CN108611062A - 一种汽车冷却液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车冷却液，属于化工领域。本发明以乌洛托品、1‑溴代正辛烷为原料，合成季铵盐衍生物，其分子上有的N原子含有孤对电子，所以衍生物分子的电离离子是在酸性溶液中被质子化的，通过N原子与金属之间形成化学吸附，增强抗蚀效果，加入苯并三氮唑，其分子结构中有多个活性吸附中心，所以缓蚀性能良好，能吸附在金属表面形成一层均匀、较薄的膜，能避免空气和水中的有害物质对金属造成腐蚀，季铵盐衍生物在复配实验中抗蚀能力强，并使得溶液pH值趋于正常，季铵盐衍生物与三乙醇胺复配成一种气相缓蚀剂，在金属表面形成一层致密的保护膜，能延缓腐蚀作用。本发明解决了目前汽车冷却液抗腐蚀性差，冷却时间长的问题。
Description
技术领域
本发明属于化工领域，具体涉及一种汽车冷却液。
背景技术
目前，我国汽车产业发展十分迅速，对于汽车的保有量和持有量均增长迅速，所以汽车冷却液也成为汽车领域一项十分重要的产业。汽车冷却液的发展，受社会工程技术及交叉领域技术发展影响很大，随着汽车工业的飞速发展，功率大、速度快、重量轻、耗油少，提高汽车的功耗比成为汽车工业发展的一大趋势。汽车外形流线形化，散热器体积缩小，电脑自动控制发动机运行体温，汽车冷却液用量会越来越少，散热效果取决于汽车冷却液的性能，冷却液不但承担着调节发动机体温的功能，还要不侵蚀铝、铜、焊锡、橡胶、粘结剂、铸铁等发动机材料，不能产生气蚀、水垢，顺利在冷却系统中循环。
目前，市场上的冷却液，一般采用磷酸盐、硼酸盐作为抑制铝腐蚀剂，有机羧酸型防腐剂也已开始应用，替代了铵盐、亚硝酸盐等防腐剂。全有机型冷却液提高了腐蚀抑制效果和储备稳定性，避免了有害成分对环境的污染，但还是价格高，有的会产生绒絮状、粉粒状或蜡样衍生物，这些微生物在汽车水循环系统中，一旦温度合适，发展很快，长大成块，在节温器、温度传感器、水箱盖、放气阀、水箱格栅、水道棱角处被挂住，造成循环不畅，甚至堵塞，如果堵在节温器或水箱盖处，影响气体流动，形成气阻，汽车发动机冷却液循环系统会通过咳嗽，将堵在喉咙口上的微生物体吐出来，这时，冷却液会随之喷出体外，造成部分冷却液的流失，更有可能喷到探测传感器或电器接头处，造成电气系统故障，且目前国内所使用的汽车冷却液都不适合在低温状态下使用，低温状态下冷却时间长导致负温下发动机启动时间过长。因此，生产出一种更高效的冷却液有很大的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前汽车冷却液抗腐蚀性差，冷却时间长的问题，提供一种汽车冷却液。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种汽车冷却液，按重量份数计包括如下组分，3~5份癸二酸、1~3份脂肪醇聚氧乙烯醚、1~3份十二烷基苯磺酸钠、3~5份聚乙烯吡络烷酮，其特征在于，还包括15~20份冷却活性剂、5~8份离子液体辅剂、7~10份热分散助剂、2~5份抗蚀功能剂；
所述冷却活性剂的制备方法，包括如下步骤：
冷却活性剂：按质量份数计，取7~12份丙三醇、30~50份乙二醇、0.2~0.6份聚乙烯醇、0.5~2份氢氧化钠、60~80份蒸馏水混合，即得冷却活性剂。
所述离子液体辅剂：取N-甲基咪唑按质量比1~3：3~9加入磷酸三乙酯，通入氮气保护，升温至140~150℃搅拌混合8~10h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1~3：6~9加入乙醚萃取，取萃取液旋转蒸发，得离子液体辅剂。
所述热分散助剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取石墨按质量比2~4：1~3：10~15加入硝酸钠、质量分数为98%的硫酸混合，于2~4℃搅拌混合，超声，得超声液，取超声液按质量比10~20：1~4加入高锰酸钾，于-2~4℃搅拌混合1~2h，再升温至30~35℃搅拌混合，再加入超声液质量3~5倍的蒸馏水搅拌混合，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物按质量比15~20：1~5：10~15加入双氧水、蒸馏水搅拌混合，经盐酸、无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1~3：7~10加入乙醇，超声，得超声物，取超声物按质量比100~150：1~3加入水合肼搅拌混合，过滤，去滤渣经去离子水洗涤，干燥，即得热分散助剂。
所述步骤（1）中搅拌混合物a的搅拌条件为：于95~100℃搅拌混合20~30min。
