一種防凍液及其製備方法
2023-05-02 05:04:36
一種防凍液及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種防凍液及其製備方法，主要成分為防凍劑、著色劑、緩蝕劑、PH調節劑、消泡劑、防黴劑、除鏽劑、防老化劑和水。其優點是：1.採用酸鹼指示劑作為著色劑的一部分，當防凍液的PH≤7.5時，防凍液顏色發生變化；2.添加了紫外線感光變色粉，使得防凍液顏色經陽光/紫外光照射，吸收陽光/紫外線的能量而產生變化(無色變有色)，有效地防止冷卻系統被著色劑著色；3.添加了防老化劑、除鏽劑，使防凍液不僅具有減緩橡膠溶脹、老化的作用，而且對已氧化的金屬物起清洗除鏽作用；4.高儲備鹼度，有利於穩定防凍液的PH值；5.高沸點，防止冷卻系統在夏季出現「開鍋」現象。
【專利說明】一種防凍液及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種含有特殊添加劑沸點高於100°C的水基型防凍液，主要應用於液 冷式發動機冷卻系統，尤其涉及一種防凍液及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著汽車行業的快速發展，人們對汽車護理日趨重視。車輛在運行過程中會產生 大量的熱，水的沸點為100°c，若利用其作為循環冷卻介質來輔助發動機散熱，無法有效地 防止冷卻系統"開鍋";當氣溫低於o°c時，水結冰，體積變大，易脹裂散熱器和凍壞發動機汽 缸體，同時發動機不能正常啟動；水也不具備防腐、防垢作用，不利於保護髮動機冷卻系統。 因此，一種具有防凍、防沸、防腐、防垢作用的冷卻液/防凍液應運而生，它不僅改善了發動 機散熱效果，而且具有冬季防凍、夏季防沸等作用，有效地保護髮動機冷卻系統，延長發動 機壽命。
[0003] 據市場反饋，用戶在使用防凍液過程中，會出現"開鍋"、沉澱、變質、腐蝕抑制性 差，防凍液顏色變淡甚至褪色，發動機冷卻系統被著色劑著色等不良現象。"該多長時間要 更換一次防凍液" 一直以來是用戶關注的焦點，雖然防凍液產品說明上有介紹說" 1年或行 駛5萬公裡更換一次"，但是市場上的防凍液良莠不齊，用戶難以準確把握一個度。
[0004] 目前，關於防凍液/冷卻液公開技術研究很多。103113860A公開了一種發動機 防凍液，其由乙二醇，甘油，硝酸鈉，矽酸鈉，異辛酸，葵二酸，十一碳二元酸，檸檬酸，苯甲酸 鈉，三聚磷酸鈉，苯並三氮唑，2-巰基苯並噻唑鈉，對硝基苯酚，聚矽氧烷，消泡劑，亞甲藍， 去離子水組成，能有效地解決對銅、鋼、鐵、鋁、錫的腐蝕問題和貯存中的沉澱問題，同時其 穩定性能高，不易揮發，不堵塞管道，且防凍、防鏽、抗結垢性高。102367379A公開了一種全 壽命發動機冷卻液，由丙二醇、乙二醇、三唑類化合物、癸二酸、己二酸、苯甲酸鈉0.5-1、無 機鹼、消泡劑、染色劑組成，該冷卻液冰點_50°C以下、沸點166?191°C，由於不含水，徹底 消除了含水冷卻液因有水而造成的"開鍋"、氣蝕、蒸發、結垢、生鏽等問題，避免了嚴重影 響散熱的蒸汽氣阻層的產生，可以有效提升發動機功率，節省燃油；同時具有合理的緩蝕 體系，徹底解決了腐蝕問題，冷卻液使用壽命長達80萬公裡，一次加入，終身不換，是一 種全壽命冷卻液，特別適合於軍用車輛、高端車輛和大功率重負荷貨車和客車，能保證車 輛在酷熱、嚴寒氣候下、在沙漠、高原、雪地等惡劣環境下安全行駛。102031093A公開了一種 納米無水防凍液的製備方法及其製備的納米無水防凍液，該防凍液由二乙二醇、乙二醇、丙 二醇、納米顆粒、止沸劑和長效緩釋劑等組成，能有效地改變了現有技術易揮發，易結垢， 易腐蝕金屬設備，有效時間短的不足和缺陷，同時有效的提高了沸點，降低了冰點，極大 地提商防凍液品質的優點。
