一种mtu柴油机冷却水复合型防腐蚀剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸50~70mL、亚硝酸钠550~650g、硼砂220~280g、聚丙烯酸钠250~350g、苯丙三氮唑40~60g。该防腐蚀剂能降低MTU柴油机的腐蚀速率，尤其对冷却部位的铝合金材质具有很好的防腐效果，同时对铜和碳钢等也具有较好的防腐作用，可延长MTU柴油机的使用寿命，还公开了上述MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，采用本发明中的复合型防腐蚀剂，可以降低和避免由于冷却系统腐蚀严重而引起的安全事故，防腐蚀效果明显，具有良好的推广应用前景。
【专利说明】一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机车冷却水防腐蚀剂【技术领域】，具体涉及一种MTU柴油机冷却水复合 型防腐蚀剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 为了保证柴油机工作稳定，实现工作效率最佳化，以及保证空气和燃油具有最佳 的混合，必须及时导出柴油机工作中产生的热量。水是可行且最常见的冷却液体。但未经 处理的冷却水对冷却系统中的金属材质具有一定的侵蚀性，容易发生反应、产生水垢，以致 对机车的散热性能产生影响，同时使得机件的内表面产生腐蚀。冷却水的一般处理方法是 在其中加入某些成分的添加剂，从而达到优化水质、减少腐蚀的产生以延长机件的使用寿 命的目的。
[0003] 在大型柴油机方面，国内外柴油机冷却系统缓蚀剂大体上经过了重铬酸钾、化防 锈油、HG-KB、G93-94等几个阶段。国内在缓蚀剂的研制中也经历了从单个无机盐到多个无 机盐复配的无机盐类缓蚀剂阶段；从单个有机物到有机物和无机物复配的阶段，到现在的 纯有机物阶段。制备方面往往采取简单的按比例加试剂搅拌勾兑的方式。某铁路运输公司 的机车从2002年开始使用一种A配方的冷却水，A配方的成分如下：在一吨水中加入：偏硅 酸钠680g ;乙二胺四甲叉膦酸钠200g ;稀盐酸（35%) 400ml ;苯丙三氮唑50克；硼砂200g ; 工业酒精加入适量。从10多年的使用情况来看，较好的解决了机车的防腐蚀问题。但由于 近几年进口机车设备的更新，使用原配方后发现同样会出现比较严重的腐蚀问题。
[0004] 以前柴油机机车冷却部件的材质为碳钢、铜、焊料、紫铜和黄铜等，而进口 MTU (发动机及润轮机联盟弗里德希哈芬股份有限公司，全称：Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH简称：MTU)柴油机机车冷却部件的材质主要为ZL104铝合金，因此， 为了延长机车的使用寿命，需研制出一种主要针对ZL104铝合金的缓蚀剂，同时还要求该 防腐蚀剂对铜和碳钢等也具有较好的防腐效果，才能避免和减轻冷却水对现有机车冷却部 件的腐蚀作用。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀 齐U，该防腐蚀剂能降低MTU柴油机的腐蚀速率，同时对铜、碳钢等也具有较好的防腐效果， 可延长MTU柴油机的使用寿命。
[0006] 本发明所要解决的第二个技术问题是提供上述MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀 剂的制备方法，该制备方法工艺简洁，成本低。
[0007] 本发明所要解决的第一个技术问题是通过如下技术方案来实现的：一种MTU柴 油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的 浓磷酸5(T70mL、亚硝酸钠55(T650g、硼砂22(T280g、聚丙烯酸钠25(T350g、苯丙三氮唑 40?60g。
[0008] 在上述防腐蚀剂中，各原料的作用如下： 由于铝及其合金表面氧化膜在酸性、碱性过大时不易形成，且已形成的氧化膜会被破 坏，浓磷酸的作用是将机车内部碱性的冷却水的pH值尽量调节为中性，因为在PH为中性 时，对铝合金的腐蚀效果最小。
[0009] 亚硝酸钠是强氧化剂，在铝和其它金属表面可以形成一层致密的氧化膜，起到很 好的缓蚀作用。
[0010] 聚丙烯酸钠是一种高效的阻垢剂，主要来解决机车中致垢盐的结垢问题。
[0011] 苯丙三氮唑作为铜的缓蚀剂，在循环冷却水系统中可与阻垢剂等配合使用，对循 环冷却水系统缓蚀效果良好。
[0012] 作为本发明的一种优选的技术方案，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐 蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸55飞5mL、亚硝酸 钠565?635g、硼砂235?265g、聚丙烯酸钠275?325g、苯丙三氮唑45?55g。
[0013] 作为本发明的一种较佳的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐 蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠 600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g。
[0014] 作为本发明的一种改进：本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂， 在每吨水中由以下用量的原料制成：质量百分含量为85%的浓磷酸5(T70mL、亚硝酸钠 550?650g、硼砂22(T280g、聚丙烯酸钠25(T350g、苯丙三氮唑4(T60g，工业酒精适量。
[0015] 工业酒精的用途主要是用来溶解苯丙三氮唑，其用量以能溶解苯丙三氮唑即可， 苯丙三氮唑有些是水溶性的，有些是油溶性的，也有是水油两溶性的，当苯丙三氮唑为油溶 性时，需要添加一些有机溶剂助溶，如工业酒精等。
[0016] 作为本发明的一种优选的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型 防腐蚀剂，每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸55飞5mL、亚硝酸钠 565?635g、硼砂235?265g、聚丙烯酸钠275?325g、苯丙三氮唑45?55g，工业酒精适量。
[0017] 作为本发明的一种较佳的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐 蚀剂，每吨水中各原料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂 250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙三氮唑50g，工业酒精适量。
