CN114958312B

CN114958312B - 一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法及成品

Info

Publication number: CN114958312B
Application number: CN202210107942.4A
Authority: CN
Inventors: 刘继帅
Original assignee: Zhejiang Lijing Environmental Protection Technology Engineering Co ltd
Current assignee: Zhejiang Lijing Environmental Protection Technology Engineering Co ltd
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2022-01-28
Publication date: 2023-10-31
Anticipated expiration: 2042-01-28
Also published as: CN114958312A

Abstract

本发明公开了一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法及成品，制备方法包括如下步骤：将冷却液母液与去离子水搅拌混合后加入功能助剂继续搅拌；将所得混合物通过太赫兹设备处理，即得。所得的冷却液添加剂清凉透明、无刺激性异味，且冰点低，沸点高，具有优异的防冻、防沸效果，灰分含量低，具有良好的抗锈腐蚀、热稳定性、抗泡性、阻垢性和抗菌性，还具有良好的高温传热性能，避免了传统含水冷却液的高温开锅现象。采用远红外高频振动使冷却液中的组分瞬间发生破裂聚变，内部分子和原子发生“共振”，有助于协助发动机正常甚至更高效地工作，同时可以促进润滑油实现二次雾化提高燃烧效率提高最大程度，提高燃油效率，促进油料的充分燃烧。

Description

一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法及成品

技术领域

本发明涉及冷却液的制备领域，C09K5/20，尤其涉及一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法及成品。

背景技术

汽车防冻液的主要作用在于避免在低温环境下停车后发生润滑油冷却结冰而而胀裂散热器、冻坏发动机气缸体或盖。此外，在汽车行驶，发动机在燃烧过程中会产生大量热量，含水冷却液中会产生水垢，高温下长时间碰撞发动机及其相关部件接触，会造成严重的腐蚀作用，进而将影响发动机的正常运行，增加发动机零部件的摩擦和磨损，缩短发动机的使用年限，增加尾气排放量，加剧了环境污染，阻碍低碳化排放的目标实现。因此，冷却液还需要具备良好的防止暴沸、热稳定、传热散热、消泡性、抗金属腐蚀和防止水垢生成的特性。

专利CN201911093534.2公开了防冻液及其制备方法，主要包括乙二醇、Lan-826通用酸洗缓蚀剂、钼酸钠、水解聚马来酸酐、羟丙基-β-环糊精、戊二醛、水，调整其中的组分即可得到冰点不同的防冻液，所得防冻液呈弱碱性，具有良好的防冻、抑菌、缓蚀阻垢、散热效果，但是该防冻液的热稳定性和消泡性能较差。专利CN202110943511.7公开了一种环境友好型无水冷却液及其制备方法和应用，该无水冷却液主要包括金属腐蚀抑制剂、氟化液、分散剂、消泡剂、酸碱调节剂和防冻剂，其中金属抑制剂由2-己基-1-(乙氧基丙酸)-咪唑啉、2，4-二羟基苯甲酸和石油磺酸钠组成，大大提高了传统发动机冷却液的传热效率，对金属具有一定的缓蚀作用，而且不产生水垢，有效延长冷却液的使用寿命，但是乙二醇或者1，2-丙二醇的粘度较大，会影响冷却液的冰点。

发明内容

本发明通过提供一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法及成品，解决了现有技术中冷却液的稳定性、传热性差，冰点高的技术问题，实现了一种高效防腐、冰点低、导热性高、促进充分燃烧的冷却液添加剂。

本发明第一方面提供了一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法，其包括如下步骤：

S1.将冷却液母液与去离子水搅拌混合后加入功能助剂继续搅拌，得到混合物A；

S2.将S1所得混合物通过太赫兹设备处理，即得高效防腐冷却液添加剂。

在一些优选的实施方式中，按重量百分比计，所述冷却液添加剂的组成成分包括冷却液母液20～60％、功能助剂5～20％、去离子水添加至100％；

在一些优选的实施方式中，所述冷却液母液选自1，2-丙二醇、乙醇、乙二醇中的一种或多种；优选地，所述冷却液母液为1，2-丙二醇和乙二醇；

在一些优选的实施方式中，所述1，2-丙二醇和乙二醇的质量比为(0.5～1.5)：(1～2)；优选地，所述1，2-丙二醇和乙二醇的质量比为0.8：1.3；

在一些优选的实施方式中，所述功能助剂包括分散剂、消泡剂、着色剂、含双键化合物、缓蚀剂、pH调节剂、纳米填料；优选地，所述功能助剂包括0.3～1重量份分散剂、0.1～3重量份消泡剂、0.02～0.06重量份着色剂、0.02～0.09重量份含双键化合物、0.02～0.5重量份防腐杀菌剂、1～5重量份缓蚀剂、0.1～2重量份pH调节剂、1～5重量份纳米填料；

在一些优选的实施方式中，所述分散剂选自木质素磺酸钠、羟基亚乙基二膦酸、聚异丁烯双丁二酰亚胺、硼化聚异丁烯双丁二酰亚胺、十二烷基苯磺酸钠、氨基三亚甲基膦酸、聚乙二醇中的一种或多种；优选地，所述分散剂为木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸；