[0005] 上述專利重點研究防凍液防腐蝕性能、儲備鹼度、防沸、防凍或沉澱等方面問題， 而沒有深入研究著色劑對冷卻系統的影響，也沒有直觀地指出怎樣判斷防凍液已變質，用 以提醒用戶更換新的防凍液。
[0006] 由此可見，可發一種能夠直觀地指示防凍液是否變質，且有效地防止冷卻系統被 著色，併兼具除鏽、保護非金屬材料、高儲備鹼度和高沸點的防凍液有一定的必要性和實用 性。
【發明內容】
[0007] 在本發明的目的是為了克服上面所述的技術缺陷，提供了能夠直觀地指示防凍液 是否變質，且有效地防止冷卻系統被著色，兼具除鏽、保護非金屬材料、高儲備鹼度和高沸 點的防凍液，同時也提供了該防凍液的製備方法。
[0008] 本發明一種防凍液是這樣實現的，其配方按重量份配比為： 防凍劑 20?92份 著色劑 0. 02?1份 緩蝕劑 2. 0?5. 0份 PH調節劑 0.2?1.0份 消泡劑 0. 05?0. 2份 防黴劑 0. 5?I. 0份 除鏽劑 0. 3?2. 4份 防老化劑 0. 2?I. 0份 水 0?76份； 所述的防凍劑是H[OCH2CH2] nlOH和H[OC2H3 (CH3) ] η20Η的混合液，按重量份配比 ?6:0 ?2,其中 1^是1 ?4，112是1 ?3; 所述的H [OC2H3 (CH3) ] η20Η是1，2-丙二醇和三丙二醇的混合液，其中按重量份配比 1，2-丙二醇：三丙二醇=2:1?3 ; 所述的著色劑是紫外線感光變色粉和酸鹼指示劑的混合物，按重量份配比紫外線感光 變色粉：酸鹼指示劑=1:7?10,其中酸鹼指示劑是甲酚紅、中性紅、中性藍、酚紅、氮萘藍、 硝基酚酞、間硝基酚中的至少一種； 所述的緩蝕劑是冷卻液複合劑、無機化合物緩蝕劑、有機化合物緩蝕劑中的至少一種， 其中冷卻液複合劑是TF-SNA複合劑、TF-SB複合劑、TM-301、TM-302中的至少一種，無機 化合物緩蝕劑是偏矽酸鹽、磷酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽和鑰酸鹽、苯甲酸鹽中的至少 一種，有機環合物緩蝕劑是三乙醇胺、苯並三氮唑、巰基苯並噻唑、有機磷酸鹽中的至少一 種； 所述的PH調節劑是檸檬酸、檸酸酸鹽、乙酸、己二酸、癸二酸、異辛酸、氫氧化鈉、磷酸、 磷酸鈉、碳酸、碳酸鹽中的至少一種； 所述的消泡劑是AFE-1410、DF-8868A、DF-830、CF-190中的至少一種； 所述的防黴劑是幾108、苯甲酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨中的至少一種； 所述的除鏽劑是KRB-3B中性除鏽劑、EVAP0-RUST除鏽劑中的至少一種； 所述的防老化劑是對苯二胺類、酮胺類、醛胺類、酚類中的至少一種； 所述的水是超純水、純水、去離子水中的至少一種； 所述的一種防凍液的製備方法，包括以下步驟： 將防凍劑投入反應缸中，在攪拌狀態下，依次加入水、消泡劑、緩蝕劑、防黴劑、除鏽劑 和防老化劑，分散均勻後再加入PH調節劑，將PH值調節至7. 5?9. 5之間，最後加入著色 齊IJ，分散均勻後即製得防凍液。
[0009] 本發明一種防凍液具有如下優點： 1. 採用酸鹼指示劑作為著色劑的一部分，當防凍液被氧化形成酸性物質而導致防凍液 的PH < 7. 5時，防凍液顏色發生變化，提醒用戶防凍液已發生變質，該更換新的防凍液； 2. 添加了紫外線感光變色粉，使得防凍液顏色經陽光/紫外光照射，吸收陽光/紫外線 的能量而產生變化（無色變有色），當失去陽光/紫外線照射時，即回復到原來顏色，有效地 防止冷卻系統被著色劑著色； 3. 添加了防老化劑、除鏽劑，使防凍液不僅具有減緩橡膠溶脹、老化的作用，而且對已 氧化的金屬物起清洗除鏽作用； 4. 高儲備鹼度，有利於穩定防凍液的PH值，提高防凍液品質； 5. 高沸點，防止冷卻系統在夏季出現"開鍋"現象。