所述步骤（2）中加入水合肼的搅拌条件为：于55~60℃搅拌混合18~24h。
所述抗蚀功能剂：取乌洛托品按质量比1~3：10~14加入三氯甲烷，再加入乌洛托品质量20~30%的1-溴代正辛烷搅拌混合，过滤，取滤渣减压蒸馏，干燥，得干燥物a，按质量份数计，取3~6份干燥物a、5~9份三乙醇胺、0.2~0.5份苯并三氮唑、0.2~0.6份植酸钠、80~90份去离子水混合，即得抗蚀功能剂。
所述加入1-溴代正辛烷的搅拌条件为：于60~70℃真空状态下搅拌混合10~15h。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以N-甲基咪唑、磷酸三乙酯为原料，生成一种离子液体，加入离子液体，其由阴阳离子构成，在室温下呈液态的盐类有机化合物，其液程比较宽广，对其中涉及的反应有较为良好的调节能力，作为一种有机盐类，离子间的作用力大，使其蒸汽压比较低，保证了传热传质的推动力，同时其不易燃烧，不会污染环境，冷却过程中的腐蚀性很小，将石墨衍生物加入离子液体中时，会发生布朗运动和热运动，进而加强了离子液体的传热效果，使得冷却过程中热量传质加速，加快冷却速度；
（2）本发明加入石墨，以高锰酸钾为氧化剂，再于无水乙醇中，加入水合肼为还原剂，形成纳米型石墨衍生物，其具有分散稳定性，加入冷却液中进行着不规则的布朗运动，微运动能增强能量在纳米级分散微粒与冷却基液之间的传输过程，宏观表现为提高体系的导热系数，使得热量在分散介质中高效传递，而冷却基液中添加丙三醇、乙二醇等作为换热介质，使得冷却效果提高；
（3）本发明以乌洛托品、1-溴代正辛烷为原料，合成季铵盐衍生物，其分子上有的N原子含有孤对电子，所以衍生物分子的电离离子是在酸性溶液中被质子化的，通过N原子与金属之间形成化学吸附，增强抗蚀效果，加入苯并三氮唑，其分子结构中有多个活性吸附中心，所以缓蚀性能良好，能吸附在金属表面形成一层均匀、较薄的膜，能避免空气和水中的有害物质对金属造成腐蚀，季铵盐衍生物在复配实验中抗蚀能力强，并使得溶液pH值趋于正常，季铵盐衍生物与三乙醇胺复配成一种气相缓蚀剂，在金属表面形成一层致密的保护膜，能延缓腐蚀作用。
具体实施方式
冷却活性剂：按质量份数计，取7~12份丙三醇、30~50份乙二醇、0.2~0.6份聚乙烯醇、0.5~2份氢氧化钠、60~80份蒸馏水混合，即得冷却活性剂。
离子液体辅剂：取N-甲基咪唑按质量比1~3：3~9加入磷酸三乙酯，通入氮气保护，升温至140~150℃搅拌混合8~10h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1~3：6~9加入乙醚萃取，取萃取液旋转蒸发，得离子液体辅剂。
热分散助剂：（1）取石墨按质量比2~4：1~3：10~15加入硝酸钠、质量分数为98%的硫酸混合，于2~4℃搅拌混合30~40min，超声5~10min，得超声液，取超声液按质量比10~20：1~4加入高锰酸钾，于-2~4℃搅拌混合1~2h，再升温至30~35℃搅拌混合20~30min，再加入超声液质量3~5倍的蒸馏水，于95~100℃搅拌混合20~30min，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物按质量比15~20：1~5：10~15加入质量分数为30%的双氧水、蒸馏水，搅拌混合40~50min，经浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1~3：7~10加入质量分数为80%的乙醇，超声1~2h，得超声物，取超声物按质量比100~150：1~3加入水合肼，于55~60℃搅拌混合18~24h，过滤，去滤渣经去离子水洗涤，干燥，即得热分散助剂。
抗蚀功能剂：取乌洛托品按质量比1~3：10~14加入三氯甲烷，再加入乌洛托品质量20~30%的1-溴代正辛烷，于60~70℃真空状态下搅拌混合10~15h，过滤，取滤渣减压蒸馏，干燥，得干燥物a，按质量份数计，取3~6份干燥物a、5~9份三乙醇胺、0.2~0.5份苯并三氮唑、0.2~0.6份植酸钠、80~90份去离子水混合，即得抗蚀功能剂。
一种汽车冷却液，按质量份数计，包括15~20份冷却活性剂、5~8份离子液体辅剂、7~10份热分散助剂、2~5份抗蚀功能剂、3~5份癸二酸、1~3份脂肪醇聚氧乙烯醚、1~3份十二烷基苯磺酸钠、3~5份聚乙烯吡络烷酮混合，即得汽车冷却液。
实施例1
冷却活性剂：按质量份数计，取7份丙三醇、30份乙二醇、0.2份聚乙烯醇、0.5份氢氧化钠、60份蒸馏水混合，即得冷却活性剂。
