CN108884382A - 冷却剂组合物和使用该组合物运行内燃发动机的方法 - Google Patents
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Abstract
一种冷却剂组合物，其包括粘度改进剂和基料。该粘度改进剂包括选自下式(1)R1O‑(R2O)m‑SO3M所示的阴离子表面活性剂中的至少一种和选自由下式(2)所示的阳离子表面活性剂和下式(3)或式(4)所示的两性表面活性剂组成的组中的至少一种。基料由水和/或选自一元醇、二元醇、三元醇和二醇单烷基醚的至少一种醇形成，其中剪切粘度在25℃下为8.5mPa·s或更高和在100℃下为2.0mPa·s或更低。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明涉及能够改进内燃发动机的燃料效率的冷却剂组合物和使用该冷却剂组合物运行内燃发动机的方法。
2.相关技术描述
已知各种产品作为用于冷却汽车发动机等的冷却剂。其中，水是优选的，因为其具有作为发动机冷却剂的最高冷却性能。但是，纯水在0℃或更低温度下冻结。考虑到上述情况，已经使用冷却剂组合物，其中用水稀释作为用于获得防冻性质的基质的二醇，如乙二醇以获得所需冻结点，并任选向其中加入用于防止例如发动机和散热器所用的金属、橡胶、树脂等劣化的各种添加剂。
但是，在使用二醇如乙二醇的情况下，冷却剂组合物的粘度可能明显提高，特别是在低温下。因此，一般性地，已经公开了在低温下降低粘度以改进流动性的技术(日本专利申请公开No.2010-236064(JP 2010-236064 A)和日本专利申请公开No.9-227859(JP 9-227859 A))。JP 2010-236064 A公开了包括甘油和具有4至8个碳原子的二羧酸盐作为主要组分的冷却剂组合物。在这种冷却剂组合物中，可以在保持防腐蚀性质的同时降低经口毒性，并可以降低冻结点和粘度。JP 9-227859 A公开了其中添加了芳族羧酸盐和/或亚硝酸盐的醇类冷却剂组合物。因此改进了冷却性质并且防锈性质优异。此外，安全性也高，因此醇类冷却剂组合物甚至可用于食品制造等。
但是，在粘度降低的情况下，冷却剂和膛壁之间的界面层的厚度降低并有可能发生对流。因此，冷却剂有可能从膛壁吸收热。因此，冷却损失提高，这有可能造成燃料效率变差。另一方面，为了通过降低热辐射来降低冷却损失，可以采用提高二醇如乙二醇的浓度以提高在低温下的冷却剂粘度的配置。但是，在这种情况下，在高温下的冷却性能不足，这可能造成过热。
例如，作为通过添加粘度指数改进剂改进润滑剂粘度的技术，公开了下列技术。日本专利申请公开No.2011-137089(JP 2011-137089 A)公开了包括由多元醇和脂肪酸或脂肪酸甲酯合成的多元醇脂肪酸酯的润滑剂基础油。该润滑剂基础油可生物降解以使其即使流入土壤或河流也具有低环境负担，具有在低温下的优异流动性并具有高粘度指数。日本专利申请公开No.2011-132285(JP 2011-132285 A)公开了包括特定烷氧基化合物的粘度指数改进剂和含粘度指数改进剂的润滑剂组合物。在该粘度指数改进剂中，粘度指数改进效果和剪切稳定性优异。日本专利申请公开No.2011-121991(JP 2011-121991 A)公开了低粘度润滑剂组合物，其中使用用茂金属催化剂制成的具有特定粘度的聚-α-烯烃。在该低粘度润滑剂组合物中，粘度指数高，抗疲劳性优异且由剪切造成的粘度降低小。但是，上述技术中公开的粘度指数改进剂为了在保持在低温下的流动性的同时减小在高温下的粘度降低而添加。因此，即使在使用添加了该粘度指数改进剂的溶液作为冷却剂的情况下，也无法降低在低温下的冷却损失并且无法保持在高温下的冷却性能。
为了解决上述问题，例如，国际公开WO 2013/183161公开了具有在特定范围内的运动粘度的冷却剂组合物和使用该冷却剂组合物运行内燃发动机的方法。通过将该冷却剂组合物的运动粘度设定在特定范围内，可以降低在低温下的冷却损失，并可以保持在高温下的冷却性能。日本专利申请公开No.2014-189736(JP 2014-189736 A)公开了包括烷基醚和水和/或水溶性有机溶剂的冷却剂组合物。通过在发动机运行后立即进一步提高冷却剂的运动粘度，可以降低冷却损失以可将发动机迅速加热到最佳温度。
发明概述
