本发明涉及发动机冷却液技术领域，具体涉及一种环保型发动机冷却液及其制备方法。
背景技术：
发动机冷却液用于带走发动机工作过程中燃料燃烧产生大量的热量，从而保证发动机在适当温度下稳定工作。市面上使用的发动机冷却液大多为乙二醇的水溶液，水作为主要冷却介质，乙二醇用于降低冷却液的冰点，但其对冷却液的沸点提升不大。冷却液本身为碱性，在使用过程中随着乙二醇的逐渐氧化产生酸性物质，会降低冷却液的ph值，增大冷却液对金属部件的腐蚀。为了保证发动机冷却系统各金属部件在使用过程中不被冷却液腐蚀，通常在冷却液中加入各种缓蚀剂。常见的缓蚀添加剂通常包括硼砂、磷酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐、钼酸盐、硅酸盐等，硼砂价格便宜，对防止铸铁腐蚀特别有效，同时具有很好的缓冲作用，但是硼砂促进铝合金的传热腐蚀，还有一定毒性，所以现代冷却液很多都要求不含硼砂；磷酸盐来源丰富，对黑色金属有很好的缓蚀作用，但磷酸盐容易与水中的钙、镁离子反应生成水垢，对环境也有不良影响，可引起水体富营养化，因此使用受到限制；亚硝酸盐对防止铸铁汽缸衬里点蚀有良好效果，但它是一种有风险的缓蚀剂，使用时浓度不能低于临界浓度，否则会加速金属腐蚀；部分无机盐型冷却液中还含胺类添加剂，用于调节冷却液的碱度值，但胺类添加剂一方面会增大金属铜、黄铜的腐蚀，另一方面易与亚硝酸盐反应产生强致癌的亚硝胺。因此，无机盐型冷却液的对不同金属的防护难以平衡，且存在环保问题。因此，尚无一种成分环保且对多种金属具有防腐蚀效果的发动机冷却液。
技术实现要素：
本发明提供一种环保型发动机冷却液及其制备方法，解决常规冷却液中含亚硝酸盐、铬酸盐、铵盐等毒性大的问题，消除对人体健康危害的和对环境的影响。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种环保型发动机冷却液，按重量份数计，所述发动机冷却液包括以下组分：乙二醇30-50份、丙二醇60-90份、水40-70份、氢氧化钠0.1-0.3份、柠檬酸0.01-0.1份、苯甲酸钠0.2-0.5份、钼酸钠3-5份、苯并三氮唑0.01-0.2份、硅酸盐0.01-0.2份、硅氧酮0.02-0.4份、消泡剂0.005-0.05份；
优选的，所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、偏硅酸钠中的至少一种；
优选的，所述消泡剂为水溶性有机硅消泡剂；
一种环保型发动机冷却液制备方法，包括以下步骤：
将乙二醇、丙二醇和水混合，混合温度为15～35℃，之后加入柠檬酸、钼酸钠、苯并三氮唑、硅酸盐混合均匀，混合温度为15～35℃，调节ph值为8.5～9.5，加入硅氧酮、消泡剂混合均匀，得到冷却液。
本发明各物质间具有协同缓蚀作用，通过乙二醇、丙二醇的复配，解决了我国现有发动机冷却液缺乏对冷却液系统焊锡的保护问题，同时提高沸点，提高冷却液的防冻以及防沸功能；通过引入苯并三氮唑，大大降低了发动机冷却液对发动机冷却系统的点蚀，提高了对气穴腐蚀的抑制保护性能；通过在配方中引入硅氧酮，解决了我国现有发动机冷却液缺乏对冷却系统铸铝部件保护的问题，同时，偏硅酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠都具有良好的抗腐蚀能力，而且不向环境中引入硫酸根、硝酸根、磷酸根等容易造成环境污染的物质，使用更加安全。
本发明的优点：
1.本发明各物质间具有协同缓蚀作用，能有效防止发动机冷却系统内所接触的金属材料的腐蚀并能够防止水垢、锈垢等的生成，可有效保护发动机冷却系统并延长发动机冷却系统的使用寿命，保证汽车的正常运行并能有效降低运行成本，该保护剂成本低，经济实用。
2.本发明中偏硅酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠都具有良好的抗腐蚀能力，而且不向环境中引入硫酸根、硝酸根、磷酸根等容易造成环境污染的物质，使用更加安全。
3.本发明采用乙二醇和丙二醇作为冷却剂，通过丙二醇降低冰点，同时提高沸点，提高冷却液的防冻以及防沸功能，能够减少乙二醇的使用，同时降低乙二醇对发动机冷却系统金属的腐蚀。
