CN106634869A - 一种汽车防冻液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车防冻液及其制备方法，属于汽车养护领域。本发明以具有低毒、安全性高的1,3‑丙二醇原料，加以水杨酸钠、对羟基苯甲酸丁酯、聚乙烯比咯烷酮和三聚硫氰酸、0.2％马来酸酐等制得的防冻液配方合理、原料独特，能够使得防冻液的冰点达到‑49℃，沸点达到225℃，在汽车长时间运行的过程中，冰点及沸点的变化较小，提高了防冻液的稳定性、使得防冻液达到长效的作用。

Description

一种汽车防冻液及其制备方法

技术领域

本发明属于汽车养护领域，特别地，是一种汽车防冻液及其制备方法。

背景技术

内燃车辆的发动机冷却系统是一个由气缸、夹套、与冰箱组成的液冷密闭循环体系。冷却系统的工作状态直接影响车辆的正常运行及车辆的使用寿命。防冻液是内燃机循环冷却系统的冷却介质，发动机的冷却系统应使用冷却液，特别是在高原寒冷(0℃以下)环境下使用发动机更需使用防冻液，这对发动机的使用很有好处。

目前，95％商业防冻冷却液是乙二醇水基性防冻液，但是乙二醇具有一定的毒性，且不易生物降解，对环境有一定的危害，而丙三醇基础液也开始在冷却液中使用起来，虽然具有较好的环保作用，但由于其成本较高，并且低温冷却效果不及乙二醇，所以一直未能推广。通过继续研究发现丙二醇低毒、环保，易生物降解，在使用中其冰点随着体积分数的增加而稳定下降，甚至在调配中可以不需要加入去离子水，大大减少了腐蚀发生的几率，因此，作为乙二醇的替代品已受到广泛的关注和应用。

中国专利号CN 103820084 A公开了“一种汽车防冻液”该防冻液由：甘醇，三乙醇胺，氢氧化钠，亚硝酸钠，四硼酸钠，硼砂，苯甲酸钠，水。研究发现，汽车防冻液中大量使用以无机盐为主的缓蚀剂如：硼砂和三乙醇胺、亚硝酸钠复配在实验阶段效果优异，但在，但在实际装填中使用1年左右或6万公里后，都容易因各种添加剂的消耗不均导致配方体系的平衡被破坏而产生沉淀，还有的在溶液中形成水不溶性的无机盐垢积聚并产生沉淀，使水冷式发动机冷却系统堵塞泄漏甚至损毁。据了解，苯甲酸钠是酸性防腐剂，在pH＝2.5-4.0的酸性溶液中才能起到防腐作用，防冻液在使用过程中介质酸化，pH值下降，会使缓蚀剂效果降低甚至完全失效，所以防冻液的pH值要稳定7.5-10之间，因此苯甲酸钠在碱性溶液中失效，则容易造成防冻液的变质、发霉。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种汽车防冻液及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种汽车防冻液，由以下重量份数的原料组成：

1,3-丙二醇55-75份、植酸0.1-0.3份、新戊二醇二缩水甘油醚1-2份、聚乙烯比咯烷酮0.2-0.5份、三聚硫氰酸0.5-1份、水性荧光绿染料0.02-0.05份、水杨酸钠1-2份、对羟基苯甲酸丁酯0.1-0.2份、卵磷脂1-2份、组氨酸2.5-4.5份、酸藤果水提物1-2份、樟树叶醇提物2-5份、水90-125份、余量为0.2％马来酸酐；

所述的汽车防冻液制备方法，具体包括以下步骤：

1)将0.1-0.3份植酸、0.2-0.5份聚乙烯比咯烷酮、0.5-1份三聚硫氰酸依次加入到90-125份水中，混合后，放入恒定40℃的水浴锅中，搅拌20-30min,转速控制在200-300r/min，过滤，弃去沉淀，即得溶液A；

2)取55-75份1,3-丙二醇置于有搅拌装置的反应釜中，一边搅拌一边缓慢依次加入1-2份水杨酸钠，1-2份新戊二醇二缩水甘油醚，搅拌速度控制在200-300r/min，搅拌时间20-30min,即得溶液B；

