实施例2(2-羟基膦酰基乙酸1％；戊基磷酸酯1％；5-羧基苯并三氮唑0.5％；2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1％；氢氧化钾0.8％；去离子水50％；己酸0.05％；1,2-丙二醇余量)；

对照组2：东芝公司生产的逆变器冷却液。

对照组3：2-OAT冷却液。

在本发明冷却液(浓度30％)1升之中，加入硝酸铝水溶液和KOH水溶液配成试验溶液，将试验溶液1L的温度在90℃将铝制散热器材料的试验片全部浸泡搅拌480小时。将铝制散热器材料的试验片不用水在80℃下干燥12h以上，测定附着物的重量。

本发明冷却液实施例1-4与对照组1-3冷却液进行对比，具体结果见表2。

表2沉积物实验数据

上述结果表明，本申请通过对现有冷却液配方的优化(以丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物+丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐替换了传统配方中的2-羟基膦酰基乙酸+戊基磷酸酯)能够显著提升抗沉积性能。

实验例3

本实验例在于研究本发明逆变器冷却液的非金属相容性试验。

试验对象：

实验组1：本发明实施例1-4；

对照组1：CN104559945A的实施例2(2-羟基膦酰基乙酸1％；戊基磷酸酯1％；5-羧基苯并三氮唑0.5％；2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪1％；氢氧化钾0.8％；去离子水50％；己酸0.05％；1,2-丙二醇余量)。

对照组2：东芝公司生产的逆变器冷却液。

取PVC、三元乙丙橡胶和丁苯橡胶试块各二块，分别放入盛有50ml的待测冷却液试液有盖放玻璃试瓶中，盖上盖，然后将试瓶放入100℃±2℃政的烘箱中保持70±2h，取出试瓶冷却至室温，取出试块按GB/T 1690检验试块体积变化，按GB/T6031检验试块硬度变化，并目测雨刮器刮片实物外型，按技术要求判定。

表3将本发明冷却液实施例1-4与对比例1-2冷却液进行对比，试验结果见表3：

表3非金属相容性实验数据

上述结果表明，本申请通过对现有冷却液配方的优化(以丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物+丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐替换了传统配方中的2-羟基膦酰基乙酸+戊基磷酸酯)能够显著提升非金属相容性。

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)

1.一种电动车冷却液，其特征在于，其由如下重量百分含量的原料组成：

2.根据权利要求1所述的电动车冷却液，其特征在于，其由如下重量百分含量的原料组成：

3.根据权利要求1或2所述的电动车冷却液，其特征在于，所述丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物选自共聚物TH-615。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电动车冷却液，其特征在于，所述丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐选自四元共聚物TH-241或DT104。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电动车冷却液，其特征在于，所述消泡剂为壬酸。

6.根据权利要求1或2所述的电动车冷却液，其特征在于，所述水为去离子水。

7.根据权利要求1或2所述的电动车冷却液，其特征在于，其由如下重量百分含量的原料组成：

8.权利要求1-7中任意一项所述电动车冷却液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)先按配比将2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和氢氧化钠溶于部分水中，备用；

2)按配比将丙烯酸-磺酸盐-酰胺基共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐和乙二醇混合搅拌30-60分钟后，备用；

3)最后将步骤1)、步骤2)的溶液加入5-硝基苯并三氮唑，剩余部分去离子水和消泡剂，常温搅拌30-60分钟即可。

9.根据权利要求8所述电动车冷却液的制备方法，其特征在于，步骤1)中水的用量为配方量的10-50％。