CN113564605A - 一种环保型有机发动机试机液 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机试机液技术领域，具体公开了一种环保型有机发动机试机液，包括有机羧酸、水溶性有机醇胺、铝缓蚀剂、铜缓蚀剂、冷却剂和去离子水，所述有机羧酸包括十二碳二元酸、葵二酸和C11‑C14三元混合酸，所述水溶性有机醇胺包括异丙醇胺、甲基二乙胺和二甘醇胺，所述铝缓蚀剂包括硅氧烷酮缓蚀剂和硅酸钠，所述冷却剂为乙二醇，乙二醇的质量百分比不超过3％。采用本发明的方案，能够起到对于黑色金属具有优异的气‑液相防锈能力，同时对于有色金属具有极佳的气‑液相防腐能力，且不腐蚀发动机内塑胶材质，达到与后续冷却液优异的兼容性；另外本配方制得的发动机试机液属于环保型产品，符合市场的需求。

Description

一种环保型有机发动机试机液

技术领域

本发明属于发动机试机液技术领域，具体涉及了一种环保型有机发动机试机液。

背景技术

发动机在装配前需经过试机工序，在一定的负荷、运转、功率等条件下进行测试运转，从而判定发动机出厂检测是否合格。因试机运行会发热，温度可能在80℃以上，且持续时间在30min以上，因此发动机的冷却系统在试机过程中需加入试机液，而试机完成后排出试机液，再存放或直接装车，其主要作用是保证发动机试机过程以及存放、运输过程中不锈蚀。

发动机在试机过程中会经历短期的冷热交变、气液相交变的过程，且发动机内部存在铝、铜、铸铁、镀锡等多种金属部件，在高温高湿条件下极易产生电位差，从而导致锈蚀。目前市场上为增强试机液的防腐性，大多数试机液添加了对人体或环境有害的物质，比如：专利申请号为CN200910217784.2的“汽车发动机出厂前三防试机液”中，配方含有亚硝酸钠，亚硝酸钠在胺类物质存在的条件下易生成致癌物质亚硝胺，对人体健康存在隐患；专利申请号为CN201210000631.4的“一种环保型发动机试机液”中，配方含有偏硅酸钠，根据《危险化学品名录2015》，此物质属于危险化学品；而专利申请号为CN201710959300.6的“有机发动机试机液”中，配方含有六次甲基四胺，根据《危险化学品名录2015》，此物质属于危险化学品。

另外市场上为了增强与发动机冷却液的兼容性，大多数试机液中还会添加超过5％质量占比的乙二醇，乙二醇由于易水解呈酸性，从而加速了发动机的锈蚀进程；基于上述问题本申请提供了一种对黑色金属具有优异的气-液相防锈能力，同时对于有色金属具有极佳的气-液相防腐能力，且不腐蚀发动机内塑胶材质的试机液，对后续发动机冷却液具有兼容性，在此条件基础上还做到了对环境和人体无伤害。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种环保型有机发动机试机液，该试机液对于黑色金属具有优异的气-液相防锈能力，同时对于有色金属具有极佳的气-液相防腐能力，且不腐蚀发动机内塑胶材质，对后续发动机冷却液具有兼容性，对人体或环境无害。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种环保型有机发动机试机液，包括有机羧酸、水溶性有机醇胺、铝缓蚀剂、铜缓蚀剂、冷却剂和去离子水，所述有机羧酸包括十二碳二元酸、葵二酸和C11-C14三元混合酸，所述水溶性有机醇胺包括异丙醇胺、甲基二乙胺和二甘醇胺，所述铝缓蚀剂包括硅氧烷酮缓蚀剂和硅酸钠，所述冷却剂为乙二醇，乙二醇的质量百分比不超过3％。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本方案中通过十二碳二元酸、癸二酸、C11-C14三元混合酸、异丙醇胺、甲基二乙胺、二甘醇胺的酸碱融合反应，再复配硅氧烷酮缓蚀剂、硅酸钠、苯并三氮唑三种缓蚀剂，能够起到对于黑色金属具有优异的气-液相防锈能力，同时对于有色金属具有极佳的气-液相防腐能力，同时还不腐蚀发动机内塑胶材质。