[0018] 本发明先通过对现有柴油机机车冷却部位的材料成分进行分析，确定防腐蚀剂所 要保护的材料类型及后续试验所需选择的挂片种类，通过对铜、碳钢和铝合金挂片进行试 验，先筛选出适合各个材料的单剂，然后将这些单剂同时针对铜、碳钢和铝合金挂片进行复 配，复配之后再对这些单剂之间的协同性及各单剂的用量进行试验，通过诸多防腐实验来 验证铜、碳钢和铝合金挂片均在复配中的最优防腐效果，最终确定适合MTU柴油机循环冷 却水的本发明中的最优防腐蚀剂配方。
[0019] 本发明所要解决的第二个技术问题是通过如下技术方案来实现的：上述的MTU柴 油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑、亚硝酸 钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混 匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。
[0020] 本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂配制时，可以采用的装置主要包括 以下部件，搅拌塔塔体、搅拌器、冷却水进口、止水阀、冷却水出口、填料入口、密封盖等，冷 却水的调制可以在搅拌塔装置中进行，具体如图1中所示。
[0021] 作为本发明的一种改进，还含有适量的工业酒精。
[0022] 作为本发明的一种优选的实施方式，本发明所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐 蚀剂的制备方法，含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑，溶于适量工业酒精中，再按计 量比加入亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最 后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。
[0023] 其中工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有以下优点： (1) 由于机车冷却部位的腐蚀严重，将会因机车故障而导致生产停止，甚至会导致严重 的事故，对生产及安全、环保造成了极大的不利影响，而本发明通过对机车冷却部位的材质 分析等，研制出了对应的防腐蚀新配方，从根本上解决了机车的腐蚀问题，缓解了机车冷却 系统的腐蚀问题，降低和避免了因为冷却系统腐蚀严重而产生的设备安全事故； (2) 本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂复合型新配方的使用延长了现有 MTU柴油机机车的额外使用寿命，使机车能够安全、长周期、经济运行，最大程度满足生产需 要，产生了较大的社会效益； (3) 本实用中的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂复合型新配方中原料种类较少、用 量适中、成本低廉，对MTU柴油机机车可起到很好的防腐蚀效果，该防腐蚀剂具有很大的市 场潜力，它的应用将有利于同类机车循环冷却系统防腐蚀技术的推广和普及。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图1是实施例1和实施例6中制备MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的搅拌塔装 置图，其中1、搅拌塔塔体；2、搅拌器；3、冷却水进口；41和42、止水阀；5、冷却水出口；6、填 料入口；7、密封盖； 图2是实施例11中实车水样铝离子数检测结果曲线图； 图3是实施例11中实车水样铜离子数检测结果曲线图； 图4是实施例11中实车水样铁离子数检测结果曲线图。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1 本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸50mL、亚硝酸钠650g、硼砂220g、聚丙烯酸钠350g、苯丙 三氮唑40g。
[0027] 制备方法如下：如图1中所示，配制MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的搅拌塔主 要包括：搅拌塔塔体1、搅拌器2、冷却水进口 3、止水阀41、止水阀42、冷却水出口 5、填料入 口 6、密封盖7等几个部件，配制时，先将称好的苯丙三氮唑，倒入塑料桶（10-20升）中，再 把秤好的其余三种药剂亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠倒入桶中，加水后充分搅拌使之溶解 成均匀溶液，再将此溶液倒入搅拌塔(塔中装1吨水）中，最后向水中加入浓磷酸，搅拌十分 钟，就可以使用。
[0028] 实施例2 本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸70mL、亚硝酸钠550g、硼砂280g、聚丙烯酸钠250g、苯丙 三氮唑60g。
[0029] 制备方法如下：按上述计量比取苯丙三氮唑、亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加 少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复 合型防腐蚀剂。
[0030] 实施例3 本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸55mL、亚硝酸钠635g、硼砂235、聚丙烯酸钠325g、苯丙三 氮唑45g。
[0031] 制备方法同实施例1。
[0032] 实施例4 本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸65mL、亚硝酸钠565g、硼砂265g、聚丙烯酸钠275g、苯丙 三氮唑55g。
[0033] 制备方法同实施例1。
[0034] 实施例5 本实施例提供的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠300g、苯丙 三氮唑50g。
[0035] 制备方法同实施例1。
