CN117551428A - 一种防冻冷却液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防冻冷却液及其制备方法，涉及冷却液技术领域。一种防冻冷却液，包括以下质量份的原料：混合醇80‑90份、改性氧化铝/氧化锌复合材料3‑5份、消泡剂5‑15份、缓蚀剂5‑10份、pH调节剂1‑3份、硅酸盐1‑3份、着色剂0.1‑0.5份、超纯水45‑65份。本发明提供的防冻冷却液具有低冰点、高沸点，并且导热系数相对较高，能够满足冷却系统高负荷的散热要求。
Description
技术领域
本发明涉及冷却液技术领域，尤其涉及一种防冻冷却液及其制备方法。
背景技术
防冻冷却液是发动机日常安全稳定运行所不可或缺的重要材料。防冻冷却液主要功能就是利用冷却介质带走机械工作中产生的多余热量，同时又保证自身不在低温下冻结失效。防冻冷却液作为冷却系统正常运转的主要介质之一，于发动机工作期间在冷却系统中不间断地循环，带走发动机运行中所产生的热量，保证发动机在正常工作温度平稳运行。与此同时，防冻冷却液需要具有防冻、防腐蚀等功能作用，对负重荷发动机的冷却具有极其重要的作用，保障液体冷却类发动机在各种极端低、高温环境中的安全运行。目前使用最多的防冻冷却液主要是以乙二醇、水、添加剂配制而成的，但是此类防冻冷却液导热系数较低，难以满足冷却系统高负荷的散热要求。因此，亟需制备一种导热系数高的防冻冷却液，满足冷却系统高负荷的散热要求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种防冻冷却液及其制备方法。
本发明提出的一种防冻冷却液，包括以下质量份的原料：混合醇80-90份、改性氧化铝/氧化锌复合材料3-5份、消泡剂5-15份、缓蚀剂5-10份、pH调节剂1-3份、硅酸盐1-3份、着色剂0.1-0.5份、超纯水45-65份。
优选地，所述的改性氧化铝/氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二水乙酸锌加入乙醇溶液中，加热混合均匀，再加入氢氧化钠混合均匀后得到混合溶液；
S2、向S1中得到的混合溶液中加入氧化铝，加热混合均匀、离心、干燥、煅烧、冷却至室温，得到氧化铝/氧化锌复合材料；
S3、将S2中得到的氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液加热混合均匀后冷却至室温，加入三甲基硅烷溶液搅拌、过滤、干燥得到改性氧化铝/氧化锌复合材料。
更优选地，所述的S1、S2中，二水乙酸锌、乙醇溶液、氢氧化钠、氧化铝的质量比为(10-13)：(100-300)：(0.01-0.5)：(20-30)。
更优选地，所述的S3中，氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液、三甲基硅烷溶液的质量比为(6-8)：(12-15)：(0.2-0.5)：(0.01-0.1)，加热的温度为105-125℃。
更优选地，所述的S1中加热的温度为50-60℃。
更优选地，所述的S2中加热的温度为60-70℃，煅烧温度为140-160℃，煅烧时间为3-6h。
优选地，所述的混合醇由乙二醇、丙三醇按照质量比(1-2)：(3-5)组成。
优选地，所述的消泡剂选自甘油聚氧丙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或多种。
优选地，所述的缓蚀剂选自对苯二酚、双酚A中的一种或多种。
优选地，所述的pH调节剂选自三乙醇胺、磷酸二氢钠、硼砂中的一种或多种。
优选地，所述的硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种。
优选地，所述的着色剂选自甲基橙、亚甲基蓝、甲基红中的一种或多种。
本发明还提出一种防冻冷却液的制备方法，包括以下步骤：
在温度为40-60℃、转速为300-600r/min的条件下，将超纯水和混合醇搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂、pH调节剂、硅酸盐、着色剂，混合均匀，再加入改性氧化铝/氧化锌复合材料和消泡剂，混合均匀后冷却至室温，得到防冻冷却液。
本发明的有益效果在于：
本发明采用二水乙酸锌与氧化铝制备合成氧化铝/氧化锌复合材料，并且为了提升氧化铝/氧化锌复合材料在防冻冷却液中的分散能力，采用三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液和三甲基硅烷溶液对氧化铝/氧化锌复合材料表面进行改性，使得氧化铝/氧化锌复合材料在防冻冷却液中具有良好的分散能力，改性氧化铝/氧化锌复合材料的加入使得防冻冷却液整体的导热能力有所提升，能够满足冷却系统高负荷的散热要求。
具体实施方式