3)将溶液A、溶液B、1-2份卵磷脂、2.5-4.5份组氨酸、1-2份酸藤果水提物、2-5份樟树叶醇提物、0.1-0.2份对羟基苯甲酸丁酯依次置于安装有加热装置和搅拌装置的反应釜中，在20℃下，搅拌速度控制为200-300r/min，搅拌10-20min后，过滤，滤液加入0.2％马来酸酐，动态测定混合液的pH，至混合液pH范围为7.5-10.0，停止加入0.2％马来酸酐，然后加入0.02-0.05份水性荧光绿染料，继续搅10-15min，即可。

本发明的有益效果在于：

1、本发明以具有低毒、安全性高的1,3-丙二醇原料，加以水杨酸钠、对羟基苯甲酸丁酯、聚乙烯比咯烷酮和三聚硫氰酸、0.2％马来酸酐等制得的防冻液配方合理、原料独特，能够使得防冻液的冰点达到-49℃，沸点达到225℃，其中，采用的植酸含有六个磷酸基，可以和金属形成稳定致密的单分子层螯合膜，能络合水中的钙镁离子，使得汽车长时间运行后抑制水不溶性的无机盐垢积聚，采用的聚乙烯比咯烷酮和三聚硫氰酸和水中的残留金属离子发生发应，进一步的防止了水垢形成，使得防冻液达到长效稳定的状态，提高了防冻液的稳定性，使用的对羟基苯甲酸丁酯更好的对防冻液起到杀菌保护的作用，经验证，与市售防冻液相比较，本发明的防冻液抗腐蚀力强、在高速循环过程中泡沫量低、长时间行程过程中冰点与沸点的变化幅度小。

2、本发明的制备方法利用各种试剂溶水或溶醇的特性，分别进行逐一的溶解，并且使得各物质之间反应充分，互溶为一体，稳定性好，适于大规模推广应用。

具体实施方式

实施例1

一种汽车防冻液，由以下重量份数的原料组成：

1,3-丙二醇55份、植酸0.1份、新戊二醇二缩水甘油醚1份、聚乙烯比咯烷酮0.2份、三聚硫氰酸0.5份、水性荧光绿染料0.02份、水杨酸钠1份、对羟基苯甲酸丁酯0.1份、卵磷脂1份、组氨酸2.5份、酸藤果水提物1份、樟树叶醇提物2份、水90份、余量为0.2％马来酸酐；

一种汽车防冻液制备方法，具体包括以下步骤：

1)将0.1份植酸、0.2份聚乙烯比咯烷酮、0.5份三聚硫氰酸依次加入到90份水混合后，放入恒定40℃的水浴锅中，搅拌20min,转速控制在200r/min，过滤，弃去沉淀，即得溶液A；

2)取55份1,3-丙二醇置于有搅拌装置的反应釜中，一边搅拌一边缓慢依次加入1份水杨酸钠，1份新戊二醇二缩水甘油醚，搅拌速度控制在300r/min，搅拌时间20min,即得溶液B；

3)将溶液A、溶液B、1份卵磷脂、2.5份组氨酸、1份酸藤果水提物、2份樟树叶醇提物、0.1份对羟基苯甲酸丁酯依次置于安装有加热装置和搅拌装置的反应釜中，在20℃下，搅拌速度控制为200r/min，搅拌10min后，然后加入0.2％马来酸酐，动态测定混合液的pH，至混合液pH为7.5，停止加入0.2％马来酸酐，然后加入0.02份水性荧光绿染料，继续搅拌10min，即可。

实施例2

一种汽车防冻液，由以下重量份数的原料组成：

1,3-丙二醇75份、植酸0.3份、新戊二醇二缩水甘油醚2份、聚乙烯比咯烷酮0.5份、三聚硫氰酸1份、水性荧光绿染料0.05份、水杨酸钠2份、对羟基苯甲酸丁酯0.2份、卵磷脂2份、组氨酸4.5份、酸藤果水提物2份、樟树叶醇提物5份、水125份、余量为0.2％马来酸酐；