离子液体辅剂：取N-甲基咪唑按质量比1：3加入磷酸三乙酯，通入氮气保护，升温至140℃搅拌混合8h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：6加入乙醚萃取，取萃取液旋转蒸发，得离子液体辅剂。
热分散助剂：（1）取石墨按质量比2：1：10加入硝酸钠、质量分数为98%的硫酸混合，于2℃搅拌混合30min，超声5min，得超声液，取超声液按质量比10：1加入高锰酸钾，于-2℃搅拌混合1h，再升温至30℃搅拌混合20min，再加入超声液质量3倍的蒸馏水，于95℃搅拌混合20min，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物按质量比15：1：10加入质量分数为30%的双氧水、蒸馏水，搅拌混合40min，经浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1：7加入质量分数为80%的乙醇，超声1h，得超声物，取超声物按质量比100：1加入水合肼，于55℃搅拌混合18h，过滤，去滤渣经去离子水洗涤，干燥，即得热分散助剂。
抗蚀功能剂：取乌洛托品按质量比1：10加入三氯甲烷，再加入乌洛托品质量20%的1-溴代正辛烷，于60℃真空状态下搅拌混合10h，过滤，取滤渣减压蒸馏，干燥，得干燥物a，按质量份数计，取3份干燥物a、5份三乙醇胺、0.2份苯并三氮唑、0.2份植酸钠、80份去离子水混合，即得抗蚀功能剂。
一种汽车冷却液，按质量份数计，包括15份冷却活性剂、5份离子液体辅剂、7份热分散助剂、2份抗蚀功能剂、3份癸二酸、1份脂肪醇聚氧乙烯醚、1份十二烷基苯磺酸钠、3份聚乙烯吡络烷酮混合，即得汽车冷却液。
实施例2
冷却活性剂：按质量份数计，取12份丙三醇、50份乙二醇、0.6份聚乙烯醇、2份氢氧化钠、80份蒸馏水混合，即得冷却活性剂。
离子液体辅剂：取N-甲基咪唑按质量比3：9加入磷酸三乙酯，通入氮气保护，升温至150℃搅拌混合10h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比3：9加入乙醚萃取，取萃取液旋转蒸发，得离子液体辅剂。
热分散助剂：（1）取石墨按质量比4：3：15加入硝酸钠、质量分数为98%的硫酸混合，于4℃搅拌混合40min，超声10min，得超声液，取超声液按质量比20：4加入高锰酸钾，于4℃搅拌混合2h，再升温至35℃搅拌混合30min，再加入超声液质量5倍的蒸馏水，于100℃搅拌混合30min，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物按质量比20：5：15加入质量分数为30%的双氧水、蒸馏水，搅拌混合50min，经浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得干燥物，取干燥物按质量比3：10加入质量分数为80%的乙醇，超声2h，得超声物，取超声物按质量比150：3加入水合肼，于60℃搅拌混合24h，过滤，去滤渣经去离子水洗涤，干燥，即得热分散助剂。
抗蚀功能剂：取乌洛托品按质量比3：14加入三氯甲烷，再加入乌洛托品质量30%的1-溴代正辛烷，于70℃真空状态下搅拌混合15h，过滤，取滤渣减压蒸馏，干燥，得干燥物a，按质量份数计，取6份干燥物a、9份三乙醇胺、0.5份苯并三氮唑、0.6份植酸钠、90份去离子水混合，即得抗蚀功能剂。
一种汽车冷却液，按质量份数计，包括20份冷却活性剂、8份离子液体辅剂、10份热分散助剂、5份抗蚀功能剂、5份癸二酸、3份脂肪醇聚氧乙烯醚、3份十二烷基苯磺酸钠、5份聚乙烯吡络烷酮混合，即得汽车冷却液。
实施例3
冷却活性剂：按质量份数计，取9份丙三醇、40份乙二醇、0.4份聚乙烯醇、1.2份氢氧化钠、70份蒸馏水混合，即得冷却活性剂。
离子液体辅剂：取N-甲基咪唑按质量比2：6加入磷酸三乙酯，通入氮气保护，升温至145℃搅拌混合9h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比2：8加入乙醚萃取，取萃取液旋转蒸发，得离子液体辅剂。
热分散助剂：（1）取石墨按质量比3：2：13加入硝酸钠、质量分数为98%的硫酸混合，于3℃搅拌混合35min，超声7min，得超声液，取超声液按质量比15：3加入高锰酸钾，于2℃搅拌混合1h，再升温至33℃搅拌混合25min，再加入超声液质量4倍的蒸馏水，于97℃搅拌混合25min，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物按质量比17：3：13加入质量分数为30%的双氧水、蒸馏水，搅拌混合45min，经浓度为0.01mol/L的盐酸、无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得干燥物，取干燥物按质量比2：8加入质量分数为80%的乙醇，超声1h，得超声物，取超声物按质量比125：2加入水合肼，于57℃搅拌混合21h，过滤，去滤渣经去离子水洗涤，干燥，即得热分散助剂。
