一种汽车防冻冷却液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种汽车防冻冷却液及其制备方法，涉及冷冻液技术领域。本发明专利技术公开的汽车防冻冷却液由以下重量百分比的原料组成：70～80％丙二醇、10～15％PEG

【技术实现步骤摘要】
一种汽车防冻冷却液及其制备方法


[0001]本专利技术属于冷却液
，尤其涉及一种汽车防冻冷却液及其制备方法。

技术介绍

[0002]汽车发动机为汽车的动力核心部件，由于在能量的转换过程中要产生大量的热量，因此需要冷却系统的循环来达到降温的目的，而冷却液是用来辅助发动机的散热，然而在冬天低温环境下，冷却液容易低温固化，导致汽车的冷却系统冻裂，从而要求现有的冷却液有较低的凝固点，因此，防冻冷却液成为现在汽车发动机冷却系统的常规指标。
[0003]传统的防冻冷却液成分是由乙二醇和水按照一定比例混合而成，而汽车冷却系统的材料则有很多种，主要由碳钢、铝合金、镁合金、铜合金、橡胶或塑料封接材料等。然而国外企业认为：传统防冻冷却液难以满足更高的冷却要求，其在100℃易发生“开锅”；当发动机温度达到90℃以上时缸壁就开始产生水蒸气、水泡，此时水的热传导能力下降(冷却能力)；水在电解质作用下易发生电化腐蚀及产生水垢、蒸汽、气蚀等，对冷却系统产生腐蚀，影响汽车发动机的使用寿命。目前国内外企业致力于开发无水的防冻冷却液，虽然其理论上可以直接使用，但是在实际上该无水防冻冷却液的成本较高，极少国内外车企装备无水冷却液，导致后期养护过程中更换无水防冻冷却液时，原来旧的含水防冻液中的残留水分影响无水防冻冷却的质量；而且现有的无水防冻冷却液较少，并且未能解决铝变色发黑的问题，且储备稳定性差，经过一段时间的循环使用后，无水防冻冷却液的粘度变稠，冷却防锈等效果变差，使用寿命较短，成本较高。
[0004]现在，防冻冷却液在冷却系统中还面临一个问题是对冷却系统材料的腐蚀问题，而解决该问题常用的方法便是在防冻冷却液中添加缓蚀剂。现有技术中常用的缓蚀剂分为无机型缓蚀剂和有机型缓蚀剂。其中，无机型缓蚀剂主要有：磷酸盐类、铬酸盐类、钼酸盐类、硼酸盐类、亚硝酸盐类和硅酸盐类，磷酸盐类、硼酸盐类、亚硝酸盐类和铬酸盐类对碳钢、铝、铜或锌等金属或合金有较好的缓蚀作用，但是有一定毒性，且对水体污染较大，已被限制使用；钼酸盐类对金属或合金有较好的防腐效果，但价格贵，成本高；硅酸盐类化合物几乎对每种金属和合金均有较好的缓蚀作用，但是其经过一定时间的贮存和使用后稳定性变差，容易形成凝胶状物质析出，使防腐性能降低，产生的凝胶还易堵塞管道。有机型缓蚀剂主要有：胺类、有机酸类、氮唑类化合物，但是现有的有机型缓蚀剂对铝或其合金的防腐效果不理想，这些有机物质于铝金属接触，使铝变色发黑，影响冷却液的冷却和防腐效果，进而影响冷却系统的使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种汽车防冻冷却液，环保，制备方法简单，对碳钢、铝合金、镁合金、铜合金、橡胶或塑料封接材料等材料均具有优异的抗腐蚀能力，还具有优异的防沸、防冻、防垢性能，且可长时间稳定的贮存，使用寿命长。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种汽车防冻冷却液，由以下重量百分比
的原料组成：70～80％丙二醇、10～15％PEG
‑
200、3.5～4.3％复合缓蚀剂、0.5～0.8％聚天门冬氨酸钠、0～0.05％着色剂、0.1～0.2％聚醚类消泡剂，余量为去离子水。
[0007]本专利技术以丙二醇作为防冻冷却液的基液，其熔点
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59℃，沸点186～188℃，具有优异的防冻、防沸的作用，不易挥发，保证冷却液的品质。PEG
‑
200与丙二醇以一定比例混合使用，可进一步提高防冻冷却液的热稳定性，冰点较低，并且保证防冻冷却液的化学稳定性。
[0008]聚天门冬氨酸钠是一种缓蚀阻垢剂，其加入到本专利技术中，还具有优异的分散性，可在钙、镁、铜、铁等多种金属或合金的表面形成螯合物，附着在金属容器的表面阻止金属腐蚀，还可与复合缓蚀剂协同作用，更大程度的保护冷却系统，达到防腐作用，还可阻垢，抑制本专利技术中固体杂质的产生。
[0009]进一步的，所述复合缓蚀剂是由水溶性聚苯胺、三唑硅烷化合物、癸酸、辛二酸和烷基糖苷组成。
[0010]水溶性聚苯胺的加入，显著提高了对铸铁、铜、铝、镁、钢等金属的防腐作用，其中心氮原子含有的共用电子对可与被保护金属表面存在d空轨道，形成配位键，从而聚苯胺可在金属表面形成保护膜，起到防腐作用；聚苯胺还可在含有水的条件下，与金属产生反应形成致密的金属氧化物，而起到防腐的效果。
