CN107118748B - 改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液 - Google Patents
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Abstract
一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料,按照重量份计,至少包含:1,2‑丙二醇5‑45份、钼酸钠1‑5份、硝酸钠0.1‑3份、癸二酸0.1‑5份、水解聚马来酸酐1‑5份、消泡剂0.1‑5份、改性石墨烯0.001‑10份。
Description
技术领域
本发明涉及汽车工业、工程机械、农用机械等领域,具体涉及一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液。
背景技术
发动机冷却系统有水冷和风冷两种冷却方式,汽车一般采用水冷冷却。典型的车辆冷却系统由散热器、散热器软管、冷却水节温器、冷却水泵、冷却风扇以及风扇皮带组成。冷却液依靠皮带冷却水泵循环,流经油冷器、曲轴箱冷却水套(在水套中,冷却水围绕气缸壁流动),然后进入气缸盖,带走这些地方多余的热量。发动机冷却液与润滑油一样,是使发动机正常工作运转必不可少的组成部分。冷却液是冷却系统中的传热介质,具有冷却、防腐、防垢以及防冻等作用。
冷却是发动机冷却液的基本作用。发动机工作时由于燃料的燃烧以及运动部件之间的摩擦产生大量的热量,使零件受热,特别是直接与燃烧气体接触的部位温度更高。燃气燃烧过程中的热效率只有30~40%,剩余的热量其中40%左右通过润滑油带走,60%的热量通过冷却系统散发到周围空间。
发动机过热不但会减少充气量、降低充气系数,引起“爆震”,造成发动机扭矩和功率损失,而且还会由于零部件受热膨胀破坏正常的配合间隙,引起轴承和其他运动部件的损坏。同时,过热也会使润滑油脂的粘度减小,甚至发生氧化变质或烧焦,生成漆膜的倾向加大。
水具有良好的导热性,同时水的比热容大,具有很好的吸热性能,是发动机冷却液的理想组分。但水的冰点高,在0℃以下开始结冰并且体积膨胀,发动机长期不用时,低温下有可能使水箱冻结甚至开裂。冬季气温低,为使汽车在冬季低温下仍能继续使用,发动机冷却液都应加入一些能够降低冰点的物质作为防冻剂,保持在低温天气时冷却系统不冻结,适用低温天气条件下使用。
水的比热容较大并且热传导快,被水吸收的热量容易散发,因此水作为冷却液使用具有很多优点,由于水的冰点高,在严寒低温天气使用时容易结冰,所以冷却液中要加入一定量的防冻剂。能降低冰点的物质有很多,盐类化合物如氯化钙、氯化镁、氯化钠等降低冰点的效果非常明显,由于这些化合物中的氯离子对铸铁、低碳钢和黄铜具有严重的腐蚀性,所以很少在冷却系统中使用。天然的有机化合物如蜂蜜、蔗糖以及淀粉等也有降低冰点的效果,但由于粘度大,热稳定性较差。
有机低碳醇类具有很好的降低冰点的效果,而且与水的相溶性非常好,其中甲醇和乙醇降低冰点的效果最好,因此最初的冷却液的防冻剂以甲醇和乙醇为主。但甲醇和乙醇易挥发,闪点低;且甲醇毒性大已被停用。甘油具有一定的降低冰点的效果,和甲醇、乙醇相比,还有沸点高、不易挥发及毒性低的优点,但其粘度大不利于散热。石墨烯是一种只有一个原子层厚度的准二维材料,碳原子规整的排列于蜂窝状点阵结构单元之中。每个碳原子除了以σ键与其他三个碳原子相连之外,剩余的π电子与其他碳原子的π电子形成离域大π键。石墨烯独特的单原子层结构,决定了其拥有许多优异的物理性质。如前所述,石墨烯中的每个碳原子都有一个未成键的π电子,这些电子可形成与平面垂直的π轨道,π电子可在这种长程π轨道中自由移动,从而赋予了石墨烯出色的导电性能。由于石墨烯中的每个碳原子均与相邻的三个碳原子结合成很强的σ键,因此石墨烯同样表现出优异的力学性能。石墨烯同样是一种优良的热导体。
随着发动机功率的不断提高,体积的不断缩小,排放的严格控制,热负荷及相关的可靠性问题变得越来越突出,冷却系统的重要性与日俱增。现有常规的发动机冷却介质的沸点低、导热性,限制了发动机冷却能力的提高,不能满足先进的发动机的使用要求。因此,需要一种稳定性好,换热能力强的冷却介质用于发动机冷却系统。
发明内容
为了解决现有技术问题,本发明的第一方面提供一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料,按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇5-45份、钼酸钠1-5份、硝酸钠0.1-3份、癸二酸0.1-5份、水解聚马来酸酐1-5份、消泡剂0.1-5份、改性石墨烯0.001-10份。
在一些实施方式中,所述冷却液的制备原料按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇10-45份、钼酸钠2-5份、硝酸钠1-3份、癸二酸1-5份、水解聚马来酸酐2-5份、消泡剂1-5份、改性石墨烯0.001-5份。
在一些实施方式中,所述冷却液的制备原料按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、消泡剂3份、改性石墨烯0.01份。
