[發(fā)明專利]一種防凍液及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210479905.2
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN102994054A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成;王文;吳航;王群昌;朱圣龍;王福會
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: C09K5/20
• 分類號: C09K5/20
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防凍液領(lǐng)域，特別是一種對多種金屬具有緩蝕作用的防凍液及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

冬季氣溫低，為使冷卻系統(tǒng)在低溫下仍能繼續(xù)正常工作，冷卻液一般都加入一些能夠降低水冰點的物質(zhì)作為防凍劑。常用的防凍液為乙二醇體系，乙二醇在常溫下對材料腐蝕輕微，但由于防凍液生產(chǎn)和使用過程由于所使用的水和原材料等含有對金屬材料引起腐蝕的Cl-離子或重金屬元素等污染成分，會引起金屬材料的腐蝕，這些污染性成分對鋁合金和不銹鋼等鈍化金屬材料的點蝕等局部腐蝕的危害更大。另外，防凍液對冷卻體系中的鋼鐵和銅等金屬材料也會造成一定的腐蝕，而腐蝕下來的Cu²⁺和Fe³⁺離子協(xié)同防凍液中的Cl^-更進(jìn)一步加速了材料的腐蝕，尤其是鋁合金的局部腐蝕，嚴(yán)重的后果是造成鋁合金的腐蝕穿孔。冷卻系統(tǒng)中金屬材料的腐蝕的另一個嚴(yán)重后果是形成多種腐蝕產(chǎn)物，這些腐蝕產(chǎn)物會連同防凍液中的乙二醇形成大顆粒的腐蝕阻塞物而引起冷卻系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)率下降，致使冷卻系統(tǒng)管路造成堵塞，進(jìn)而影響冷卻系統(tǒng)的工作。所以，必須在防凍液中添加緩蝕劑，確保冷卻系統(tǒng)正常安全運(yùn)行。早期的水/乙二醇防凍液中多使用亞硝酸鹽或鉻酸鹽多為緩蝕劑，這些物質(zhì)污染環(huán)境、危害人體健康，而在防凍液中使用硼酸鹽會對鋁合金造成一定的腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種對多種金屬具有緩蝕作用的防凍液及其制備方法與應(yīng)用，解決現(xiàn)有技術(shù)中水/乙二醇防凍液存在的污染環(huán)境和腐蝕鋁合金等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種防凍液，按質(zhì)量份數(shù)計，其組成如下：

乙二醇????????25～70份；

去離子水??????70～30份；

復(fù)合緩蝕劑????0.5～3.0份

著色劑????????0.01～0.05份；

防霉劑????????0.05～0.1份。

在本發(fā)明中，所用復(fù)合緩蝕劑為硝酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、苯并三氮唑（BTA）、N-亞硝基苯胲胺（銅鐵試劑）、鉬酸鹽的兩種或兩種以上組合。

在本發(fā)明中，硝酸鹽的質(zhì)量份數(shù)為0～0.5份，硅酸鹽的質(zhì)量份數(shù)為0～0.6份，磷酸鹽的質(zhì)量份數(shù)為0～0.5份，苯并三氮唑的質(zhì)量份數(shù)為0～0.4份，N-亞硝基苯胲胺的質(zhì)量份數(shù)為0～0.5份，鉬酸鹽的質(zhì)量份數(shù)為0～0.5份。

在本發(fā)明中，所用硝酸鹽為硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸銨或硝酸鈣；所用硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；所用磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸氫鈣、磷酸鈣、焦磷酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、酸式焦磷酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉、磷酸鉀或焦磷酸鈉；所用鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀或鉬酸銨。

在本發(fā)明中，所用著色劑為酸性綠、檸檬黃或亮藍(lán)，所用防霉劑為苯甲酸鈉。

所述的防凍液的制備方法，按比例稱取乙二醇和去離子水，攪拌均勻后依次加入復(fù)合緩蝕劑、防霉劑和著色劑，在攪拌的條件下使各添加劑完全溶解后，即獲得防凍液。

所述的防凍液的應(yīng)用，防凍液用于各類發(fā)動機(jī)，或者應(yīng)用于高寒環(huán)境中的冷卻系統(tǒng)。防凍液中的復(fù)合緩蝕劑實現(xiàn)對冷卻系統(tǒng)用鋁合金、不銹鋼、銅、銅合金或碳鋼金屬材料腐蝕的防護(hù)。

本發(fā)明中，復(fù)合緩蝕劑的緩蝕機(jī)理是：通過硝酸鹽和鉬酸鹽促進(jìn)金屬構(gòu)件的鈍化，N-亞硝基苯胲胺、硅酸鹽和磷酸鹽與溶液中的金屬離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不溶性無機(jī)物被膜，進(jìn)而減緩了基體金屬的腐蝕。苯并三氮唑是銅及其合金的特效緩蝕劑，可實現(xiàn)對防凍液系統(tǒng)中的銅及其合金進(jìn)行有效防護(hù)。另外，所使用的硅酸鹽和磷酸鹽可提供一種堿性環(huán)境，滿足防凍液的使用要求。

本發(fā)明的優(yōu)點及效果：

1、本發(fā)明是用于抑制冷卻系統(tǒng)中鋁合金等金屬材料腐蝕的乙二醇體系防凍液，防凍液含有乙二醇、去離子水、復(fù)合緩蝕劑、著色劑和防霉劑，以乙二醇和去離子水為基礎(chǔ)，采用復(fù)合緩蝕劑實現(xiàn)對冷卻系統(tǒng)用鋁合金等金屬材料腐蝕的防護(hù)。

2、本發(fā)明防凍液的制備過程是，按比例稱取乙二醇和去離子水，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅来渭尤刖徫g劑和著色劑，在攪拌的條件下使各組分充分溶解到乙二醇和去離子水構(gòu)成的基液中，添加劑完全溶解后即得到防凍液，其制備工藝簡單，防凍液無毒無污染。

3、本發(fā)明防凍效果好，防凍液可用于-10～-65℃的環(huán)境，不會結(jié)冰。對鋁合金無腐蝕，對鋁合金、不銹鋼、銅（合金）和碳鋼等常用金屬材料具有緩蝕作用，明顯提高鋁合金的抗點蝕能力，促進(jìn)鋁合金的鈍化，不含亞硝酸鹽、鉻酸鹽和胺等有毒有害物質(zhì)，使用安全，不存在安全隱患。

附圖說明