[0010] 具體實施 以下實施例對本發明進行說明，但本發明並不受這些實施例所限制。對本發明的具體 實施方式進行修改或者對部分技術特徵進行等同替換，而不脫離本發明方案的精神，其均 應涵蓋在本發明請求保護的技術方案範圍當中。
[0011] 實施例1 按配方重量份配比，將17份乙二醇份和3份三乙二醇加入反應缸中，在攪拌狀態下，力口 入78份去離子水、0. 05份DF-830、5. 0份TF-SNA複合劑、I. 0份苯甲酸鈉、2. 4份KRB-3B中 性除鏽劑和0. 2份對苯二胺類防老化劑，分散均勻後再加入0. 2份磷酸鹽、0. 3份乙二酸， 體系PH為8. 5,最後加入0. 02份紫外線感光變色粉、0. 1份甲酚紅，分散均勻後即製得防凍 液。
[0012] 實施例2 按配方重量份配比，將40份乙二醇、6份1，2-丙二醇和6份三丙二醇加入反應缸中， 在攪拌狀態下，加入47份去離子水、0. 1份CF-190、3. 5份TF-SB複合劑、0. 8份苯甲酸鈉、 1. 5份EVAP0-RUST除鏽劑和0. 8份對苯二胺類防老化劑，分散均勻後再加入0. 1份氫氧化 鈉、〇. 5份癸二酸，體系PH為8. 2,最後加入0. 05份紫外線感光變色粉、0. 2份中性紅，分散 均勻後即製得防凍液。
[0013] 實施例3 按配方重量份配比，將65份乙二醇、12份1，2-丙二醇和15份二丙二醇加入反應缸中， 在攪拌狀態下，加入〇份去離子水、〇. 2份DF-830、2份TF-SNA複合劑、0. 5份苯甲酸鈉、0. 3 份KRB-3B中性除鏽劑和I. 0份對苯二胺類防老化劑，分散均勻後再加入0. 3份磷酸鹽、0. 4 份乙二酸、0. 3份癸二酸，體系PH為9. 0,最後加入0. 1份紫外線感光變色粉、0. 2份中性紅， 分散均勻後即製得無水防凍液。
[0014] 比較例4 按配方重量份配比，將50份乙二醇加入反應缸中，在攪拌狀態下，加入47份去離子水、 0. 1份CF-190、0. 5份TM-30U0. 8份苯甲酸鈉，分散均勻後再加入0. 3份氫氧化鈉、0. 5份 磷酸鹽，體系PH為9. 1，最後加入0. 05份水溶性螢光粉，分散均勻後即製得防凍液。
[0015] 實施例1?3、比較例4的一種防凍液的相關性能採用以下方法測試： 1.防凍液顏色試驗方法：採用目測法，分別在室內和室外觀察防凍液顏色； 2. PH值滴定：取IOOmL試樣置於250mL錐形瓶中，用0. lmol/L的鹽酸標準滴定溶液滴 定至顏色發生變化，即為滴定終點，記錄PH值； 3. 儲備鹼度的試驗方法：參照SH/T 0091中的規定進行； 4. 冰點的測定方法：採用冰點儀測試； 5. 沸點的測定方法：參照SH/T 0089中的規定進行； 6. 除鏽測定方法：將生鏽的工件浸入防凍液中，用超聲波清洗工藝，觀察除鏽效果；其 中"Λ"表示有除鏽作用，"〇"表示無除鏽作用； 7. 橡膠溶脹試驗方法：取一段橡膠管，稱重並記錄質量為M1，將橡膠管置於磨砂玻璃 瓶內，加入50mL防凍液，使橡膠管完全被浸沒，蓋緊瓶塞，置於50土TC鼓風烘箱中，放置 3d後取出橡膠管，用乾淨濾紙擦乾淨後稱重，記錄質量為M2,平均試驗三組，取求平均值， 橡膠溶脹率=(M2-M1)/M1 ; 8. 橡膠熱空氣老化試驗方法：參照GB/T 3512中的規定進行，在250°C熱空氣下老化 72h ； 實施例1?3、比較例4所得的一種防凍液的相關性能測試結果如下表1所示。