抗蚀功能剂：取乌洛托品按质量比2：12加入三氯甲烷，再加入乌洛托品质量25%的1-溴代正辛烷，于65℃真空状态下搅拌混合13h，过滤，取滤渣减压蒸馏，干燥，得干燥物a，按质量份数计，取5份干燥物a、7份三乙醇胺、0.3份苯并三氮唑、0.4份植酸钠、85份去离子水混合，即得抗蚀功能剂。
一种汽车冷却液，按质量份数计，包括17份冷却活性剂、6份离子液体辅剂、8份热分散助剂、4份抗蚀功能剂、4份癸二酸、2份脂肪醇聚氧乙烯醚、2份十二烷基苯磺酸钠、4份聚乙烯吡络烷酮混合，即得汽车冷却液。
对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少冷却活性剂。
对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少离子液体辅剂。
对比例3：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少热分散助剂。
对比例4：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少抗蚀功能剂。
对比例5：南阳市某公司生产的汽车冷却液。
将实例中所制备的汽车冷却液与93#商品汽油以体积比1：1的比例混合，将加入对比例汽车冷却液的93#商品汽油作为对比项，测试结果如表1所示。
表1：
综合上述，本发明的汽车冷却液效果比目前市售产品更高，值得推广使用。
Claims (7)
1.一种汽车冷却液，按重量份数计包括如下组分，3~5份癸二酸、1~3份脂肪醇聚氧乙烯醚、1~3份十二烷基苯磺酸钠、3~5份聚乙烯吡络烷酮，其特征在于，还包括15~20份冷却活性剂、5~8份离子液体辅剂、7~10份热分散助剂、2~5份抗蚀功能剂；
所述冷却活性剂的制备方法，包括如下步骤：
冷却活性剂：按质量份数计，取7~12份丙三醇、30~50份乙二醇、0.2~0.6份聚乙烯醇、0.5~2份氢氧化钠、60~80份蒸馏水混合，即得冷却活性剂。
2.根据权利要求1所述的汽车冷却液，其特征在于，所述离子液体辅剂：取N-甲基咪唑按质量比1~3：3~9加入磷酸三乙酯，通入氮气保护，升温至140~150℃搅拌混合8~10h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1~3：6~9加入乙醚萃取，取萃取液旋转蒸发，得离子液体辅剂。
3.根据权利要求1所述的汽车冷却液，其特征在于，所述热分散助剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）取石墨按质量比2~4：1~3：10~15加入硝酸钠、质量分数为98%的硫酸混合，于2~4℃搅拌混合，超声，得超声液，取超声液按质量比10~20：1~4加入高锰酸钾，于-2~4℃搅拌混合1~2h，再升温至30~35℃搅拌混合，再加入超声液质量3~5倍的蒸馏水搅拌混合，得搅拌混合物a；
（2）取搅拌混合物按质量比15~20：1~5：10~15加入双氧水、蒸馏水搅拌混合，经盐酸、无水乙醇和去离子水洗涤，真空干燥，得干燥物，取干燥物按质量比1~3：7~10加入乙醇，超声，得超声物，取超声物按质量比100~150：1~3加入水合肼搅拌混合，过滤，去滤渣经去离子水洗涤，干燥，即得热分散助剂。
4.根据权利要求3所述的汽车冷却液，其特征在于，所述步骤（1）中搅拌混合物a的搅拌条件为：于95~100℃搅拌混合20~30min。
5.根据权利要求3所述的汽车冷却液，其特征在于，所述步骤（2）中加入水合肼的搅拌条件为：于55~60℃搅拌混合18~24h。
6.根据权利要求1所述的汽车冷却液，其特征在于，所述抗蚀功能剂：取乌洛托品按质量比1~3：10~14加入三氯甲烷，再加入乌洛托品质量20~30%的1-溴代正辛烷搅拌混合，过滤，取滤渣减压蒸馏，干燥，得干燥物a，按质量份数计，取3~6份干燥物a、5~9份三乙醇胺、0.2~0.5份苯并三氮唑、0.2~0.6份植酸钠、80~90份去离子水混合，即得抗蚀功能剂。
7.根据权利要求6所述的汽车冷却液，其特征在于，所述加入1-溴代正辛烷的搅拌条件为：于60~70℃真空状态下搅拌混合10~15h。
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