CN107987805A - 一种发动机冷却液复合剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机冷却液复合剂，由包括基液和添加剂的组分制备得到，其中，所述基液包括重量比为(3～5)：1的水和格尔伯特醇；所述添加剂包括硼酸，苯并三唑衍生物，亚硝酸盐，N‑叔丁氧羰基‑2‑甲基丙氨酸，钼酸盐，pH调节剂，硅酸盐稳定剂，硅酸盐，膦酰基聚丙烯酸，消泡剂。该复合剂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，该配方满足NB/SH/T0521‑2010标准要求。

Description

一种发动机冷却液复合剂及其制备方法

技术领域

本发明属于发动机冷却液技术领域，具体地说，涉及一种发动机冷却液复合剂及其制备方法。

背景技术

发动机冷却液是汽车用化学品的一个重要组成部分，尤其随着汽车发动机技术的不断发展发动机冷却液的性能好坏直接影响了发动机能否正常高效长期运转。每一次发动机技术的升级也伴随着发动机冷却液技术的升级。冷却液技术主要是添加剂技术，冷却液添加剂包括缓蚀剂、阻垢剂、消泡剂等功能剂。现有的发动机冷却液主要存在如下缺陷和不足：

(1)发动机冷却液的缓蚀性能不佳；

(2)发动机冷却液的生产需要添加的添加剂种类高达几种到十几种，生产非常繁琐不方便，现场难以管理；

(3)发动机冷却液中各组分的相容稳定性不理想；

因此，提供具有优异缓蚀性能、相容稳定性突出且生产方便的发动机冷却液很有必要。

发明内容

本发明的第一个目的是针对现有技术存在的缺陷和不足，提供一种发动机冷却液复合剂，该发动机冷却液复合剂具有良好的缓蚀性能和相容稳定性，且添加剂种类和用量较少，可有效简化生产工艺。为了实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种发动机冷却液复合剂，由包括基液和添加剂的组分制备得到，其中，所述基液包括重量比为(3～5)：1的水和格尔伯特醇；所述添加剂包括占所述基液重量百分比的如下组分：

所述适量以调节所述发动机冷却液复合剂的pH为12-13.5为宜。

上述发动机冷却液复合剂中，硼酸、苯并三唑衍生物、亚硝酸盐、钼酸盐、硅酸盐和硅酸盐稳定剂主要起缓蚀作用，其中，由于亚硝酸盐对焊锡以及铝具有较强的腐蚀作用，因此，为了最大限度的降低亚硝酸盐的用量和副作用，本发明使用高效的N-叔丁氧羰基-2-甲基丙氨酸与亚硝酸盐复配，这样能够很好地降低亚硝酸盐对焊锡以及铝的腐蚀作用。此外，本发明引入格尔伯特醇和膦酰基聚丙烯酸作为增溶分散剂，将无机盐和有机物溶解于溶液中，使各组分具有突出的相容稳定性。

优选地，所述基液中，水和格尔伯特醇的重量比为4:1。其中，所述格尔伯特醇选自辛基十二醇、丁基辛醇中的一种或两种。

优选地，所述苯并三唑衍生物选自羟基苯并三唑，甲基苯并三唑，羧基苯并三唑中的一种或多种。

优选地，所述硅酸盐稳定剂采用硅氧烷类、磷硅氧烷类产品，例如可采用陶氏化学的XIAMETER Q1-6083型号产品。

优选地，所述亚硝酸盐为亚硝酸钠和/或亚硝酸钾。

优选地，所述钼酸盐为钼酸钠和/或钼酸钾。

优选地，所述消泡剂采用低泡非离子表面活性剂，进一步优选地，所述消泡剂为聚醚类消泡剂。在具体的实施方式中，所述消泡剂可采用巴斯夫公司的Plurafac LF系列产品，或巴斯夫公司的PLURONIC PE系列产品，如BASF PLURAFAC LF403、PLURONIC PE6200、PLURONIC PE6100型号产品中的一种或多种。

所述pH调节剂为无机碱，优选为氢氧化钠或氢氧化钾。本发明pH调节剂的用量为5-10％。

作为本发明优选的方案，所述发动机冷却液复合剂由基液和添加剂制备得到，所述基液由包括重量比为4：1的水和格尔伯特醇组成；所述添加剂由包括占所述基液重量百分比的如下组分组成：