但是，如上所述，已经使用各种粘度改进剂作为冷却剂的添加剂。但是，为了改进内燃发动机的燃料效率，要求在高温下的粘度提高小并保持在高温下的冷却性能，同时还要求通过提高在低温下的粘度和降低冷却损失来改进在低温下的升温(warm-up)性能。
本发明提供能够改进内燃发动机的燃料效率的冷却剂组合物和使用该冷却剂组合物运行内燃发动机的方法。
发明人发现，通过与特定的阴离子表面活性剂组合使用特定的阳离子表面活性剂或特定的两性表面活性剂，在高温下的粘度提高小并可以保持在高温下的冷却性能，同时可以通过提高在低温下的粘度和降低冷却损失来改进在低温下的升温(warm-up)性能；因此，可以改进内燃发动机的燃料效率。
本发明的第一方面涉及一种包括粘度改进剂和基料的冷却剂组合物。粘度改进剂包括选自下式(1)所示的阴离子表面活性剂中的至少一种和选自由下式(2)所示的阳离子表面活性剂和下式(3)或式(4)所示的两性表面活性剂组成的组中的至少一种。
R1O-(R2O)m-SO3M...(1)
R1代表具有16至24个碳原子的直链或支化烷基或具有16至24个碳原子的直链或支化烯基，R2代表亚乙基或亚丙基，m代表R2O的平均加成摩尔数，其是0.5至10的数，且M代表阳离子或氢原子。
R3代表具有10至24个碳原子的烷基或烯基、R4代表具有1至24个碳原子的烷基、具有2至24个碳原子的烯基、苄基或氢原子，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基，且M-代表阴离子。
R7代表具有10至24个碳原子的烷基、具有10至24个碳原子的烯基或R8CONHR9-，R8代表具有9至23个碳原子的烷基或具有9至23个碳原子的烯基，且R9代表具有1至5个碳原子的亚烷基。
R10代表具有10至24个碳原子的烷基或具有10至24个碳原子的烯基。
基料由水和/或选自一元醇、二元醇、三元醇和二醇单烷基醚的至少一种醇形成。
冷却剂组合物的剪切粘度在25℃下为8.5mPa·s或更高和在100℃下为2.0mPa·s或更低。
相对于100质量份冷却剂组合物，粘度改进剂的含量可以为0.05至10质量份。
阴离子表面活性剂与阳离子或两性表面活性剂的质量比(阴离子表面活性剂/阳离子或两性表面活性剂)可以为0.1至50。
冷却剂组合物可进一步包括防锈剂。
本发明的第二方面涉及一种运行内燃发动机的方法，其中使用上述冷却剂组合物作为冷却剂。
实施方案的详述
根据本发明的一个实施方案的冷却剂组合物包括粘度改进剂。该粘度改进剂包括下式(1)所示的阴离子表面活性剂和选自由下式(2)所示的阳离子表面活性剂和下式(3)或式(4)所示的两性表面活性剂组成的组中的至少一种。因此，该冷却剂组合物具有在低温和高温下的特定剪切粘度。在本发明中，低温是指25℃，且高温是指100℃。在根据该实施方案的冷却剂组合物中，各种粘度改进剂可以独自使用或以两种或更多种类型的组合使用。
用作根据该实施方案的冷却剂组合物中的粘度改进剂的式(1)所示的阴离子表面活性剂由R1O-(R2O)m-SO3M(1)表示：
其中R1代表具有16至24个碳原子的直链或支化烷基或具有16至24个碳原子的直链或支化烯基、R2代表亚乙基或亚丙基、m代表R2O的平均加成摩尔数，其是0.5至10的数，且M代表阳离子或氢原子。
关于R1，烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烷基中的碳原子数为16至24，优选18至22，更优选20至22。
关于R1，烯基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烯基中的碳原子数为16至24，优选18至22，更优选20至22。
R1的具体实例包括烷基，如鲸蜡基、十七烷基(margaryl)、异硬脂基、2-庚基十一烷基、硬脂基、二十烷基(arachidyl)、山嵛基或二十四烷基；和烯基，如油基。其中，鲸蜡基、硬脂基、二十烷基(arachidyl)或山嵛基是优选的，且山嵛基是更优选的。
R2代表亚乙基或亚丙基并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是亚乙基。
m代表R2O的平均加成摩尔数。从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看，m代表0.5至10的数，优选1至8的数，更优选2至7的数，再更优选3至6的数。
