一种耐高低温的无水型发动机冷却液及其制备方法与流程

本发明涉及发动机冷却液，具体涉及一种耐高低温的无水型发动机冷却液及其制备方法。

背景技术：

1、发动机是汽车的最核心部件，汽车的动力与车用空调的带动全部由发动机承担，但是温度太高的发动机的效率会降低甚至损坏，温度过低的发动机又将增加耗油量。因此，冷却系统是确保发动机在正常工作温度下正常运转的最有效保障。

2、传统发动机冷却液是以二元醇(如乙二醇、丙二醇)与水按不同比例混合并加上添加剂组成。虽然混合二元醇型无水冷却液的沸点较高，但其冰点不够低，同时存在燃点低、传热效果差，易燃烧和冷却效果差等缺点；同时长久使用含水冷却液还会使冷却系统出现腐蚀、水垢、开锅等一系列问题，影响了发动机的使用安全。现代高功率发动机的设计温度较高，且要求在极端温度环境条件下能正常使用，因此传统的发动机冷却液已经不能满足要求。目前迫切需要一种导热性能高，且能在极端温度环境条件下以及大功率发动机中正常使用的发动机冷却液。

3、现有技术如中国专利申请cn106905932a公开了一种含羧基化石墨烯的有机型发动机冷却液及其制备方法，通过采用二元醇与水作为冷却液的原料，加入羧基化石墨烯提高冷却液的导热系数，同时在羧基化石墨烯中插层有机酸缓蚀剂，可以防止冷却系统出现点蚀等腐蚀情况，得到的发动机冷却液导热性强，具有较好的抗腐蚀性能。但其使用的缓蚀剂缓蚀性能有限，在金属缓蚀效果上尚有不足之处，且冷却液仍采用了水与二元醇类的冷却液配方，限制了冷却液在极端温度环境条件下以及大功率发动机中正常使用的应用。

4、现有技术如中国专利申请cn102786916a公开了一种非二元醇环保型水基发动机冷却液，通过采用二元醇与水作为冷却液的原料，在冷却液配方中添加有机酸缓蚀剂和吡咯类化合物，起到复配缓蚀的效果。但其并未对冷却液的导热性进行改进，得到的冷却液导热性不足，且仍采用了水与二元醇类的冷却液配方，影响了冷却液在极端温度环境条件下以及大功率发动机中正常使用的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种耐高低温的无水型发动机冷却液及其制备方法，该耐高低温的无水型发动机冷却液具有优良的耐高低温性、导热性和缓蚀性。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种耐高低温的无水型发动机冷却液的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤(1)、将n-月桂酰-l-丙氨酸、苯并三氮唑、变压器油混合，第一次反应，反应结束后，分液，取下层液体干燥，得到复合缓蚀剂；

5、将纤维素纳米晶须与六水合氯化铝水溶液混合，第二次反应，反应结束后，过滤，洗涤，煅烧，得到氧化铝纤维；

6、步骤(2)、将氧化铝纤维、复合缓蚀剂、乙醇混合，超声分散，反应，反应后，离心，过滤，洗涤，干燥，得到改性氧化铝纤维；

7、步骤(3)、将氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺、氯化亚砜混合，第一次反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到酰氯化石墨烯；将酰氯化石墨烯、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、三乙胺、异辛醇混合，第二次反应，反应结束后，过滤，洗涤，干燥，得到改性石墨烯；

8、步骤(4)、将可降解生物质低粘度基础油与抗泡剂混合搅拌，再加入抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂搅拌至完全溶解，最后加入改性石墨烯、改性氧化铝纤维，超声分散，制得耐高低温的无水型发动机冷却液。

9、优选地，所述步骤(1)中：n-月桂酰-l-丙氨酸、苯并三氮唑、变压器油以质量比(270-300):(170-210):(200-250)；第一次反应条件为：在160-180℃温度下反应8-10h。

10、进一步地，n-月桂酰-l-丙氨酸与苯并三氮唑的摩尔比为1:(1.2-1.5)。

11、优选地，所述变压器油包括25号变压器油。

12、优选地，所述步骤(1)中：纤维素纳米晶须与六水合氯化铝水溶液的质量比为1:(50-100)；第二次反应条件为：在转速300-500r/min、室温下反应3-4h；煅烧条件为：在1000-1200℃温度下煅烧2h。