在一些实施方式中,所述冷却液的制备原料还包含1-9重量份的去离子水。
在一些实施方式中,所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中一种或多种。
在一些实施方式中,所述改性石墨烯为有机醇改性石墨烯。
在一些实施方式中,所述改性石墨烯为山梨醇改性石墨烯。
在一些实施方式中,所述山梨醇和石墨烯的重量份比为(1~4):1。
在一些实施方式中,所述山梨醇和石墨烯的重量份比为3:1。
本发明的第二方面提供一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液的制备方法,制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌5-10分钟,静置1-2h后,过滤,即得到防冻冷却液。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定,本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时,以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形,意在覆盖非排它性的包括。例如,包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中,此短语将使权利要求为封闭式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时,其仅限定在该子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“1至5”时,所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象,除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生,而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外,本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个,并且单数形式的要素或组分也包括复数形式,除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明的第一方面提供一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料,按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇5-45份、钼酸钠1-5份、硝酸钠0.1-3份、癸二酸0.1-5份、水解聚马来酸酐1-5份、消泡剂0.1-5份、改性石墨烯0.001-10份。
在一些实施方式中,所述冷却液的制备原料按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇10-45份、钼酸钠2-5份、硝酸钠1-3份、癸二酸1-5份、水解聚马来酸酐2-5份、消泡剂1-5份、改性石墨烯0.001-5份。
在一些实施方式中,所述冷却液的制备原料按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、消泡剂3份、改性石墨烯0.01份。
汽车发动机冷却系统中散热器、水泵、缸体及缸盖、分水管等部件是由钢、铸铁、黄铜、紫铜、铝、焊锡等金属组成,由于不同的金属的电极电位不同,在电解质的作用下容易发生电化学腐蚀;同时冷却液中的二元醇类物质分解后形成的酸性产物、燃料燃烧后形成的酸性废气也可以渗透到冷却系统中,促进冷却系统腐蚀。冷却系统腐蚀会使散热器水箱的上下水室、喷油嘴隔套、冷却管道、接头以及水箱排水管发生故障,同时腐蚀产物堵塞管道,引起发动机过热甚至瘫痪;若腐蚀穿孔,冷却液渗入燃烧室或曲轴箱会产生严重的破坏,因为当冷却液或水与机油混合时,产生油污或胶质,破坏润滑。因而冷却液中要加入一定量的防腐蚀添加剂,防止冷却系统产生腐蚀。
汽车发动机冷却系统中的水垢来源于水中的钙、镁等阳离子,这些碱土金属阳离子在热负荷条件下,容易与水中的阴离子反应形成水垢。发动机工作过程中,由于缸盖频繁的受到燃气的热负荷冲击,结垢严重的情况下,还会使缸盖高温区温度剧增,温度梯度增大引起缸盖开裂。冷却液中的某些防腐添加剂具有一定的硬水软化作用,同时,为了减少水垢的生成,冷却液在生产和加注过程中均要求使用经过软化处理的去离子水。
传统的冷却液中,冷却液由水、防冻剂和各种添加剂组成。水是冷却液中的重要组成部分。水的比热容较大并且热传导快,被水吸收的热量容易散发,因此水作为冷却液使用具有很多优点。由于水的冰点高,在严寒低温天气使用时容易结冰,所以冷却液中都加入了一定量的防冻剂。防冻剂的主要作用是来降低冷却液的冰点。能够降低冰点的物质很多,盐类化合物、天然的有机化合物、有机低碳醇类等都具有一定的降低冰点的效果。
由于乙二醇在传热、冰点保护具有较好的特性,现有的冷却液大都以乙二醇型为主。但是乙二醇型冷却液的沸点有限,需要在加压状态下沸点才能达到120℃,这对冷却液系统零部件的防漏能力和强度要求较高。同时,当冷却液的温度提高后,在高温下乙二醇又将易于降解,生成乙酸、乙二酸等酸性产物。这种变化会影响到冷却液的pH值、稳定性、以及防腐性能。