4.本发明所需的原材料获取容易，配方成本适宜，生产较简单，可以配置-10至-50冰点范围内的冷却液，可在全国范围内使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的阐述；以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将重量份为40的水和重量份为30的乙二醇、重量份为60的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为15℃，然后依次加入重量份为0.01的柠檬酸、重量份为0.2的苯甲酸钠、重量份为3的钼酸钠、重量份为0.01苯并三氮唑、重量份为0.01硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为15℃，加入重量份为0.1氢氧化钠，使用柠檬酸调整ph值为8.5，加入硅氧酮重量份0.02份、水溶性有机硅重量份0.005，混合均匀，得到防冻冷却液s1。
实施例2
将重量份为70的水和重量份为50的乙二醇、重量份为90的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为35℃，然后依次加入重量份为0.1的柠檬酸、重量份为0.5的苯甲酸钠、重量份为5的钼酸钠、重量份为0.2苯并三氮唑、重量份为0.2硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为35℃，加入重量份为0.3氢氧化钠，使用柠檬酸调整ph值为9.5，加入硅氧酮重量份0.4份、水溶性有机硅重量份0.05，混合均匀，得到防冻冷却液s2。
实施例3
将重量份为55的水和重量份为45的乙二醇、重量份为50的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为25℃，然后依次加入重量份为0.005的柠檬酸、重量份为0.3的苯甲酸钠、重量份为4的钼酸钠、重量份为0.02苯并三氮唑、重量份为0.08硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为25℃，加入氢氧化钠重量份0.2，使用柠檬酸调整ph值为9，加入硅氧酮重量份0.16份、水溶性有机硅重量份0.02，混合均匀，得到防冻冷却液s3。
实施例4
将重量份为50的水和重量份为45的乙二醇、重量份为75的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为20℃，然后依次加入重量份为0.05的柠檬酸、重量份为0.4的苯甲酸钠、重量份为3.5的钼酸钠、重量份为0.15苯并三氮唑、重量份为0.12硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为20℃，加入氢氧化钠重量份0.15，使用柠檬酸调整ph值为8.8，加入硅氧酮重量份0.3份、水溶性有机硅重量份0.01，混合均匀，得到防冻冷却液s4。
实施例5
将重量份为60的水和重量份为35的乙二醇、重量份为80的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为30℃，然后依次加入重量份为0.08的柠檬酸、重量份为0.28的苯甲酸钠、重量份为3.5的钼酸钠、重量份为0.15苯并三氮唑、重量份为0.16硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为30℃，加入氢氧化钠重量份0.26，使用柠檬酸调整ph值为9.3，加入硅氧酮重量份0.3份、水溶性有机硅重量份0.04，混合均匀，得到防冻冷却液s5。
实施例6
将重量份为45的水和重量份为35的乙二醇、重量份为75的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为18℃，然后依次加入重量份为0.03的柠檬酸、重量份为0.25的苯甲酸钠、重量份为3.5的钼酸钠、重量份为0.08苯并三氮唑、重量份为0.08硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为18℃，加入氢氧化钠重量份0.13，使用柠檬酸调整ph值为8.8，加入硅氧酮重量份0.06份、水溶性有机硅重量份0.01，混合均匀，得到防冻冷却液s6。
对比例1
硝酸钠取代钼酸钠，其它步骤同实施例3，具体操作如下：