[0011]癸酸、辛二酸的加入，对铝合金的缓蚀有较好的效果，并且该两种酸属于弱酸，有一定的pH缓冲能力，当金属发生腐蚀时，pH值降低，局部呈现微酸性环境，癸酸或辛二酸从溶液中有理出来吸附在发生腐蚀的活性点处，防止腐蚀进一步发生；而当腐蚀点腐蚀被抑制，局部的pH值恢复到正常状态时，癸酸或辛二酸又重新变成离子融入到溶液中，这两种酸是通过活性吸附，不需要成膜，因此消耗缓慢，在保证有较好的缓蚀作用的同时，还延长了本专利技术的使用寿命。
[0012]烷基糖苷的加入，减少了防冻冷却液对橡胶和塑料部件的腐蚀，延长了冷却系统的使用寿命。
[0013]进一步的，所述防冻冷却液由以下重量百分比的原料组成：60～75％丙二醇、10～15％PEG
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200、0.5～1％水溶性聚苯胺、1～1.5％三唑硅烷化合物、0.5～0.8％癸酸、0.3～0.6％辛二酸、0.7～0.9％烷基糖苷、0.5～0.8％聚天门冬氨酸钠、0.02～0.05％着色剂、0.1～0.2％聚醚类消泡剂、余量为去离子水。
[0014]进一步的，所述三唑硅烷化合物为分子中同时具有烷氧基甲硅烷基和1,2,4
‑
三唑环的化合物。
[0015]进一步的，所述三唑硅烷化合物的制备方法为：将三唑化合物加入到乙醇中，搅拌均匀，然后添加30wt％乙醇钠乙醇溶液，搅拌40min，再添加2
‑
氯乙基三甲氧基硅烷，升温至60～70℃，搅拌3～4h，冷却至常温，过滤后，将滤液减压蒸馏，即可。
[0016]进一步的，所述三唑化合物与乙醇的比值为2mol/L；所述三唑化合物与2
‑
氯乙基三甲氧基硅烷的摩尔质量比为1：1；所述三唑化合物与所述乙醇钠乙醇溶液中含有的溶质的摩尔质量比为1：1。
[0017]进一步的，所述三唑化合物为3
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甲基
‑
1,2,4
‑
三唑或3
‑
氨基
‑
1,2,4
‑
三唑中的任意一种。
[0018]三唑硅烷化合物是一种含有烷氧基甲硅烷基和1,2,4
‑
三唑环的化合物，是由三唑化合物和2
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氯乙基三甲氧基硅烷脱HCl反应而成，对铝、铜、铁、锌、锡等金属或金属合金均
有很好的抗腐蚀作用，其防止金属生锈的同时，还可提高金属与封接材料(塑料或橡胶材料)之间的结合效果，不会对橡胶或塑料产生腐蚀，并在金属和封接材料相接产生粘结力，从而提高了冷却系统的抗腐蚀能力。本专利技术的三唑硅烷化合物与水溶性聚苯胺、癸酸、辛二酸复配，使各组分相互配合，在保证本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车防冻冷却液，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：70～80％丙二醇、10～15％PEG
‑
200、3.5～4.3％复合缓蚀剂、0.5～0.8％聚天门冬氨酸钠、0～0.05％着色剂、0.1～0.2％聚醚类消泡剂，余量为去离子水；所述复合缓蚀剂是由水溶性聚苯胺、三唑硅烷化合物、癸酸、辛二酸和烷基糖苷组成。2.根据权利要求1所述的汽车防冻冷却液，其特征在于，所述防冻冷却液由以下重量百分比的原料组成：60～75％丙二醇、10～15％PEG
‑
200、0.5～1％水溶性聚苯胺、1～1.5％三唑硅烷化合物、0.5～0.8％癸酸、0.3～0.6％辛二酸、0.7～0.9％烷基糖苷、0.5～0.8％聚天门冬氨酸钠、0.02～0.05％着色剂、0.1～0.2％聚醚类消泡剂、余量为去离子水。3.根据权利要求1或2所述的汽车防冻冷却液，其特征在于，所述三唑硅烷化合物为分子中同时具有烷氧基甲硅烷基和1,2,4
‑
三唑环的化合物。4.根据权利要求3所述的汽车防冻冷却液，其特征在于，所述三唑硅烷化合物的制备方法为：将三唑化合物加入到乙醇中，搅拌均匀，然后添加30wt％乙醇钠乙醇溶液，搅拌40min，再添加2
‑
氯乙基三甲氧基硅烷，升温至60～70℃，搅拌3～4h，冷却至常温，过滤后，将滤液减压蒸馏，即可。5.根据权利要求4所述的汽车防冻冷却液，其特征在于，所述三唑化合物与乙醇的比值为2mol/L；所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云喜，刘寿喜，刘欢喜，张锦，
申请(专利权)人：湖南车瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：