M代表阳离子或氢原子，优选阳离子。阳离子的具体实例包括碱金属离子和铵离子，碱金属的具体实例包括锂、钠和钾。其中，钠或钾是优选的。
在本发明的一个实施方案中，优选使用式(1)所示的阴离子表面活性剂，在该式(1)中R1代表具有18至22个碳原子的直链烷基，R2代表亚乙基，代表R2O的平均加成摩尔数的m代表2至7的数且M代表钠离子或钾离子。在本发明的一个实施方案中，更优选使用式(1)所示的阴离子表面活性剂，在该式(1)中R1代表具有20至22个碳原子的直链烷基，R2代表亚乙基，代表R2O的平均加成摩尔数的m代表3至6的数且M代表钠离子或钾离子。
式(1)所示的阴离子表面活性剂的具体实例包括C18H37O-(CH2CH2O)3-SO3Na、C18H37O-(CH2CH2O)3-SO3K、C22H45O-(CH2CH2O)4-SO3Na、C22H45O-(CH2CH2O)4-SO3K、C18H37O-(CH2CH2O)3-SO3H和C22H45O-(CH2CH2O)4-SO3H。
用作根据本发明的该实施方案的冷却剂组合物中的粘度改进剂的式(2)所示的阳离子表面活性剂由下式表示
在式(2)中，R3代表具有10至24个碳原子的烷基或具有10至24个碳原子的烯基，R4代表具有1至24个碳原子的烷基、具有2至24个碳原子的烯基、苄基或氢原子，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基，且M-代表阴离子。
关于R3，烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烷基中的碳原子数为10至24，优选10至22，更优选12至20。
关于R3，烯基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烯基中的碳原子数为10至24，优选10至22，更优选12至20。
关于R4，烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烷基中的碳原子数为1至24，优选1至20，更优选1至10，再更优选1至4。
关于R4，烯基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烯基中的碳原子数为2至24，优选2至20，更优选2至10，再更优选2至4。
R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基，优选氢原子或甲基。
M-所代表的阴离子的具体实例包括卤素离子，如氯离子、溴离子、或碘离子、磷酸根离子、乙酸根离子、乳酸根离子、硫酸根离子和单烷基硫酸根离子。其中，氯离子或乙酸根离子是优选的。
在本发明的一个实施方案中，优选使用式(2)所示的阳离子表面活性剂，在该式(2)中R3代表具有10至20个碳原子的烷基或具有10至20个碳原子的烯基，R4代表氢原子，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基且M-代表阴离子，更优选使用其中R3代表具有10至20个碳原子的烷基或烯基，R4代表氢原子，R5和R6各自独立地代表氢原子且M-代表阴离子的式(2)所示的阳离子表面活性剂。
在本发明的一个实施方案中，优选使用式(2)所示的阳离子表面活性剂，在该式(2)中R3代表具有10至20个碳原子的烷基，R4代表具有1至5个碳原子的烷基，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基且M-代表阴离子，更优选使用其中R3代表具有12至18个碳原子的烷基，R4代表具有1至3个碳原子的烷基，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基且M-代表阴离子的式(2)所示的阳离子表面活性剂。
在本发明的一个实施方案中，优选使用式(2)所示的阳离子表面活性剂，在该式(2)中R3代表具有10至24个碳原子的烷基，R4代表具有10至24个碳原子的烷基，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基且M-代表阴离子，更优选使用其中R3代表具有14至22个碳原子的烷基，R4代表具有14至22个碳原子的烷基，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基且M-代表阴离子的式(2)所示的阳离子表面活性剂。