一种汽车防冻液制备方法，具体包括以下步骤：

1)将0.3份植酸、0.5份聚乙烯比咯烷酮、1份三聚硫氰酸依次加入到125份水混合后，放入恒定40℃的水浴锅中，搅拌30min,转速控制在250r/min，过滤，弃去沉淀，即得溶液A；

2)取75份1,3-丙二醇置于有搅拌装置的反应釜中，一边搅拌一边缓慢依次加入2份水杨酸钠，2份新戊二醇二缩水甘油醚，搅拌速度控制在250r/min，搅拌时间25min,即得溶液B；

3)将溶液A、溶液B、2份卵磷脂、4.5份组氨酸、2份酸藤果水提物、5份樟树叶醇提物、0.2份对羟基苯甲酸丁酯依次置于安装有加热装置和搅拌装置的反应釜中，在20℃下，搅拌速度控制为250r/min，搅拌20min后，然后加入0.2％马来酸酐，动态测定混合液的pH，至混合液pH范围为9.5，停止加入0.2％马来酸酐，然后加入0.05份水性荧光绿染料，继续搅拌15min，即可。

实施例3

一种汽车防冻液，由以下重量份数的原料组成：

1,3-丙二醇60份、植酸0.2份、新戊二醇二缩水甘油醚1.5份、聚乙烯比咯烷酮0.3份、三聚硫氰酸0.75份、水性荧光绿染料0.03份、水杨酸钠1.5份、对羟基苯甲酸丁酯0.15份、卵磷脂1.5份、组氨酸3.5份、酸藤果水提物1.5份、樟树叶醇提物3.5份、水115份、余量为0.2％马来酸酐；

一种汽车防冻液制备方法，具体包括以下步骤：

1)将0.2份植酸、0.3份聚乙烯比咯烷酮、0.75份三聚硫氰酸依次加入到115份水混合后，放入恒定40℃的水浴锅中，搅拌25min,转速控制在300r/min，过滤，弃去沉淀，即得溶液A；

2)取60份1,3-丙二醇置于有搅拌装置的反应釜中，一边搅拌一边缓慢依次加入1.5份水杨酸钠，1.5份新戊二醇二缩水甘油醚，搅拌速度控制在300r/min，搅拌时间30min,即得溶液B；

3)将溶液A、溶液B、1.5份卵磷脂、3.5份组氨酸、1.5份酸藤果水提物、3.5份樟树叶醇提物、0.15份对羟基苯甲酸丁酯依次置于安装有加热装置和搅拌装置的反应釜中，在20℃下，搅拌速度控制为300r/min，搅拌15min后，然后加入0.2％马来酸酐，动态测定混合液的pH，至混合液pH范围为10.0，停止加入0.2％马来酸酐，然后加入0.03份水性荧光绿染料，继续搅拌13min，即可。

市售汽车防冻液与本发明的汽车防冻液效果对比试验

1、静态腐蚀失重效果验证

1.1腐蚀实验参照JIS-K2234《日本防冻液测试标准》进行。

1.2金属试片尺寸：碳钢、铸铁、铸铝，紫铜、黄铜、焊锡。

1.3金属试片重量200mg/片：。

1.4测定方法：金属试片经砂纸逐级打磨光亮后分别用丙酮和酒精棉球擦洗至表面洁净，置入干燥器干燥后称重，精确至0.1mg，然后浸入市售防冻液、本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的防冻液中，于88±2℃恒温水浴14天。实验结束后取出不同金属试片分别用特别配制的清洗液清洗，然后经自来水、乙醇清洗，干燥，称重。计算失重量(mg/片)。

表1各种金属片失重量

由表1可知，分别将以上金属片经市售汽车防冻液与本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的汽车防冻液处理后，明显可以看出，

本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的汽车防冻液处理金属后的失重量比市售汽车防冻液处理金属后的失重量要少，因此，可知，本发明的汽车防冻液对汽车内部金属件的腐蚀程度低。