通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种防冻冷却液，包括以下质量份的原料：乙二醇21份、丙三醇59份、改性氧化铝/氧化锌复合材料3份、甘油聚氧丙烯醚6份、对苯二酚5份、三乙醇胺1份、硅酸钠1份、甲基红0.2份、超纯水45份。
其中，改性氧化铝/氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将11g二水乙酸锌加入250mL乙醇溶液中，在55℃条件下加热混合均匀，再加入0.1g氢氧化钠混合均匀后得到混合溶液；
S2、向S1中得到的混合溶液中加入23g氧化铝，在65℃条件下加热混合均匀、离心、干燥、在150℃条件下煅烧4h、冷却至室温，得到氧化铝/氧化锌复合材料；
S3、将S2中得到的氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液，在110℃条件下加热混合均匀后冷却至室温，加入三甲基硅烷溶液搅拌、过滤、干燥得到改性氧化铝/氧化锌复合材料，其中氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液、三甲基硅烷溶液的质量比为7：13：0.3：0.05。
一种防冻冷却液的制备方法，包括以下步骤：
在温度为50℃、转速为400r/min的条件下，将超纯水、乙二醇、丙三醇搅拌均匀后，依次加入对苯二酚、三乙醇胺、硅酸钠、甲基红混合均匀，再加入改性氧化铝/氧化锌复合材料和甘油聚氧丙烯醚，混合均匀后冷却至室温，得到防冻冷却液。
实施例2
一种防冻冷却液，包括以下质量份的原料：乙二醇24份、丙三醇66份、改性氧化铝/氧化锌复合材料5份、甘油聚氧丙烯醚13份、对苯二酚8份、三乙醇胺3份、硅酸钠3份、甲基红0.3份、超纯水65份。
其中，改性氧化铝/氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将11g二水乙酸锌加入250mL乙醇溶液中，在55℃条件下加热混合均匀，再加入0.1g氢氧化钠混合均匀后得到混合溶液；
S2、向S1中得到的混合溶液中加入23g氧化铝，在65℃条件下加热混合均匀、离心、干燥、在150℃条件下煅烧4h、冷却至室温，得到氧化铝/氧化锌复合材料；
S3、将S2中得到的氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液，在110℃条件下加热混合均匀后冷却至室温，加入三甲基硅烷溶液搅拌、过滤、干燥得到改性氧化铝/氧化锌复合材料，其中氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液、三甲基硅烷溶液的质量比为7：13：0.3：0.05。
一种防冻冷却液的制备方法，包括以下步骤：
在温度为50℃、转速为400r/min的条件下，将超纯水、乙二醇、丙三醇搅拌均匀后，依次加入对苯二酚、三乙醇胺、硅酸钠、甲基红混合均匀，再加入改性氧化铝/氧化锌复合材料和甘油聚氧丙烯醚，混合均匀后冷却至室温，得到防冻冷却液。
实施例3
一种防冻冷却液，包括以下质量份的原料：乙二醇31份、丙三醇54份、改性氧化铝/氧化锌复合材料4份、甘油聚氧丙烯醚10份、对苯二酚7份、三乙醇胺2份、硅酸钠2份、甲基红0.2份、超纯水50份。
其中，改性氧化铝/氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将11g二水乙酸锌加入250mL乙醇溶液中，在55℃条件下加热混合均匀，再加入0.1g氢氧化钠混合均匀后得到混合溶液；
S2、向S1中得到的混合溶液中加入23g氧化铝，在65℃条件下加热混合均匀、离心、干燥、在150℃条件下煅烧4h、冷却至室温，得到氧化铝/氧化锌复合材料；
S3、将S2中得到的氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液，在110℃条件下加热混合均匀后冷却至室温，加入三甲基硅烷溶液搅拌、过滤、干燥得到改性氧化铝/氧化锌复合材料，其中氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液、三甲基硅烷溶液的质量比为7：13：0.3：0.05。
一种防冻冷却液的制备方法，包括以下步骤：
在温度为50℃、转速为400r/min的条件下，将超纯水、乙二醇、丙三醇搅拌均匀后，依次加入对苯二酚、三乙醇胺、硅酸钠、甲基红混合均匀，再加入改性氧化铝/氧化锌复合材料和甘油聚氧丙烯醚，混合均匀后冷却至室温，得到防冻冷却液。
对比例1
一种防冻冷却液，包括以下质量份的原料：乙二醇31份、丙三醇54份、改性氧化铝材料4份、甘油聚氧丙烯醚10份、对苯二酚7份、三乙醇胺2份、硅酸钠2份、甲基红0.2份、超纯水50份。
其中，改性氧化铝材料的制备方法，包括以下步骤：