其中，所述苯并三唑衍生物、亚硝酸盐、钼酸盐、硅酸盐稳定剂、硅酸盐、消泡剂的具体选择与前文相同，此处不赘述。

本发明的第二个目的是提供上述任意一种发动机冷却液复合剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按配比将硅酸盐、硅酸盐稳定剂和部分pH调节剂溶于部分水中，于70-90℃保温陈化20-28h，得溶液A；

(2)将部分水升温至60-80℃，加入硼酸、苯并三唑衍生物，亚硝酸盐、钼酸盐、格尔伯特醇、部分pH调节剂搅拌均匀后，将膦酰基聚丙烯酸加入溶液中，搅拌均匀，得溶液B；

(3)将N-叔丁氧羰基-2-甲基丙氨酸、剩余的pH调节剂和水搅拌均匀后，得溶液C；

(4)将溶液C加入溶液B中，搅拌均匀，然后将溶液A加入其中，加入消泡剂，搅拌均匀，即得。

优选地，步骤(1)中，所述部分pH调节剂指占pH调节剂总重量的5-15％，所述部分水指占水总重量的5-15％。

优选地，步骤(2)中，所述部分pH调节剂指占pH调节剂总重量的70-80％，所述部分水指占水总重量的70-80％。

作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：

(1)按配比将硅酸盐、硅酸盐稳定剂和10％pH调节剂溶于10％水中，于80℃保温陈化24h，得溶液A；

(2)将80％水升温至60-80℃，加入硼酸、苯并三唑衍生物，亚硝酸盐、钼酸盐、格尔伯特醇、80％pH调节剂搅拌均匀后，将膦酰基聚丙烯酸加入溶液中，搅拌均匀，得溶液B；

(3)将N-叔丁氧羰基-2-甲基丙氨酸、剩余的pH调节剂和水搅拌均匀后，得溶液C；

(4)将溶液C加入溶液B中，搅拌均匀，然后将溶液A经0.5-1.5μm过滤器过滤后加入其中，加入消泡剂，搅拌均匀，即得。

本发明通过对制备工艺的优化，能够使得产品更加易于调和，添加剂稳定相容性更好。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件可以相互组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明所述的原料或试剂均可市购获得。

本发明的技术方案具有如下积极效果：

(1)本发明选用亚硝酸盐和钼酸盐复配方式，并通过对相关辅剂配方的筛选优化得到了本发明的发动机冷却液配方，根据所依据的技术标准，对上述配方进行理化分析及台架评定，该发动机冷却液满足NB/SH/T0521-2010标准要求。

(2)本发明通过对添加剂的优化复配，选取尽量少的添加剂种类和加剂量，简化了生产操作；同时，通过添加特殊的增溶剂(格尔伯特醇和膦酰基聚丙烯酸)以及对制备工艺的优化，使添加剂具有很好的稳定相容性。

具体实施例方式

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

一种发动机冷却液复合剂，由基液和添加剂组成，其中，基液为重量比为1:4的辛基十二醇和水的混合物，所述添加剂由占基液如下重量百分比的组分组成：

实施例2

一种发动机冷却液复合剂，由基液和添加剂组成，其中，基液为重量比为1:4的辛基十二醇和水的混合物，所述添加剂由占基液如下重量百分比的组分组成：

实施例3

一种发动机冷却液复合剂，由基液和添加剂组成，其中，基液为重量比为1:4的辛基十二醇和水的混合物，所述添加剂由占基液如下重量百分比的组分组成：

实施例4

一种发动机冷却液复合剂，由基液和添加剂组成，其中，基液为重量比为1:4的丁基辛醇和水的混合物，所述添加剂由占基液如下重量百分比的组分组成：

实施例5

一种发动机冷却液复合剂，由基液和添加剂组成，其中，基液为重量比为1:4的丁基辛醇和水的混合物，所述添加剂由占基液如下重量百分比的组分组成：

对比例1

基液：去离子水

添加剂：

其中，添加剂中各组分的百分比为占基液的重量百分比。

对比例2

基液：重量比为1:1的去离子水和乙二醇的混合物

添加剂：

其中，添加剂中各组分的百分比为占基液的重量百分比。

效果试验

(一)玻璃器皿腐蚀以及铸铝传热腐蚀试验

对实施例3的发动机冷却液复合剂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1所示：

表1：玻璃器皿腐蚀和铸铝传热实验数据

该组配方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。

(二)台架腐蚀试验

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/T 0087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(实验对象为实施例3的发动机冷却液复合剂)，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2所示：