式(2)所示的阳离子表面活性剂的具体实例包括椰油胺乙酸盐、十六烷基三甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、硬脂胺乙酸盐、月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵和烷基苄基二甲基氯化铵。
用作根据本发明的该实施方案的冷却剂组合物中的粘度改进剂的式(3)所示的两性表面活性剂由下式表示：
在式(3)中，R7代表具有10至24个碳原子的烷基、具有10至24个碳原子的烯基或R8CONHR9-，R8代表具有9至23个碳原子的烷基或具有9至23个碳原子的烯基，且R9代表具有1至5个碳原子的亚烷基。
关于R7，烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烷基中的碳原子数为10至24，优选14至20。
关于R7，烯基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烯基中的碳原子数为10至24，优选14至20。
关于为R7定义的R8CONHR9-中的R8，烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烷基中的碳原子数为9至23，优选9至19，更优选9至16。关于R8，烯基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烯基中的碳原子数为9至23，优选9至19，更优选9至16。
关于为R7定义的R8CONHR9-中的R9，亚烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该亚烷基中的碳原子数为1至5，优选2至4。
在本发明的一个实施方案中，优选使用式(3)所示的两性表面活性剂，在该式(3)中R7代表R8CONHR9-，R8代表具有9至19个碳原子的烷基或具有9至19个碳原子的烯基且R9代表具有1至5个碳原子的亚烷基，更优选使用其中R7代表R8CONHR9-，R8代表具有9至16个碳原子的烷基或具有9至16个碳原子的烯基且R9代表具有1至5个碳原子的亚烷基的式(3)所示的两性表面活性剂。
式(3)所示的两性表面活性剂的具体实例包括月桂酰胺基丙基甜菜碱和硬脂酰胺基丙基甜菜碱。
用作根据本发明的该实施方案的冷却剂组合物中的粘度改进剂的式(4)所示的两性表面活性剂由下式表示
在式(4)中，R10代表具有10至24个碳原子的烷基或具有10至24个碳原子的烯基。
关于R10，烷基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烷基中的碳原子数为10至24，优选10至20，更优选10至16。
关于R10，烯基可以是直链或支化的并从表现出在低温和高温下的特定剪切粘度的角度看优选是直链的。该烯基中的碳原子数为10至24，优选10至20，更优选10至16。
式(4)所示的两性表面活性剂的具体实例包括二甲基月桂基氧化胺。
在根据如上所述的本发明的实施方案的冷却剂组合物中，粘度改进剂包括选自下式(1)所示的阴离子表面活性剂中的至少一种和选自由下式(2)所示的阳离子表面活性剂和下式(3)或式(4)所示的两性表面活性剂组成的组中的至少一种。因此，可以将剪切粘度调节到在预定范围内。可以使用例如提高粘度改进剂的含量的方法、提高式(1)所示的阴离子表面活性剂的含量的方法或在基料包括醇的情况下提高醇含量的方法将在25℃下的剪切粘度调节至高。可以使用例如降低粘度改进剂的含量的方法或在基料包括醇的情况下降低醇含量的方法将在100℃下的剪切粘度调节至低。
相对于100质量份根据该实施方案的冷却剂组合物，从将在低温和高温下(特别是在低温下)的冷却剂组合物的剪切粘度调节到在预定范围内的角度看，式(1)所示的阴离子表面活性剂的含量优选为0.01质量份或更大，更优选0.1质量份或更大，再更优选0.15质量份或更大，再更优选0.25质量份，再更优选0.35质量份或更大，并且从改进冷却性能和抑制沉积的角度看优选为9.995质量份或更小，更优选3质量份或更小，再更优选2质量份或更小，再更优选1质量份，再更优选0.5质量份。从这些角度看，式(1)所示的阴离子表面活性剂的含量优选为0.01至9.995质量份，更优选0.1至3质量份，再更优选0.15至2质量份，再更优选0.25至1质量份，再更优选0.35至0.5质量份。