2、另外本方案中，由于冷却剂乙二醇的使用量少，质量占比不超过3％，且本方案中乙二醇会和有机羧酸或水溶性有机醇胺产生一定耦合，减少羧酸铵盐或醇胺对发动机冷却液的影响，因此本方案采用少量的乙二醇既满足了与后续发动机冷却的兼容，同时也降低了乙二醇对锈蚀的影响。

3、本方案中化学组分主要为有机物，且不含有例如亚硝酸盐、偏硅酸钠和六次甲基四胺等对人体有害的危险化学品，使得本方案提供的试机液更加环保，对人体和环境友好。

进一步，所述有机羧酸的质量百分比为16％～17％，十二碳二元酸的质量百分比为3％～7％，葵二酸的质量百分比为1～5％，C11-C14三元混合酸的质量百分比为5％～12％。

有益效果：本范围下的试机液能够达到最优的实验效果。

进一步，所述水溶性有机醇胺的质量百分比为25％～28％，异丙醇胺的质量百分比为4％～8％，甲基二乙胺的质量百分比为8％～16％，二甘醇胺的质量百分比为5％～12％。

有益效果：本范围下的试机液能够达到最优的实验效果。

进一步，所述铝缓蚀剂的质量百分比为1.3％～1.6％，硅氧烷酮缓蚀剂的质量百分比为0.3％～1.5％，硅酸钠的质量百分比为0.1％～1％。

有益效果：本范围下的试机液能够达到最优的实验效果。

进一步，所述冷却剂的质量百分比为1％～3％。

有益效果：本范围下的试机液能够达到最优的实验效果。

本发明还公开了一种环保型有机发动机试机液的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：依次称取有机羧酸、水溶性有机醇胺、铝缓蚀剂、铜缓蚀剂、冷却剂和去离子水；

步骤2：将称量好的有机羧酸、水溶性有机醇胺和铜缓蚀剂加入溶解槽中，然后向溶解槽中加入部分去离子水，加热并搅拌，使各组分全部溶解；

步骤3：将剩下的去离子水加入到溶解槽中，再将铝缓蚀剂和冷却剂加入到溶解槽中，搅拌并使各组分全部溶解，得到试机液。

有益效果：本方案，步骤2中加入去离子水，以增加溶液中游离的H⁺和OH^-浓度，促进羧酸和醇胺的酸碱反应；而本反应由于需要加热促进反应的进行，因此只加入部分去离子水，能够减少加热溶液所需要的热量，达到减少能耗的效果。

另外本方案中，由于步骤2属于有机酸碱化学反应，因此铝缓蚀剂和乙二醇的加入会进行混合反应，影响反应物的生成，同时也会影响铝缓蚀剂与乙二醇的效果，因此铝缓蚀剂和乙二醇需要在有机酸碱化学反应结束后加入，以保证两者的效果不会受影响。

进一步，所述步骤2中加热的温度为60℃～80℃。

有益效果：在该温度下能够帮助各组分加快溶解，而温度过高会导致醇胺过多的挥发，导致溶液的颜色变深。

进一步，所述步骤2中搅拌的速度为60～80r/min。

有益效果：适当的搅拌速度能够加快步骤2中的有机酸碱化学反应。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明，并给出具体实施方式。

实施例1：

一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表1所示：

表1为实施例1中试机液的组分表

实施例1提供的环保型有机发动机试机液的具体制备工艺为，包括以下步骤：

步骤1：依次称取5kg十二碳二元酸、3kg癸二酸、9kg C11-C14三元混合酸、6kg异丙醇胺、12kg甲基二乙胺、8kg二甘醇胺、1kg硅氧烷酮缓蚀剂、0.5kg硅酸钠、1kg苯并三氮唑、2kg乙二醇和53.5kg去离子水。

步骤2：将称量好的十二碳二元酸、癸二酸、C11-C14三元混合酸、苯并三氮唑、异丙醇胺、甲基二乙胺和二甘醇胺加入溶解槽中，然后向溶解槽中加入其中的10kg去离子水，将溶解槽内的温度加热到60℃-80℃，采用60-80r/min的搅拌速度进行搅拌，使各组分完全溶解。

