[發明專利]一種全有機型納米防凍液及其制備方法

有效

• 申請號: 201710530965.5
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107142091B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 赫常山
• 申請（專利權）人: 北京雅士科萊恩石油化工有限公司
• 主分類號: C09K5/20
• 分類號: C09K5/20;C23F11/12;C23F11/14
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣;侯越玲

本發明涉及一種全有機型納米防凍液及其制備方法，所述防凍液含有作為冷卻劑的丙二醇、作為納米流體以提高傳熱能力的納米氧化鋁、以及無水、無磷、無胺、無亞硝酸鹽、無硼酸鹽的有機緩蝕劑。所述方法包括以下步驟：稱取89wt％的丙二醇和8.5wt％二甘醇乙醚，向其中加入2.5wt％的聚乙二醇400攪拌0.5～2小時得到防凍基礎液；稱取94.5wt％的基礎液；將2.5wt％的γ?Al₂O₃經過超聲波震蕩后加熱形成納米流體加入冷卻基礎液中；加入3wt％的有機緩蝕劑、外加0.01wt％的硅油與聚醚混合消泡劑，繼續攪拌0.5～2小時，期間加入微量的pH緩沖劑調節物料pH至7～11，本發明的防凍液具有安全無毒、抗腐蝕性和抗氣蝕能力優異、使用壽命長等優點。

技術領域

本發明涉及一種防凍液，尤其涉及一種全有機型納米防凍液及其制備方法。

背景技術

汽車發動機防凍液是發動機冷卻系統不可缺少的冷卻散熱介質，具有防凍、防沸、防腐蝕、防水垢等多種功能，其性能直接影響汽車發動機的使用壽命。甲醇、乙醇型防凍液易蒸發、易燃燒已經被市場淘汰；丙三醇型防凍液可以降低冰點、沸點高、毒性低，但是粘度高、價格貴，限制了其適用范圍；乙二醇型防凍液降低冰點效果優異、沸點高、粘度適中、穩定性好，曾被廣泛使用，但是由于其毒性會對人體造成損害，也被逐漸禁用。

近年來興起的無水防凍液，抗沸抗凍性能優異，由于不含水在低壓下仍具有較高的沸點，從而避免冷卻系統“開鍋”引起零件過熱損耗，有利于發動機在滿載、高負荷下運行，并且可以良好地適應高原、沙漠等苛刻使用條件，具有良好的應用前景。另一方面，由于磷酸鹽、硼酸鹽等傳統防凍液緩蝕劑會對冷卻系統中的鋁部件造成腐蝕，且容易生成致癌物質，因此，無磷、無胺、無亞硝酸鹽、無硼酸鹽的緩蝕劑的研發工作也是近年來的熱點。

另外，為了減輕車體質量，改善燃油經濟性，不但發動機冷卻系統大量采用鋁合金，而且發動機其他部件也逐漸鋁金屬化。目前，全鋁發動機早已投放市場，因而對鋁的腐蝕抑制保護也成為國內外研究的重點

中國專利(公開號為CN104845594A)公開了一種全壽命無水冷卻液，采用乙二醇和1,2～丙二醇作為冷卻劑。其中乙二醇會造成環境問題，而丙二醇雖然毒性低，但是其導熱性也低，會使發動機承受較高的熱流負荷。中國專利(公開號為CN102031093A)公開了一種納米無水防凍液的制備方法及其制備的納米無水防凍液，其中使用二乙二醇、乙二醇、丙二醇作為冷卻劑，并直接添加了納米粒子以提高液體的傳熱性能，但是納米粒子容易團聚，放置一段時間由于團聚會從溶液中析出，因此限制了防凍液的使用壽命。

因此，提供一種環保的、性能優異的防凍液成為亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術之不足，本發明提供了一種全有機型納米防凍液。所述防凍液含有作為冷卻劑的丙二醇、作為納米流體以提高傳熱能力的納米氧化鋁、作為降低丙二醇粘度的二甘醇醚化合物、作為防止納米流體團聚的穩定劑聚乙二醇400，以及無水、無磷、無胺、無亞硝酸鹽、無硼酸鹽的有機緩蝕劑組成。

本發明采用丙二醇作為防凍液的基礎原料，可以顯著降低冰點，并提高其沸點。納米粒子具有更大的傳熱表面，熱交換在粒子表面能迅速完成。粒子的小尺寸效應使其在液體中受到布朗力等微作用力的作用，大大提高了粒子的微運動能力，從而在粒子與液體間產生了微對流現象，增強了粒子與液體的能量傳遞，提高了防凍液的熱傳導能力。采用的有機緩蝕劑通過優選的添加比例，可以有效抑制鑄鋁、銅和鑄鐵金屬部件的腐蝕。

根據一個優選實施方式，所述全有機型納米防凍液是由94.5wt％的基礎液與2.5wt％的γ-Al₂O₃、3wt％的有機緩蝕劑、以及外加0.01wt％的硅油、聚醚混合物和能夠將防凍液pH調節至7～11的pH緩沖劑組成。其中，所述基礎液是將89wt％的丙二醇、8.5wt％的二甘醇乙醚、2.5wt％的聚乙二醇400預先混合調制而成的。