相对于100质量份根据该实施方案的冷却剂组合物，从在与阴离子表面活性剂组合使用时将在低温和高温下的冷却剂组合物的剪切粘度调节到在预定范围内的角度看，式(2)所示的阳离子表面活性剂和式(3)或(4)所示的两性表面活性剂的含量优选为0.005质量份或更大，更优选0.007质量份或更大，再更优选0.01质量份或更大，再更优选0.03质量份，再更优选0.05质量份或更大，并且从改进冷却性能和抑制沉积的角度看优选为9.99质量份或更小，更优选1质量份或更小，再更优选0.5质量份或更小，再更优选0.3质量份或更小，再更优选0.1质量份或更小。从这些角度看，式(2)所示的阳离子表面活性剂和式(3)或(4)所示的两性表面活性剂的含量优选为0.005至9.99质量份，更优选0.007至1质量份，再更优选0.01至0.5质量份，再更优选0.03至0.3质量份，再更优选0.05至0.1质量份。
相对于100质量份根据该实施方案的冷却剂组合物，从将在低温和高温下的冷却剂组合物的剪切粘度调节到在预定范围内的角度看，粘度改进剂的含量优选为0.05质量份或更大，更优选0.1质量份或更大，再更优选0.2质量份或更大，再更优选0.3质量份或更大，再更优选0.35质量份或更大，并且从改进冷却性能和抑制沉积的角度看优选为10质量份或更小，更优选5质量份或更小，再更优选3质量份或更小，再更优选1质量份或更小，再更优选0.75质量份或更小。从这些角度看，该粘度改进剂的含量优选为0.05至10质量份，更优选0.1至5质量份，再更优选0.2至3质量份，再更优选0.3至1质量份，再更优选0.35至0.75质量份。
在根据该实施方案的冷却剂组合物中，从将在低温和高温下的冷却剂组合物的剪切粘度调节到在预定范围内的角度看，阴离子表面活性剂与阳离子或两性表面活性剂的质量比(阴离子表面活性剂/阳离子或两性表面活性剂)优选为0.1或更高，更优选0.5或更高，再更优选5或更高，再更优选15或更高，再更优选25或更高，并且从改进冷却性能和抑制沉积的角度看优选为50或更低，更优选45或更低，再更优选40或更低。从这些角度看，阴离子表面活性剂与阳离子或两性表面活性剂的质量比(阴离子表面活性剂/阳离子或两性表面活性剂)优选为0.1至50，更优选0.5至50，再更优选5至45，再更优选15至45，再更优选25至40。
在存在多种式(1)所示的阴离子表面活性剂的情况下，阴离子表面活性剂的质量份数代表式(1)所示的阴离子表面活性剂的总质量份数。在存在多种式(2)所示的阳离子表面活性剂和多种式(3)或(4)所示的两性表面活性剂的情况下，阳离子表面活性剂和两性表面活性剂的质量份数代表式(2)所示的阳离子表面活性剂和式(3)或(4)所示的两性表面活性剂的总质量份数。
根据该实施方案的冷却剂组合物的剪切粘度在25℃下为8.5mPa·s或更高和在100℃下为2.0mPa·s或更低。
从抑制在低温下的冷却损失的角度看，根据该实施方案的冷却剂组合物在25℃下的剪切粘度优选为8.5mPa·s或更高，并且从避免水泵上的负荷和抑制内燃发动机的燃料效率变差的角度看优选为3000mPa·s或更低。从这些角度看，根据该实施方案的冷却剂组合物在25℃下的剪切粘度优选为8.5至3000mPa·s，更优选15至2000mPa·s，再更优选25至1000mPa·s，再更优选35至500mPa·s，再更优选45至300mPa·s，再更优选55至200mPa·s，再更优选65至100mPa·s。
从保持在高温下的冷却性能和防止过热的角度看，根据该实施方案的冷却剂组合物在100℃下的剪切粘度优选为2.0mPa·s或更低，更优选0.2至1.8mPa·s，再更优选0.3至1.6mPa·s，再更优选0.4至1.4mPa·s，再更优选0.5至1.2mPa·s。可以例如通过评估散热器的热透过率评估该冷却剂组合物的冷却性能。在冷却剂由100％水构成的情况下，其在100℃下的剪切粘度为0.3mPa·s。
通过进一步加入除根据本发明的粘度改进剂外的粘度改进剂，如增稠剂或降粘剂，可以将剪切粘度调节至在25℃下为8.5mPa·s或更高和在100℃下为2.0mPa·s或更低。可以使用下文实施例中所述的方法测量剪切粘度。
根据该实施方案的冷却剂组合物包括基料。根据该实施方案的冷却剂组合物中所用的基料由水和/或选自醇如一元醇、二元醇和三元醇和二醇单烷基醚的至少一种醇形成。