在一些优选的实施方式中，所述木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸的重量比为(0.5～2)：(1.5～3)；优选地，所述木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸的重量比为1.1：2.3；

在一些优选的实施方式中，所述消泡剂选自二甲基硅油、甲基丙烯酸羟乙酯、硅酮、有机硅氧烷、聚醚、蓖麻油、磷酸三丁酯、乙酸钙中的一种或多种；优选地，所述消泡剂为有机硅消泡剂；

在一些优选的实施方式中，所述有机硅消泡剂25℃时的粘度为100～1500cps，pH值为5.8～8.5；优选地，所述有机硅消泡剂25℃时的粘度为20～1000cps，pH值为6～8；

在一些优选的实施方式中，所述着色剂选自甲基红、酚红、溴百里酚兰、甲基蓝、荧光黄中的一种或多种；

在一些优选的实施方式中，所述含双键化合物选自2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、水解聚马来酸酐、羟基乙叉二膦酸、多元醇膦酸酯、乙二胺四甲叉膦酸钠中的一种或多种；优选地，所述含双键化合物为水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠；

在一些优选的实施方式中，所述水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠的重量份之比为(1～2.4)：1；优选地，所述水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠的重量份之比为1.9：1；

在一些优选的实施方式中，所述水解聚马来酸酐的平均分子量为500～800；优选地，所述水解聚马来酸酐的平均分子量为600；

在一些优选的实施方式中，所述防腐杀菌剂选自尼泊金乙酯、石碳酸、2-巯基苯并噻唑、N，N，N三[1(苯三唑)烷基]三聚氰胺、苯三唑醛胺缩合物、1，4-环己烷二羧酸、硝基苯并三唑、甲基苯三唑醛胺缩合物、硫酸锌中的一种或多种；优选地，所述防腐杀菌剂为1，4-环己烷二羧酸和硫酸锌；

在一些优选的实施方式中，所述1，4-环己烷二羧酸和硫酸锌的质量比为(0.8～1.6)：1；优选地，所述1，4-环己烷二羧酸和硫酸锌的质量比为1.2：1；

在一些优选的实施方式中，所述缓蚀剂选自苯骈三氮唑、甲基苯丙三氮唑、十一烷二酸、十二烷二酸、磷酸醇胺盐、有机羧酸醇胺盐、苯并咪唑烯丙基硫醚、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、2-乙基己酸、羟基苯甲酸、钼酸钠中的一种或多种；优选地，所述缓蚀剂为甲基苯丙三氮唑、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和钼酸钠；

在一些优选的实施方式中，所述甲基苯丙三氮唑、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和钼酸钠的重量份之比为1：(0.6～1.8)：(0.3～1)；优选地，所述甲基苯丙三氮唑、苯2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和钼酸钠的重量份之比为1：1.3：0.7；

在一些优选的实施方式中，所述pH调节剂选自有机胺、磷酸盐缓冲液、醋酸盐缓冲液、碳酸盐缓冲液、草酸盐缓冲液中的一种或多种；优选地，所述pH调节剂为磷酸盐缓冲液；

在一些优选的实施方式中，所述纳米填料选自纳米氧化铜、纳米铜、纳米氧化铝、纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氮化铝中的一种或多种；优选地，所述纳米填料为纳米氧化铝；

在一些优选的实施方式中，所述纳米氧化铝的平均粒径为10～40nm；优选地，所述纳米氧化铝的平均粒径为30nm；

在一些优选的实施方式中，所述太赫兹设备处理的主要技术是远红外高频振荡；

在一些优选的实施方式中，所述太赫兹设备为本公司自主研发所得。

本发明第二方面提供了一种由上述方法制备得到的高效防腐冷却液添加剂。

有益效果：

(1)本申请中通过将冷却液母液、去离子水、功能助剂的混合物经过本申请特有的太赫兹设备处理，采用远红外高频振动使冷却液中的组分瞬间发生破裂聚变，内部分子和原子发生“共振”，对空气进行加热，使冷却液添加剂的温度不会由于过低热增加发动机的磨损，也不会由于过高而影响发东西的增长工作或降低工作效率，有助于协助发动机正常甚至更高效地工作，同时可以促进润滑油实现二次雾化提高燃烧效率提高最大程度，提高燃油效率，促进油料的充分燃烧，使积碳可以充分燃烧后被达标排放，进而减少积碳的形成，此外，还可以减少油泥的形成，提高了发动机的动力性、经济性。

(2)含水冷却液中加入纳米粒子可以改善冷却液高温时的传热性能，但是其在体系中的分散性差。本申请人发现，加入木质素磺酸钠可以使纳米填料的分散性增强。推测可能的原因是，木质素磺酸钠中含有的磺酸基团有助于其在体系中的快速溶解，而且其结构中还含有苯丙烷基疏水骨架，在表面产生较大的空间位阻或者较强的静电吸附，进而表现出强吸附分散性，促使纳米粒子均匀分散与体系中，同时防止其沉降和凝聚，形成稳定的悬浮体。但是本申请人意外发现，氨基三亚甲基膦酸的加入在促进木质素磺酸钠对纳米填料的分散作用的同时，还可以与体系中的多种金属离子发生作用，形成稳定的络合物，起到一直到缓蚀阻垢性能。