[0016] 表 1
【權利要求】
1. 在一種防凍液，其特徵在於，各組分按重量份配比包括： 防凍劑 20?92份 著色劑 0. 02?1份 緩蝕劑 2. 0?5. 0份 PH調節劑 0.2?1.0份 消泡劑 0. 05?0. 2份 防黴劑 0. 5?1. 0份 除鏽劑 0. 3?2. 4份 防老化劑 0. 2?1. 0份 水 0?76份。
2. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的防凍劑是H [OCH 2CH2] niOH 和H[OC2H3(CH3)]n2OH的混合液，其中?是1?4, n 2是1?3,按重量份配比H[OCH2CH2] hOH: H [OC2H3 (CH3) ] n20=3 ?6:0 ?2。
3. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的著色劑是紫外線感光變色粉 和酸鹼指示劑的混合物，按重量份配比紫外線感光變色粉：酸鹼指示劑=1:7?10,其中酸 鹼指示劑是甲酚紅、中性紅、中性藍、酚紅、氮萘藍、硝基酚酞、間硝基酚中的至少一種。
4. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的緩蝕劑是冷卻液複合劑、無 機化合物緩蝕劑、有機化合物緩蝕劑中的至少一種，其中冷卻液複合劑是TF-SNA複合劑、 TF-SB複合劑、TM-301、TM-302中的至少一種，無機化合物緩蝕劑是偏矽酸鹽、磷酸鹽、鎢酸 鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽和鑰酸鹽、苯甲酸鹽中的至少一種，有機環合物緩蝕劑是三乙醇胺、苯 並三氮唑、巰基苯並噻唑、有機磷酸鹽中的至少一種。
5. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的PH調節劑是檸檬酸、檸酸酸 鹽、乙酸、己二酸、癸二酸、異辛酸、氫氧化鈉、磷酸、磷酸鈉、碳酸、碳酸鹽中的至少一種。
6. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的消泡劑是AFE-1410、 DF-8868A、DF-830、CF-190中的至少一種；所述的防黴劑是JL108、苯甲酸鈉、十二烷基二甲 基苄基氯化銨中的至少一種。
7. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的除鏽劑是KRB-3B中性除鏽劑、 EVAPO-RUST除鏽劑中的至少一種；所述的防老化劑是對苯二胺類、酮胺類、醛胺類、酚類中 的至少一種。
8. 如權利要求1所述的一種防凍液，其特徵在於，所述的水是超純水、純水、去離子水 中的至少一種。
9. 如權利要求1所述的一種防凍液的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟： 將防凍劑投入反應缸中，在攪拌狀態下，依次加入水、消泡劑、緩蝕劑、防黴劑和防老化 齊[J，分散均勻後再加入PH調節劑，將PH值調節至7. 5?9. 5之間，最後加入著色劑，分散均 勻後即製得防凍液。
【文檔編號】C09K5/20GK104497993SQ201410743604
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優先權日:2014年12月9日
【發明者】陳炳耀, 凌輝, 鄭呂鳳 申請人:廣東三和化工科技有限公司