根据该实施方案的冷却剂组合物优选包括具有防冻性质的基料。但是，在不需要防冻性质的情况下，基料可以仅由水构成。
一元醇的实例包括具有1至8个碳原子的一元醇，如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇或辛醇。其中，可以仅使用一种类型，或可以使用两种或更多种类型的混合物。
二元醇的实例包括具有2至8个碳原子的二元醇，如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇或己二醇。其中，可以仅使用一种类型，或可以使用两种或更多种类型的混合物。
三元醇的实例包括具有3至6个碳原子的三元醇，如甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、5-甲基-1,2,4-庚三醇或1,2,6-己三醇。其中，可以仅使用一种类型，或可以使用两种或更多种类型的混合物。
二醇单烷基醚的具体实例包括乙二醇单甲基醚、二乙二醇单甲基醚、三乙二醇单甲基醚、四乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二乙二醇单乙基醚、三乙二醇单乙基醚、四乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单丁基醚、三乙二醇单丁基醚和四乙二醇单丁基醚。其中，可以仅使用一种类型，或可以使用两种或更多种类型的混合物。二醇单烷基醚的烷基中的碳原子数优选为1至4，更优选1或2。二醇中的碳原子数优选为2至6，更优选2。
在基料中，从可操作性、价格和可得性的角度看，乙二醇、丙二醇或1,3-丙二醇是优选的。
因此，基料优选包括选自乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇和水的至少一种。基料更优选包括乙二醇和水。作为用作基料的水，离子交换水是优选的。
相对于100质量份根据该实施方案的冷却剂组合物，从充当冷却剂的角度看，基料的含量优选为50质量份或更大，更优选75质量份或更大，再更优选80质量份或更大，再更优选90质量份或更大，并且从加入粘度改进剂或碱金属化合物的角度看优选为99.92质量份或更小，更优选99.9质量份或更小，再更优选99质量份或更小，再更优选98质量份或更小。从这些角度看，基料的含量优选为50至99.92质量份，更优选80至99.9质量份，再更优选90至99.9质量份，再更优选90至99质量份，再更优选90至98质量份。
当基料包括水和醇时，考虑防冻性质和易燃性，可以适当调节水与醇的混合比。从防止着火的角度看，基料中的水与醇的质量比(水:醇)优选为20:80至90:10，更优选40:60至75:25。
根据该实施方案的冷却剂组合物优选通过将下列组分互相混合获得，所述组分包括：基料；粘度改进剂；任选防锈剂；和任选除防锈剂外的添加剂(下文也称作“其它添加剂”)。更优选在混合后将这些组分加热至一定温度(优选60℃或更高，更优选80℃或更高；优选100℃或更低)，任选搅拌并溶解，然后冷却至室温(20℃)。
为了有效抑制发动机冷却剂通道中所用的金属的腐蚀，根据该实施方案的冷却剂组合物可在不影响剪切粘度的范围内包括至少一种防锈剂。防锈剂的实例包括磷酸及其盐；脂族羧酸及其盐；芳族羧酸及其盐；三唑；噻唑；硅酸盐；硝酸盐；亚硝酸盐；硼酸盐；钼酸盐；和胺盐。其中，可以仅使用一种类型，或可以使用两种或更多种类型的混合物。相对于100质量份冷却剂组合物，防锈剂的含量优选为0.01至8质量份，更优选0.05至7质量份，再更优选0.1至6质量份，再更优选0.1至5质量份。
在根据该实施方案的冷却剂组合物中，任选地，可以在该实施方案的效果不变差的范围内将除粘度改进剂外的其它添加剂添加到基料中。其它添加剂的实例包括pH调节剂、消泡剂、着色剂和苦味剂。相对于100质量份冷却剂组合物，其它添加剂的总混合量通常为10质量份或更小，优选5质量份或更小。
根据该实施方案的冷却剂组合物可通过将基料和任选其它添加剂添加到高浓缩组合物中以将粘度改进剂的浓度稀释到1/2至1/100获得，该浓缩组合物包括：粘度改进剂；任选防锈剂和溶剂；和除防锈剂外的添加剂。