以丙二醇作为冷却液的基液,在沸点、冰点防护及与橡胶部件相容性,抗腐蚀、毒性以及生物降解方面都有较好的性能。丙二醇型冷却液一般分为水-丙二醇型冷却液和无水丙二醇冷却液。
本发明提供的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液既可以含有水,作为水-丙二醇型冷却液,又可以不含有水,作为无水丙二醇冷却液。本发明提供的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液在含有水时,水的含量很少,相当于低水或无水冷却液。
本发明提供的冷却液安全环保,对动植物没有健康威胁;也能够让冷却系统在低压状态下运行,避免了高压对金属的侵蚀。在冷却系统密闭,无水的环境下,二醇的氧化反应被阻断,不会产生腐蚀性的有机酸,体系的pH能够稳定,从而实现不添加缓蚀剂,或者少添加缓蚀剂。本发明提供的丙二醇冷却液的蒸汽压和蒸汽密度远远低于水冷却液,能够减小流体从高压区向低压区,或从低温区向高温区流动过程中所产生的气蚀,或者发动机运转下的超声波抖动气蚀。
冷却系统由不同的金属组成,不同金属间的接触电位不同,在冷却液组成的电解液中会产生原电池腐蚀。同时,冷却液中使用的防冻剂在高温条件下会氧化,冷却系统充气及使用大量的铜及铜合金元件都会促进防冻剂氧化生成以甲酸为主具有侵蚀作用的混合酸。因此,在确定了冷却液的基础液成分后,缓蚀剂将在很大程度上决定着冷却液的性能。
现有技术通常采用硼砂作为无机缓蚀剂,硼砂也叫四硼酸钠,一般含有10个结晶水。硼砂本身具有缓蚀性能,在循环水中加入硼砂可以防止钢和锌发生锈蚀,同时,硼砂具有很好的缓冲作用,能使pH值维持在8~9.5的合适范围。硼砂的作用是使钢铁表面形成了一层氧化膜,主要是立方体结构的化合物Fe3O4·Fe2O3或过渡性化合物。由于硼砂能促进铝合金的传热腐蚀,同时还有一定的毒性,因此本发明中不采用硼砂。
本发明的技术方案没有采用现有技术通常使用的磷酸盐,磷酸盐与硼砂一样,既具有的缓蚀性能又具有很好pH值缓冲性能。在冷却液中磷酸盐对钢和铁都有一定的缓蚀作用,在钢铁表面生成一层γ-Fe2O3氧化膜。但是磷酸盐容易与水中的钙、镁离子反应生成水垢,此外也会对环境造成影响。
亚硝酸盐是现有技术采用的一种氧化型缓蚀剂,亚硝酸盐在金属表面生成的是γ-Fe2O3钝化膜,其中含有少量的氮。亚硝酸盐的缓蚀保护作用与溶液中侵蚀性阴离子浓度有关。在对钢铁进行保护时,存在一个临界浓度。但是由于亚硝酸盐形成的钝化膜非常致密,点蚀外的其余部位保护的非常好,腐蚀并不扩展,所以容易产生局部点蚀。亚硝酸盐是一种危险的缓蚀剂,使用的浓度不能低于临界浓度。此外,亚硝酸盐有毒也是不采用的原因之一。
硝酸盐常用的是硝酸钠,也是一种氧化型缓蚀剂,对钢铁具有一定的保护作用,同时具有很好的防止铝合金点蚀的性能。硝酸盐具有强氧化性,在一些特殊的冷却液中会要求不能使用硝酸盐。钼酸盐是在铬酸盐的基础上开发出来的,常用的为钼酸钠。钼与铬同属VIB族元素,但毒性比铬酸盐小的多,是一种低毒缓蚀剂。钼酸盐是一种非氧化性的缓蚀剂,使用过程中需要合适的氧化剂一起作用才能在金属表面生成氧化膜。钼酸盐通常与亚硝酸盐一起配合使用,其中最成功的是用在重负荷冷却液的补充添加剂中,利用钼酸盐与亚硝酸盐的协同缓蚀作用,大大降低了补充添加剂中亚硝酸盐的含量。
癸二酸对于整个系统都有较好的防腐蚀作用,防腐蚀能力比碳原子更低的二元酸要高。
和现有技术相比,本发明不含有硅酸盐,包括偏硅酸盐,如偏硅酸钠和偏硅酸钾。硅酸盐是铝和铝合金的特效缓蚀剂,对钢铁和有色金属都有一定的保护作用。硅酸盐对金属的保护也是在金属表面生成一层薄膜,保护膜的形成与金属表面最初的腐蚀产物有关。但是,硅酸盐很容易在铝表面生成保护膜,主要是由于Al3+和Si4+大小相近,它们可以发生置换,腐蚀产物中的Al3+能够置换胶状二氧化硅中的Si4+,从而在铝表面形成一层附着力很强的保护膜。硅酸盐在使用过程存在的主要问题就是经过一定时间的贮存和使用后稳定性变差,容易形成凝胶状物质析出,使防腐性能降低。产生的凝胶在使用过程中容易堵塞管道和附着在散热器内表面,降低传热效果,使发动机过热。
在一些实施方式中,所述冷却液的制备原料还包含1-9重量份的去离子水。
在我们经常使用的自来水、河水、湖水、泉水、井水中含有大量溶解性物质,如钙、镁、钾、钠、铁等金属离子,还含有许多阴离子如硫酸根、碳酸根和氯离子等等。水中存在的这些阴阳离子影响冷却液的质量。在加热的条件下与溶液中的钙、镁和铁等阳离子生成水垢,堵塞管道,降低传热效率;而氯离子或硫酸根离子达到一定的浓度时,会严重加剧冷却系统的腐蚀。因此,冷却液中的水质非常重要,冷却液中必须使用蒸馏水或去离子水。
在一些实施方式中,所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中一种或多种。
在一些实施方式中,所述改性石墨烯为有机醇改性石墨烯。
在一些实施方式中,所述改性石墨烯为山梨醇改性石墨烯。
在一些实施方式中,所述山梨醇和石墨烯的重量份比为(1~4):1。