将重量份为55的水和重量份为45的乙二醇、重量份为50的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为25℃，然后依次加入重量份为0.005的柠檬酸、重量份为0.3的苯甲酸钠、重量份为4的硝酸钠、重量份为0.02苯并三氮唑、重量份为0.08硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为25℃，加入氢氧化钠重量份0.2，使用柠檬酸调整ph值为9，加入硅氧酮重量份0.16份、水溶性有机硅重量份0.02，混合均匀，得到防冻冷却液cs1。
对比例2
对比例3磷酸钠取代苯甲酸钠，其它步骤同实施例3，具体操作如下：
将重量份为55的水和重量份为45的乙二醇、重量份为50的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为25℃，然后依次加入重量份为0.005的柠檬酸、重量份为0.3的磷酸钠、重量份为4的钼酸钠、重量份为0.02苯并三氮唑、重量份为0.08硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为25℃，加入氢氧化钠重量份0.2，使用柠檬酸调整ph值为9，加入硅氧酮重量份0.16份、水溶性有机硅重量份0.02，混合均匀，得到防冻冷却液cs2。
对比例3
硫酸钠取代硅酸盐，其它步骤同实施例3，具体操作如下：
将重量份为55的水和重量份为45的乙二醇、重量份为50的丙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为25℃，然后依次加入重量份为0.005的柠檬酸、重量份为0.3的苯甲酸钠、重量份为4的钼酸钠、重量份为0.02苯并三氮唑、重量份为0.08硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为25℃，加入氢氧化钠重量份0.2，使用柠檬酸调整ph值为9，加入硅氧酮重量份0.16份、水溶性有机硅重量份0.02，混合均匀，得到防冻冷却液cs3。
对比例4
用乙二醇取代乙二醇、丙二醇的联合使用，其它步骤同实施例3，具体操作如下：
将重量份为55的水和重量份为45的乙二醇混合均匀，水浴控制混合温度为25℃，然后依次加入重量份为0.005的柠檬酸、重量份为0.3的苯甲酸钠、重量份为4的钼酸钠、重量份为0.02苯并三氮唑、重量份为0.08硅酸盐，混合均匀；水浴控制混合温度为25℃，加入氢氧化钠重量份0.2，使用柠檬酸调整ph值为9，加入硅氧酮重量份0.16份、水溶性有机硅重量份0.02，混合均匀，得到防冻冷却液cs3。
配制得到防冻冷却液后，观察其外观，测定其密度、含水量、沸点、、ph值、泡沫消散能力，具体参照国家标准的相关检测方法。
试验1：
根据gb29743和sh/t0085，对实施例、对比例制备的防冻冷却液进行金属腐蚀性检测，具体的步骤为：将尺寸为50mm×30mm×2mm的紫铜片、黄铜片、铸铁片、铝片、焊锡片和钢片浸泡在防冻冷却液中，在88℃的条件下不断地通入空气，浸泡1064个小时，实验结束后，分别测定紫铜片、黄铜片、铸铁片、铝片、焊锡片和钢片的重量变化，对防冻冷却液金属的腐蚀，按照astmd1384(sh/t0085)规定的方法进行，结果如下表所示。
试验2：
稳定性试验，采用一种加速试验的方法进行，将实施例及对比例及制备的防冻冷却液，每个样品分别装在3个500ml的广口瓶中，放置在88±2℃的通风干燥箱中，观察出现凝胶或沉淀的时间，记录硅酸盐稳定性、气相抑制剂稳定性；在88±2℃的条件下放置一天，相当于常温下贮存一个月，记录其长期稳定性结果。结果如下表所示。
结果与分析
在实施例1-6中，各物质间具有协同缓蚀作用，能有效防止发动机冷却系统内所接触的金属材料的腐蚀并能够防止水垢、锈垢等的生成，可有效保护发动机冷却系统并延长发动机冷却系统的使用寿命，保证汽车的正常运行并能有效降低运行成本，该保护剂成本低，经济实用。
对比例1-3引入硫酸根、硝酸根、磷酸根等容易造成环境污染的物质，安全性较低；而本发明通过该使用偏硅酸钠、钼酸钠、苯甲酸钠等，其性能与传统的发动机冷却剂中使用硫酸根、硝酸根、磷酸根的性能接近，不会造成环境的污染，同时具有良好的抗腐蚀能力。
对比例4中通过乙二醇的使用，使得其对玻璃器皿防腐蚀性大降，其中紫铜、铝、铸铁的防腐蚀性显著低于实施例1-6。而本发明采用乙二醇和丙二醇作为冷却剂，通过丙二醇降低冰点，同时提高沸点，提高冷却液的防冻以及防沸功能，减少对紫铜、铝、铸铁的腐蚀性。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。