根据该实施方案的浓缩组合物中包括的溶剂可以与为获得冷却剂组合物而加入的基料相同或不同。例如，在最初使用醇如乙二醇作为溶剂获得该浓缩组合物后，可以通过添加水作为其余基料稀释所得浓缩组合物。相对于100质量份该浓缩组合物，粘度改进剂的含量优选为0.1至99质量份，更优选1至90质量份，再更优选3至50质量份。相对于100质量份该浓缩组合物，溶剂的含量优选为1至99.9质量份，更优选50至99质量份，再更优选70至95质量份。
一般而言，根据该实施方案的冷却剂组合物可用作冷却剂并优选用作内燃发动机的冷却剂。因此，该实施方案还涉及一种运行内燃发动机的方法，其中使用根据该实施方案的冷却剂组合物作为冷却剂(下文也被称作“根据该实施方案的运行内燃发动机的方法”)。在根据该实施方案的运行内燃发动机的方法中，内燃发动机的燃料效率可得到改进。根据该实施方案的冷却剂组合物可用作电池组、燃料电池堆等的冷却剂。
下面使用实施例更详细描述本发明。但是，本发明不限于实施例的范围。
实施例1至10和对比例1至3
加入下表1中所示的配方中的材料并搅拌和混合以获得LLC。在表1中，使用癸二酸(Kokura Synthetic Industries Ltd.制造)作为防锈剂并使用氢氧化钾(47％产品；OsakaSoda Co.、Ltd.制造)作为pH调节剂。
在各实施例和对比例中，混合下表2中所示的组分，在恒温室中在90℃下静置1小时，并搅拌以制备冷却剂组合物。
表1
| 材料 | 混合量(wt％) |
| 乙二醇 | 90.6 |
| 水 | 1.2 |
| 防锈剂 | 4.2 |
| pH调节剂 | 4 |
在25℃和100℃下测量在各实施例1至10和对比例1至3中获得的冷却剂组合物的剪切粘度。
<测量剪切粘度的方法>
将各实施例和对比例中制成的冷却剂组合物在设定至测量温度的恒温室中静置1小时。接着，使用流变仪(型号：MCR-302；Anton Parr GmbH制造)和附件(CP50-1；AntonParr GmbH制造)，在22/s的旋转速度下测量该冷却剂组合物在25℃下的粘度并在100/s的旋转速度下测量该冷却剂组合物在100℃下的粘度。结果显示在表2中。
从表2中可以看出，在根据实施例1至10的所有冷却剂组合物中，与根据对比例1的冷却剂组合物中相比，在25℃下的粘度提高且在100℃下的粘度相等。可以看出，在根据对比例2的冷却剂组合物中，在25℃下的粘度提高但在100℃下的粘度也提高。可以看出，在根据对比例3的冷却剂组合物中，在25℃下的粘度提高小且在100℃下的粘度提高。
根据该实施方案的冷却剂组合物优选用于冷却车辆如汽车或工作车辆(例如卡车或重型机械)、船舶、飞机、发电机或加热和冷却系统的内燃发动机(包括混合系统)和用于冷却电池或燃料电池。
Claims (5)
1.一种包含粘度改进剂和基料的冷却剂组合物，其中
所述粘度改进剂包括：选自下式(1)所示的阴离子表面活性剂中的至少一种和选自由下式(2)所示的阳离子表面活性剂和下式(3)或式(4)所示的两性表面活性剂组成的组中的至少一种，
R1O-(R2O)m-SO3M...(1)
其中R1代表具有16至24个碳原子的直链或支化烷基或具有16至24个碳原子的直链或支化烯基，R2代表亚乙基或亚丙基，m代表R2O的平均加成摩尔数，其是0.5至10的数，且M代表阳离子或氢原子，
其中R3代表具有10至24个碳原子的烷基或具有10至24个碳原子的烯基，R4代表具有1至24个碳原子的烷基、具有2至24个碳原子的烯基、苄基或氢原子，R5和R6各自独立地代表氢原子、甲基或乙基，且M-代表阴离子，
其中R7代表具有10至24个碳原子的烷基、具有10至24个碳原子的烯基或R8CONHR9-，R8代表具有9至23个碳原子的烷基或烯基，且R9代表具有1至5个碳原子的亚烷基，
其中R10代表具有10至24个碳原子的烷基或具有10至24个碳原子的烯基，
所述基料由水和/或选自一元醇、二元醇、三元醇和二醇单烷基醚的至少一种醇形成，且
所述冷却剂组合物的剪切粘度在25℃下为8.5mPa·s或更高和在100℃下为2.0mPa·s或更低。
2.根据权利要求1的冷却剂组合物，其中
相对于100质量份冷却剂组合物，粘度改进剂的含量为0.05至10质量份。
3.根据权利要求1或2的冷却剂组合物，其中
阴离子表面活性剂与阳离子或两性表面活性剂的质量比为0.1至50。
4.根据权利要求1至3任一项的冷却剂组合物，其进一步包含：防锈剂。
5.一种运行内燃发动机的方法，其中
使用根据权利要求1至4任一项的冷却剂组合物作为冷却剂。
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