在一些实施方式中,所述山梨醇和石墨烯的重量份比为3:1。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入10~40重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
本发明提供的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液中,各个组分能起到协同作用,采用山梨醇改性石墨烯不仅能够提高冷却液稳定性,特别是在低温下的稳定性,还能够提高冷却液的导热性能。各组分的共同作用下,对冷却系统的腐蚀程度降到最低。
本发明的第二方面提供一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液的制备方法,制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌5-10分钟,静置1-2h后,过滤,即得到防冻冷却液。
下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、改性石墨烯0.01份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入30重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例2
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、改性石墨烯0.01份、去离子水7份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入30重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例3
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇45份、钼酸钠5份、硝酸钠3份、癸二酸5份、水解聚马来酸酐5份、聚二甲基硅氧烷5份、改性石墨烯10份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入30重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例4
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇45份、钼酸钠5份、硝酸钠3份、癸二酸5份、水解聚马来酸酐5份、聚二甲基硅氧烷5份、改性石墨烯5份、去离子水9份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入30重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例5
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇5份、钼酸钠1份、硝酸钠0.1份、癸二酸0.1份、水解聚马来酸酐1份、聚二甲基硅氧烷0.1份、改性石墨烯0.0001份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入30重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例6
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇5份、钼酸钠1份、硝酸钠0.1份、癸二酸0.1份、水解聚马来酸酐1份、聚二甲基硅氧烷0.1份、改性石墨烯0.001份、去离子水1份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入30重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例7
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、改性石墨烯0.01份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入10重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例8
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、改性石墨烯0.01份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入40重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例9
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、改性石墨烯0.01份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入100重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例10