步骤3：然后将剩余的去离子水加入到溶解槽中，再将称量好的硅氧烷酮缓蚀剂、硅酸钠和乙二醇加入到溶解槽中，不断的搅拌使各个组分完全溶解，得到试机液。

实施例2～实施例5：

与实施例1的区别仅在于：结合表2所示，实施例2～实施例5中，各组分的质量百分比有所不同，其制备方法均相同。

表2为实施例2～实施例5得到的试机液的组分表(质量百分比)

另外列举8组对比例进行对比试验，对比例1～7的制备方法与实施例1的制备方法相同，区别在于，各组分的成分或配比不同，另外对比例8为现有试机液，购买自广州硕唯达表面技术公司，型号为SWD-710。

对比例1：

对比例1提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表3所示：

表3为对比例1中试机液的组分表

对比例2：

对比例2提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表4所示：

表4为对比例2中试机液的组分表

对比例3：

对比例3提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表5所示：

表5为对比例3中试机液的组分表

对比例4：

对比例4提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表6所示：

表6为对比例4中试机液的组分表

对比例5：

对比例5提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表7所示：

表7为对比例5中试机液的组分表

对比例6：

对比例6提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表8所示：

表8为对比例6中试机液的组分表

对比例7：

对比例7提供的一种环保型有机发动机试机液，其组分表如下表9所示：

表9为对比例7中试机液的组分表

将实施例1～实施例5、对比例1～对比例7得到试机液进行以下实验检测：

自建实验方法包括自建1：冷热交变气液相防腐能力实验方法和自建2：与防冻液的兼容性实验方法。

其中冷热交变气液相防腐能力实验方法：此实验主要模拟发动机循环系统中加入发动机试机液后，出现热冷交变-气液相交变的状态期间，试机液对发动机部件的防腐能力，具体为：将铸铁、LY12铝、黄铜、紫铜、45#钢、镀锡件等，全浸于实施例1～对比例7制备的待测液中1h，再取出半浸泡于待测液中，使实验器皿依次处于80℃下保持2h、冷却至室温保持2h、再在80℃下保持2h、冷却至室温保持2h、恒温50℃下保持356h，最后在室温下保持356h，取出观察试片或部件的腐蚀情况。

防冻液的兼容性实验方法：此实验主要考察发动机循环系统中，残留的试机液对后续发动机冷却液稳定性能的影响；具体为：将试机液按1：9与发动机冷却液充分混合，经高、低温稳定性(60℃和0℃交替进行)试验后，观察溶液外观。

实验检测中使用到的检测标准包括：

标准1：GB/T 4472-2011“化工产品密度、相对密度的测定”，用于测密度(20℃，g/ml)；

标准2：JB/T 4323.2 1999“水基金属清洗剂试验方法”，用于测pH值；

标准3：GB-T 6144-2010“合成切削液-国家标准规范”，用于测防锈性(铸铁单片，10％水溶液，35℃±2℃，RH(90±2)％，168h)；

标准4：SH/T 0084-2001“冷却系统化学溶液对汽车上有机涂料影响的试验方法”，用于测对有机涂料的影响。

检测结果如下表10和表11所示：

表10为实施例1、对比例1～对比例3制备的试机液的测试结果

表11为对比例4～对比例7制备的试机液的测试结果

另外将实施例1的配方制得的发动机试机液与现有试机液产品(对比例8)分别按照上述实验方法进行20组对比实验，对每个性能检测数据进行取平均值，得出表12中的实验数据：

表12为实施例1与对比例8的实验结果对照表

实验结论：

1、从表10和表11中的实验结果可以得到，对比例1～对比例7的配方虽然通过有机羧酸和水溶性有机醇胺的酸碱配合，制得了一种稳定性较强、呈碱性的黄色透明液体，但通过GB/T 6144-2010实验方法检测其防锈性能时，对比例1和对比例2防锈性较差。