将氧化铝、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液，在110℃条件下加热混合均匀后冷却至室温，加入三甲基硅烷溶液搅拌、过滤、干燥得到改性氧化铝材料，其中氧化铝、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液、三甲基硅烷溶液的质量比为7：13：0.3：0.05。
一种防冻冷却液的制备方法，包括以下步骤：
在温度为50℃，转速为400r/min的条件下，将超纯水、乙二醇、丙三醇搅拌均匀后，依次加入对苯二酚、三乙醇胺、硅酸钠、甲基红混合均匀，再加入改性氧化铝材料和甘油聚氧丙烯醚，混合均匀后冷却至室温，得到防冻冷却液。
将上述实施例1-3和对比例1制备得到的防冻冷却液按照GB/29743-2022标准检测防冻冷却液的冰点和沸点，按照ISO 22007-2：2022标准检测防冻冷却液在25℃下的导热系数，结果如表1所示。
表1实施例1-3和对比例1防冻冷却液的性能测试数据
| 组别 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 冰点/℃ | -53 | -56 | -57 | -49 |
| 沸点/℃ | 136 | 135 | 138 | 132 |
| 导热系数/W/(m·K) | 0.62 | 0.65 | 0.63 | 0.48 |
从表1数据可以看出，本发明制备得到的防冻冷却液具有较低冰点、较高沸点，并且导热系数相对较高，说明本发明制备得到的防冻冷却液能适应高低温环境，而且传热效率高，有利于冷却系统的快速冷却。
综上所述，本发明提供的防冻冷却液具有低冰点、高沸点，并且导热系数相对较高，能够满足冷却系统高负荷的散热要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种防冻冷却液，其特征在于，包括以下质量份的原料：混合醇80-90份、改性氧化铝/氧化锌复合材料3-5份、消泡剂5-15份、缓蚀剂5-10份、pH调节剂1-3份、硅酸盐1-3份、着色剂0.1-0.5份、超纯水45-65份。
2.根据权利要求1所述的一种防冻冷却液，其特征在于，所述的改性氧化铝/氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将二水乙酸锌加入乙醇溶液中，加热混合均匀，再加入氢氧化钠混合均匀后得到混合溶液；
S2、向S1中得到的混合溶液中加入氧化铝，加热混合均匀、离心、干燥、煅烧、冷却至室温，得到氧化铝/氧化锌复合材料；
S3、将S2中得到的氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液加热混合均匀后冷却至室温，加入三甲基硅烷溶液搅拌、过滤、干燥得到改性氧化铝/氧化锌复合材料。
3.根据权利要求2所述的一种防冻冷却液，其特征在于，所述的S1、S2中，二水乙酸锌、乙醇溶液、氢氧化钠、氧化铝的质量比为(10-13)：(100-300)：(0.01-0.5)：(20-30)。
4.根据权利要求2所述的一种防冻冷却液，其特征在于，所述的S3中，氧化铝/氧化锌复合材料、乙醇溶液、三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯溶液、三甲基硅烷溶液的质量比为(6-8)：(12-15)：(0.2-0.5)：(0.01-0.1)，加热的温度为105-125℃。
5.根据权利要求2所述的一种防冻冷却液，其特征在于，所述的S1中，加热的温度为50-60℃；所述的S2中，加热的温度为60-70℃，煅烧温度为140-160℃，煅烧时间为3-6h。
6.根据权利要求1所述的一种防冻冷却液，其特征在于，所述的混合醇由乙二醇、丙三醇按照质量比(1-2)：(3-5)组成。
7.根据权利要求1所述的一种防冻冷却液，其特征在于，所述的消泡剂选自甘油聚氧丙烯醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一种或多种；所述的缓蚀剂选自对苯二酚、双酚A中的一种或多种；所述的pH调节剂选自三乙醇胺、磷酸二氢钠、硼砂中的一种或多种；所述的硅酸盐选自硅酸钠、硅酸钾中的一种或多种；所述的着色剂选自甲基橙、亚甲基蓝、甲基红中的一种或多种。
8.如权利要求1-7任一项所述的一种防冻冷却液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在温度为40-60℃、转速为300-600r/min的条件下，将超纯水和混合醇搅拌均匀后，依次加入缓蚀剂、pH调节剂、硅酸盐、着色剂，混合均匀，再加入改性氧化铝/氧化锌复合材料和消泡剂，混合均匀后冷却至室温，得到防冻冷却液。
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