2、市售汽车防冻液与本发明制备的防冻液泡沫倾向比较

泡沫倾向测定方法:采用发动机冷却液泡沫倾向测定仪进行泡沫倾向的测定，该测定方法应当为本领域技术人员知晓的技术。

表2市售汽车防冻液与本发明制备的防冻液泡沫倾向测定结果

泡沫倾向	市售防冻液	实施例1	实施例2	实施例3
					泡沫体积/ml	68	21	20	23
泡沫消失时间/s	4.2	0.5	0.7	0.6

由表2可知，与市售汽车防冻液相比，本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的汽车防冻液产生的泡沫较少，并且泡沫在较短的时间内消失，因此，本发明制备的汽车防冻液在高速循环过程中泡沫量低，能够降低泡沫对气穴的腐蚀，加速了汽车中的热传导，从而降低了对汽车的损害程度。

2、市售汽车防冻液与本发明制备的防冻液沸点、冰点与密度比较

冰点、沸点测定方法：采用防冻冷却液数显冰点仪进行冰点测定；采用发动机冷却液沸点测定器进行沸点测定；上述冰点、沸点测定方法应当为本领域技术人员知晓的技术。

具体试验方法：选取宝马1系(进口)2013款改款118i运动型四辆汽车作为试验对象，分别给这四辆汽车使用市售汽车防冻液、本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的防冻液，使用前及行程10000公里、行程40000公里、行程70000公里、行程100000公里测定汽车防冻液沸点、冰点。

表3市售汽车防冻液与本发明汽车防冻液沸点测定结果

表4市售汽车防冻液与本发明汽车防冻液冰点测定结果

由表3、表4可知，使用本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的汽车防冻液，冰点与沸点的变化幅度较小，因此，可知，本发明的汽车防冻液冰点与沸点的稳定性较好，保证了汽车在较低温度下以及高温条件下运作时确保了汽车的安全性，适用于大规模推广应用。

Claims (2)

1.一种汽车防冻液，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：1,3-丙二醇55-75份、植酸0.1-0.3份、新戊二醇二缩水甘油醚1-2份、聚乙烯比咯烷酮0.2-0.5份、三聚硫氰酸0.5-1份、水性荧光绿染料0.02-0.05份、水杨酸钠1-2份、对羟基苯甲酸丁酯0.1-0.2份、卵磷脂1-2份、组氨酸2.5-4.5份、酸藤果水提物1-2份、樟树叶醇提物2-5份、水90-125份、余量为0.2％马来酸酐；

所述的汽车防冻液制备方法，具体包括以下步骤：

1)将植酸、聚乙烯比咯烷酮、三聚硫氰酸依次加入到水中，混合后，放入恒定40℃的水浴锅中，搅拌20-30min,转速控制在200-300r/min，过滤，弃去沉淀，即得溶液A；

2)取1,3-丙二醇置于有搅拌装置的反应釜中，一边搅拌一边缓慢依次加入水杨酸钠，新戊二醇二缩水甘油醚，搅拌速度控制在200-300r/min，搅拌时间20-30min,即得溶液B；

3)将溶液A、溶液B、卵磷脂、组氨酸、酸藤果水提物、樟树叶醇提物、对羟基苯甲酸丁酯依次置于安装有加热装置和搅拌装置的反应釜中，在20℃下，搅拌速度控制为200-300r/min，搅拌10-20min后，过滤，滤液加入0.2％马来酸酐，动态测定混合液的pH，至混合液pH范围为7.5-10.0，停止加入0.2％马来酸酐，然后加入水性荧光绿染料，继续搅10-15min，即可。

2.根据权利要求1所述的一种汽车防冻液，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：

1,3-丙二醇60份、植酸0.2份、新戊二醇二缩水甘油醚1.5份、聚乙烯比咯烷酮0.3份、三聚硫氰酸0.75份、水性荧光绿染料0.03份、水杨酸钠1.5份、对羟基苯甲酸丁酯0.15份、卵磷脂1.5份、组氨酸3.5份、酸藤果水提物1.5份、樟树叶醇提物3.5份、水115份、余量为0.2％马来酸酐。