13、进一步地，所述六水合氯化铝水溶液为20wt％六水合氯化铝水溶液。

14、优选地，所述步骤(2)中：氧化铝纤维、复合缓蚀剂、乙醇的质量比为10:(0.1-0.5):(800-1000)；反应条件为：在真空度0.03-0.04mpa，室温下反应4-6h。

15、优选地，所述步骤(3)中：氧化石墨烯、n,n-二甲基甲酰胺、氯化亚砜的质量比为2:(10-20):(250-260)；第一次反应条件为：在50-65℃温度下第一次反应10-14h。

16、优选地，制备酰氯化石墨烯的过程中，洗涤操作所用的洗涤液包括二氯甲烷。

17、优选地，所述步骤(3)中：酰氯化石墨烯、甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、三乙胺、异辛醇的质量比为2:(30-50):(10-20):(3-5):(10-15)；第一次反应条件为：在50-55℃温度下第二次反应120-130h。

18、优选地，所述制备改性石墨烯的过程中，洗涤操作所用的洗涤液包括乙醇。

19、优选地，所述步骤(4)中：可降解生物质低粘度基础油、改性石墨烯、改性氧化铝纤维、抗氧剂、防锈剂、金属钝化剂的质量比为(30-90):(10-50):(5-10):(1-5):(0.5-3):(0.01-0.1)；抗泡剂的加入量为10-50ppm。

20、优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂t501；防锈剂包括防锈剂t705；金属钝化剂包括金属钝化剂t706；抗泡剂包括抗泡剂t901。

21、优选地，一种采用如上所述的一种耐高低温的无水型发动机冷却液的制备方法制备得到的耐高低温的无水型发动机冷却液。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、苯并三氮唑和n-月桂酰-l-丙氨酸都是有机型金属缓蚀剂。本发明中将n-月桂酰-l-丙氨酸与苯并三氮唑反应，制得复合缓蚀剂。由于n-月桂酰-l-丙氨酸具有优异的亲油性，将n-月桂酰-l-丙氨酸引入苯并三氮唑结构中，可以改善苯并三氮唑在有机基础油中的溶解度，使制得的复合缓蚀剂结构中具有多吸附中心，提高了对金属表面的吸附能力，达到增强缓蚀性能的效果，相比于单一缓蚀剂的金属缓蚀性能更加优异；同时由于n-月桂酰-l-丙氨酸具有生物降解性，制得的冷却液更加环保。

24、本发明中利用模板法制备氧化铝纤维，得到的氧化铝纤维在具有高比热容、高导热性、化学性质稳定等性质的同时具有高比表面积的多孔结构，可以有效吸附表面活性剂；将复合缓蚀剂作为表面活性剂修饰氧化铝纤维，采用真空浸渍法，使氧化铝纤维在吸附过程中形成低压区域，从而使复合缓蚀剂渗透氧化铝纤维，填充氧化铝纤维的孔隙和空隙，使复合缓蚀剂充分浸透以达到负载效果。得到的改性氧化铝纤维具有导热性的同时，在有机基础油中具有更好的分散性；且由于氧化铝纤维表面修饰有缓蚀剂，所以具有金属缓蚀效果。添加了改性氧化铝纤维的冷却液具有更好的金属缓蚀性能和导热性能。

25、本发明中将氧化石墨烯接枝异辛醇，制得的改性石墨烯具有优异的化学结构稳定性和热稳定性，将其作为相变材料加入冷却液中，使制得的冷却液具有优异的热传导效率，同时具有一定润滑效果。

26、本发明中采用可降解生物质低粘度基础油为原料，改性氧化铝纤维、改性石墨烯和其他添加剂作为助剂，采用油性冷却液配方，制得的无水型发动机冷却液具有导热性高、沸点高、冰点和燃点低的特点，可以满足极端温度环境以及大功率发动机的正常使用要求，同时提升了使用安全性。