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、改性石墨烯0.01份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入1重量份的山梨醇,超声20min,再搅拌1h,过滤,真空干燥12h,即得。
实施例11
石墨烯丙二醇冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份、石墨烯0.01份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
实施例12
改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,所述冷却液的制备原料按照重量份计,包括:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、聚二甲基硅氧烷3份。
制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌8分钟,静置1.5h后,过滤,即得到防冻冷却液。
测试方法
1.冰点测试
采用冰点仪测试冰点。
2.低温稳定性能测试
将实施例1-12分别在-20℃、-25℃、-30℃、-35℃、-40℃下放置24h,观察是否出现相分离现象,记录相分离出现的温度,仍为均一相则记为均一相。
3.高温稳定性能测试
将实施例1-12分别在80℃、100℃下放置24h,观察是否出现相分离,记录相分离出现的时间,仍为均一相则记为均一相。
4.导热性能测试
采用导热系数测试仪测试实施例1-12在15℃下的导热系数。
测试结果列于下表。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施例,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内,根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变,都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,其特征在于,所述冷却液的制备原料,按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇5-45份、钼酸钠1-5份、硝酸钠0.1-3份、癸二酸0.1-5份、水解聚马来酸酐1-5份、消泡剂0.1-5份、改性石墨烯0.001-10份;所述改性石墨烯为有机醇改性石墨烯,所述改性石墨烯为山梨醇改性石墨烯,所述山梨醇和石墨烯的重量份比为(1~4):1;
所述改性石墨烯的制备方法为,将10重量份的石墨烯在超纯水中分散,得到质量浓度为8 mg/mL的分散系,再加入10重量份的30wt%的过氧化氢水溶液,充分搅拌,再加入10~40重量份的山梨醇,超声20 min,再搅拌1 h,过滤,真空干燥12 h,即得。
2.权利要求1所述的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,其特征在于,所述冷却液的制备原料按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇10-45份、钼酸钠2-5份、硝酸钠1-3份、癸二酸1-5份、水解聚马来酸酐2-5份、消泡剂1-5份、改性石墨烯0.001-5份。
3.权利要求1所述的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,其特征在于,所述冷却液的制备原料按照重量份计,至少包含:1,2-丙二醇30份、钼酸钠3份、硝酸钠2份、癸二酸3份、水解聚马来酸酐4份、消泡剂3份、改性石墨烯0.01份。
4.权利要求1所述的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,其特征在于,所述冷却液的制备原料还包含1-9重量份的去离子水。
5.权利要求1所述的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,其特征在于,所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚中一种或多种。
6.权利要求1所述的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液,其特征在于,所述山梨醇和石墨烯的重量份比为3:1。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的改性石墨烯丙二醇型发动机冷却液的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:(1)按重量份称取如下各个组分:1,2-丙二醇、钼酸钠、硝酸钠、癸二酸和水解聚马来酸酐;(2)将步骤(1)的物质混合均匀之后,加入剩余物质,继续搅拌;(3)待混合物搅拌均匀之后,超声搅拌5-10分钟,静置1-2h后,过滤,即得到防冻冷却液。
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