而通过自建的冷热交变气液相防腐能力实验方法检测其LY12铝、黄铜、紫铜、铸铁、45#钢、镀锡件和塑胶的腐蚀性能时，试验结果表明对比例1和对比例2的铸铁和45#钢分别呈现不同程度的腐蚀，对比例3和对比例4的有色金属(LY12铝、黄铜、紫铜)均出现了腐蚀，而对比例5的LY12铝出现腐蚀，对比例6的黄铜和紫铜出现腐蚀，实施例1和对比例7的试验工件均未出现腐蚀；对比例3和对比例4的塑胶出现变硬的现象。

另外通过自建的与防冻液的兼容性实验方法检测实施例对防冻液的兼容性，试验结果为对比例3、对比例4和对比例7的防冻液均出现了颜色变化的情况；通过SH/T 0084实验方法检测试机液对有机涂料的影响，试验结果为8种实施例对有机涂料均无影响。

因此通过实施例1、对比例2～对比例7进行对比分析，实施例1制备的发动机试机液的单片防锈试验、冷热交变气液相防腐能力和与防冻液的兼容性实验效果最佳；原因在于：通过十二碳二元酸、癸二酸、C11-C14三元混合酸、异丙醇胺、甲基二乙胺、二甘醇胺的酸碱融合反应，再复配硅氧烷酮缓蚀剂、硅酸钠、苯并三氮唑三种缓蚀剂，起到对于黑色金属具有优异的气-液相防锈能力，同时对于有色金属具有极佳的气-液相防腐能力，且不腐蚀发动机内塑胶材质，再加入冷却剂乙二醇，达到与防冻液(冷却液)优异的兼容性。

2、通过表12中检测数据可以得出：通过实施例1的配方制得的环保型发动机试机液与现有试机液产品相比，具有更好的防腐蚀性能(LY12铝)和防冻液兼容性能，且相比于现有的试机液中添加了一定量的亚硝酸盐、偏硅酸钠和六次甲基四胺等有害物质或危险化学品，使其在使用的过程中容易对人体造成伤害，相比通过本配方制得的发动机试机液属于环保型产品，符合市场的需求。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：包括有机羧酸、水溶性有机醇胺、铝缓蚀剂、铜缓蚀剂、冷却剂和去离子水，所述有机羧酸包括十二碳二元酸、葵二酸和C11-C14三元混合酸，所述水溶性有机醇胺包括异丙醇胺、甲基二乙胺和二甘醇胺，所述铝缓蚀剂包括硅氧烷酮缓蚀剂和硅酸钠，所述冷却剂为乙二醇，乙二醇的质量百分比不超过3％。

2.根据权利要求1所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述有机羧酸的质量百分比为16％～17％，十二碳二元酸的质量百分比为3％～7％，葵二酸的质量百分比为1～5％，C11-C14三元混合酸的质量百分比为5％～12％。

3.根据权利要求1所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述水溶性有机醇胺的质量百分比为25％～28％，异丙醇胺的质量百分比为4％～8％，甲基二乙胺的质量百分比为8％～16％，二甘醇胺的质量百分比为5％～12％。

4.根据权利要求1所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述铝缓蚀剂的质量百分比为1.3％～1.6％，硅氧烷酮缓蚀剂的质量百分比为0.3％～1.5％，硅酸钠的质量百分比为0.1％～1％。

5.根据权利要求1所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述冷却剂的质量百分比为1％～3％。

6.根据权利要求1所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述试机液的制备工艺，包括以下步骤：

步骤1：依次称取有机羧酸、水溶性有机醇胺、铝缓蚀剂、铜缓蚀剂、冷却剂和去离子水；

步骤2：将称量好的有机羧酸、水溶性有机醇胺和铜缓蚀剂加入溶解槽中，然后向溶解槽中加入部分去离子水，加热并搅拌，使各组分全部溶解；

步骤3：将剩下的去离子水加入到溶解槽中，再将铝缓蚀剂和冷却剂加入到溶解槽中，搅拌并使各组分全部溶解，得到试机液。

7.根据权利要求6所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述步骤2中加热的温度为60℃～80℃。

8.根据权利要求6所述的一种环保型有机发动机试机液，其特征在于：所述步骤2中搅拌的速度为60～80r/min。