(3)本申请中选用1，2-丙二醇和乙二醇的混合溶液作为冷却液母液，分散剂、消泡剂、着色剂、含双键化合物、缓蚀剂、pH调节剂、纳米填料的加入使制备所得的冷却液添加剂清凉透明、无刺激性异味，且冰点低，沸点高，具有优异的防冻、防沸效果，同时灰分含量低，具有良好的抗锈腐蚀、热稳定性、抗泡性、阻垢性和抗菌性，还具有良好的高温传热性能，避免了传统含水冷却液的高温开锅现象。而且，所用的物质无毒无害、绿色环保。此外，经过红外高频振动处理后的冷却液性能稳定，用于机动车后可以实现节能减排的效果，而且促使车辆尾气中有害气体的排放。

具体实施方式

实施例1.

1、一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法，其包括如下步骤：

S2.将S1所得混合物通过太赫兹设备处理，即得高效防腐冷却液添加剂；

按重量百分比计，所述冷却液添加剂的组成成分包括冷却液母液53％、功能助剂12％、去离子水添加至100％；

所述冷却液母液为1，2-丙二醇和乙二醇；所述1，2-丙二醇和乙二醇的质量比为0.8：1.3；

所述功能助剂包括0.7重量份分散剂、2重量份消泡剂、0.04重量份着色剂、0.07重量份含双键化合物、0.1重量份防腐杀菌剂、3重量份缓蚀剂、1重量份pH调节剂、4重量份纳米填料；

所述分散剂为木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸；所述木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸的重量比为1.1：2.3；

所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述有机硅消泡剂25℃时的粘度为20～1000cps，pH值为6～8(南通永乐化工有限公司，型号YL-611)；

所述着色剂为甲基蓝；

所述含双键化合物为水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠；所述水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠的重量份之比为1.9：1；

所述水解聚马来酸酐的平均分子量为600(山东广申电子科技有限公司，型号：GS-水解聚马来酸酐)；

所述防腐杀菌剂为1，4-环己烷二羧酸和硫酸锌；所述1，4-环己烷二羧酸和硫酸锌的质量比为1.2：1；

所述缓蚀剂为甲基苯丙三氮唑、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和钼酸钠；所述甲基苯丙三氮唑、苯2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和钼酸钠的重量份之比为1：1.3：0.7；

所述pH调节剂为磷酸盐缓冲液；所述磷酸盐缓冲液为NaH₂PO₄-Na₂HPO₄溶液(0.2M，pH 7.7)；

所述纳米填料为纳米氧化铝；所述纳米氧化铝的平均粒径为30nm(杭州恒格纳米科技有限公司，型号：HN-L30)；

2、一种由上述方法制备得到的高效防腐冷却液添加剂。

实施例2：

1、一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于：

按重量百分比计，所述冷却液添加剂的组成成分包括冷却液母液50％、功能助剂10％、去离子水添加至100％。

2、一种由上述方法制备得到的高效防腐冷却液添加剂。

对比例1：

所述分散剂为木质素磺酸钠；

2、一种由上述方法制备得到的高效防腐冷却液添加剂。

对比例2：

所述缓蚀剂为甲基苯丙三氮唑和2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸。

2、一种由上述方法制备得到的高效防腐冷却液添加剂。

对比例3：

制备方法为：

2、一种由上述方法制备得到的高效防腐冷却液添加剂。

性能测试：

根据国家标准GB 29743-2013《机动车发动机冷却液》对实施例及对比例所得产品进行检测；

实施例1所得产品性能测试结果

表2实施例及对比例所得产品性能测试结果

Claims

1.一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

按重量百分比计，所述冷却液添加剂的组成成分包括冷却液母液20～60％、功能助剂5～20％、去离子水添加至100％；

所述冷却液母液为1，2-丙二醇和乙二醇；

所述功能助剂包括0.3～1重量份分散剂、0.1～3重量份消泡剂、0.02～0.06重量份着色剂、0.02～0.09重量份含双键化合物、0.02～0.5重量份防腐杀菌剂、1～5重量份缓蚀剂、0.1～2重量份pH调节剂、1～5重量份纳米填料；

所述含双键化合物为水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠；

所述分散剂为木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸，所述木质素磺酸钠和氨基三亚甲基膦酸的重量比为1.1：2.3。

2.根据权利要求1所述的一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法，其特征在于，所述消泡剂选自甲基丙烯酸羟乙酯、有机硅氧烷、聚醚、蓖麻油、磷酸三丁酯、乙酸钙中的一种或多种。

3.一种根据权利要求1-2任一项所述的制备方法得到的高效防腐冷却液添加剂。