[0036] 实施例6 与实施例1不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒精的用量能溶解苯丙三氮唑即可； 制备方法如下：如图1中所示，配制MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的搅拌塔主要包 括：搅拌塔塔体1、搅拌器2、冷却水进口 3、止水阀41、止水阀42、冷却水出口 5、填料入口 6、 密封盖7等几个部件，配制时，先将称好的苯丙三氮唑以适量工业酒精溶解(酒精用量以 能溶解苯丙三氮唑药剂为度)，倒入塑料桶（10-20升)中。再把称好的其余三种药剂亚硝酸 钠、硼砂和聚丙烯酸钠倒入桶中，加水后充分搅拌使之溶解成均匀溶液，再将此溶液倒入搅 拌塔(塔中装一吨水）中，向水中加入浓磷酸，搅拌十分钟，就可以使用。
[0037] 为了防止吸入苯丙三氮唑粉末及触碰浓磷酸，调配人员应佩戴口罩穿戴防腐手 套。
[0038] 实施例7 MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例2不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒 精的用量能溶解苯丙三氮唑即可； 制备方法如下：按上述计量比取苯丙三氮唑，溶于适量工业酒精中，再按计量比加入亚 硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷 酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。
[0039] 实施例8 MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例3不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒 精的用量能溶解苯丙三氮唑即可； 制备方法同实施例6。
[0040] 实施例9 MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例4不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒 精的用量能溶解苯丙三氮唑即可； 制备方法同实施例6。
[0041] 实施例10 MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂与实施例5不同的是，还含有适量工业酒精，工业酒 精的用量能溶解苯丙三氮唑即可； 制备方法同实施例6。
[0042] 实施例11 应用中选取了两台结构一样、状态相近的同型机车分别使用A配方（A配方的成分如 下：在1吨水中加入：偏硅酸钠680g ;乙二胺四甲叉膦酸钠200g ;稀盐酸（35%)400mL ;苯丙 三氮唑50克；硼砂200g ;工业酒精加入适量。）以及本发明中的MTU柴油机冷却水复合型防 腐蚀剂配方（B配方，即实施例10中的配方)的三个月后进行对比。因冷却水对铝合金的腐 蚀作用占据主导地位，为此，需要定期测定冷却水中铝离子浓度，方法如下： (1) 每隔半个月取机车冷却水进行分析，测定水中的铝离子，铝离子浓度低者，说明对 机车的保护效果好； (2) 挂片试验，在两机车冷却水系统中各悬挂一组碳钢、铜和铝合金材质挂片，三个月 后取出进行观察、记录并称重对比，表1为现场测到的铝离子浓度，挂片试验结果表明研制 的B配方优于现用的A配方。
[0043] 表1现场试验测得的铝离子浓度
【权利要求】
1. 一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸5(T70mL、亚硝酸钠55(T650g、硼砂22(T280g、聚丙烯酸 钠25(T350g、苯丙三氮唑4(T60g。
2. 根据权利要求1所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原 料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸55?65mL、亚硝酸钠565?635g、硼砂235?265g、 聚丙烯酸钠275?325g、苯丙三氮唑45?55g。
3. 根据权利要求2所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原 料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠 300g、苯丙三氮唑50g。
4. 一种MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是在每吨水中由以下用量的原料制 成：质量百分含量为85%的浓磷酸5(T70mL、亚硝酸钠55(T650g、硼砂22(T280g、聚丙烯酸 钠25(T350g、苯丙三氮唑4(T60g，工业酒精适量。
5. 根据权利要求4所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原 料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸55?65mL、亚硝酸钠565?635g、硼砂235?265g、 聚丙烯酸钠275?325g、苯丙三氮唑45?55g，工业酒精适量。
6. 根据权利要求5所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂，其特征是每吨水中各原 料的用量为：质量百分含量为85%的浓磷酸60mL、亚硝酸钠600g、硼砂250g、聚丙烯酸钠 300g、苯丙三氮唑50g，工业酒精适量。
7. 权利要求1-3任一项所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，其特征 是含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑、亚硝酸钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混 匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐 蚀剂。
8. 权利要求4-6任一项所述的MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂的制备方法，其特征 是含以下步骤：按上述计量比取苯丙三氮唑，溶于适量工业酒精中，再按计量比加入亚硝酸 钠、硼砂和聚丙烯酸钠，先加少量水混匀，再继续加水至满足用量要求，最后加入浓磷酸，混 匀即得MTU柴油机冷却水复合型防腐蚀剂。
【文档编号】C23F11/18GK104313595SQ201410502485
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】陈木如, 朱建华, 陈剑诗 申请人:中国石油化工集团公司