表2：模拟使用腐蚀试验评定结果

通过模拟使用腐蚀试验评定结果分析，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。

(三)复合剂稳定性试验

本试验采用DOW公司储存稳定性方法测试：取实施例3发动机冷却液复合剂80ml置于60±1℃烘箱中，放置18天，每36h相当于室温储存一个月。样品在以上条件下测试36天，未出现沉淀和浑浊现象，模拟实际储存时间为二年，结果如表3所示。

表3：发动机冷却液复合剂稳定性试验评定结果

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 (10)

1.一种发动机冷却液复合剂，其特征在于，由包括基液和添加剂的组分制备得到，其中，所述基液包括重量比为(3～5)：1的水和格尔伯特醇；所述添加剂包括占所述基液重量百分比的如下组分：

所述适量以调节所述发动机冷却液复合剂的pH为12-13.5为宜。

2.根据权利要求1所述的发动机冷却液复合剂，其特征在于：所述格尔伯特醇选自辛基十二醇、丁基辛醇中的一种或两种。

3.根据权利要求1或2所述的发动机冷却液复合剂，其特征在于：所述基液中，水和格尔伯特醇的重量比为4：1。

4.根据权利要求1或2所述的发动机冷却液复合剂，其特征在于：所述苯并三唑衍生物选自羟基苯并三唑，甲基苯并三唑，羧基苯并三唑中的一种或多种。

5.根据权利要求1-4任一项所述的发动机冷却液复合剂，其特征在于：所述硅酸盐稳定剂为硅氧烷类、磷硅氧烷类产品；优选地，所述硅酸盐稳定剂为陶氏化学的XIAMETER Q-6083型号产品。

6.根据权利要求1-5任一项所述的发动机冷却液复合剂，其特征在于：所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾；和/或，

所述钼酸盐为钼酸钠或钼酸钾；和/或，

所述pH调节剂为无机碱，优选为氢氧化钠或氢氧化钾；和/或，所述消泡剂为低泡非离子表面活性剂，优选为聚醚类消泡剂，进一步优选为巴斯夫公司的Plurafac LF或PLURONICPE系列产品。

7.根据权利要求1所述的发动机冷却液复合剂，其特征在于：所述基液由包括重量比为4：1的水和格尔伯特醇组成；所述添加剂由包括占所述基液重量百分比的如下组分组成：

8.一种制备权利要求1-7任一项所述的发动机冷却液复合剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按配比将硅酸盐、硅酸盐稳定剂和部分pH调节剂溶于部分水中，于70-90℃保温陈化20-28h，得溶液A；

(2)将部分水升温至60-80℃，加入硼酸、苯并三唑衍生物，亚硝酸盐、钼酸盐、格尔伯特醇、部分pH调节剂搅拌均匀后，将膦酰基聚丙烯酸加入溶液中，搅拌均匀，得溶液B；

(3)将N-叔丁氧羰基-2-甲基丙氨酸、剩余的pH调节剂和水搅拌均匀后，得溶液C；

(4)将溶液C加入溶液B中，搅拌均匀，然后将溶液A加入其中，加入消泡剂，搅拌均匀，即得。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述部分pH调节剂指占pH调节剂总重量的5-15％，所述部分水指占水总重量的5-15％；和/或，

步骤(2)中，所述部分pH调节剂指占pH调节剂总重量的70-80％，所述部分水指占水总重量的70-80％。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按配比将硅酸盐、硅酸盐稳定剂和10％pH调节剂溶于10％水中，于80℃保温陈化24h，得溶液A；

(2)将80％水升温至60-80℃，加入硼酸、苯并三唑衍生物，亚硝酸盐、钼酸盐、格尔伯特醇、80％pH调节剂搅拌均匀后，将膦酰基聚丙烯酸加入溶液中，搅拌均匀，得溶液B；

(3)将N-叔丁氧羰基-2-甲基丙氨酸、剩余的pH调节剂和水搅拌均匀后，得溶液C；

(4)将溶液C加入溶液B中，搅拌均匀，然后将溶液A经0.5-1.5μm过滤器过滤后加入其中，加入消泡剂，搅拌均匀，即得。