一种全有机无水型发动机冷却液及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及冷却液领域，具体涉及一种全有机无水型发动机冷却液及其制备方法。本发明提供的全有机无水型发动机冷却液主要由二醇混合液、缓蚀剂、烯丙基聚氧烷基环氧基醚、pH调节剂和染色剂组成。本发明提供的全有机无水型发动机冷却液具有冰点低，粘度低、沸点高，消泡、抑泡效果好的优点，可以在极寒或极严酷的地方正常使用；同时该全有机无水型发动机冷却液长期使用不会产生沉淀物，而且防腐效果显著，可以有效的延长发动机及冷却系统的寿命，是一种较为理想的环保型冷却液。
【专利说明】
一种全有机无水型发动机冷却液及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冷却液领域，具体涉及一种全有机无水型发动机冷却液及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 冷却液是发动机循环冷却系统的冷却介质，其主要功能是为了保护发动机的正常 运行。汽车发动机冷却液经历了几代发展历程，如水、无机盐型，甲醇、乙醇型，乙二醇型等， 由于乙二醇具有挥发性小，蒸汽压低，粘度适中且随温度变化小，热传导好，价格适中，与水 有良好的相容性，降冰点效果显著的优点而被广泛应用于发动机冷却液中。
[0003] 随着汽车工业的发展，发动机向高负荷和高技术发展，而冷却系统的工作状态直 接影响发动机的正常运行及车辆的使用寿命。因此，发动机冷却液不仅要求具有较低的冰 点和较高的沸点，还应具有优良的金属缓蚀性、防气蚀性、防结垢性，以及对环境友好，且有 较长的使用寿命等各方面的综合性能。传统的乙二醇含水型冷却液渐渐不能满足现代汽车 发动机的要求，它存在着不可避免的缺陷：其含水量大于30%，导致沸点只能达到105°C-110°C，在重负荷工作条件下容易"开锅"，并且在汽缸外围的金属表面形成蒸汽层面，导致 传热能力下降并产生气蚀;水在电解质作用下发生电化学腐蚀及产生水垢，逐渐侵蚀缸体、 水箱及橡胶件，缩短汽车发动机的使用寿命，而频繁更换发动机和冷却液不仅造成保养麻 烦，成本较高，并且对环境造成较大的污染。
[0004] 为了克服乙二醇含水型冷却液的缺陷，近年来已有多种无水型冷却液问世。但该 无水型冷却液仍然存在许多不足，例如使用了有毒的无机盐型缓蚀剂:磷酸盐、亚硝酸盐、 硝酸盐、钼酸盐等，不仅加重了环境的负担，而且缓蚀寿命不长。因此开发生产高性能环保 型的冷却液成为市场需求的主要趋势。
[0005] 中国专利申请200710028452.0公开了一种不含乙二醇的长效冷却液，所述长效冷 却液主要由多元醇、粘度比热调节剂和能溶于多元醇的防腐蚀添加剂组成，所述多元醇为 1，2_丙二醇或丙二醇与丙三醇的混合物，粘度比热调节剂为卡必醇。虽然制备得到的长效 冷却液的沸点高于150°C，但其还是会影响发动机的启动与传热效果，而且卡必醇的闪点低 于丙二醇，使冷却液的闪点更低，丙三醇的粘度较大，影响冷却液的流动性，无法满足现代 冷却液的要求。
[0006] 中国专利申请201210005204.5公开了一种全有机无水型发动机冷却液，所述全有 机无水型发动机冷却液包括:丙二醇20-92%、乙二醇0-60%、全有机型缓蚀剂0.6-5.5%、 粘度比热调节剂5-20 %、pH值调节剂1 · 5-5 · 0 %、消泡剂0 · 01-0 · 1 %、染色剂0 · 001-0 · 01 %， 所述粘度比热调节剂为二乙二醇单乙醚，所述消泡剂为多元醇嵌段聚醚。但是，但乙二醇、 丙二醇的闪点都较低，无法满足冷却液闪点安全性的要求；同时二乙二醇单乙醚具有微粘 性，而且多元醇嵌段聚醚消泡剂在低温条件下容易造成离子聚并，粘度增大，降低了冷却液 的流动性，大大的限制了该冷却液的推广和使用。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有技术中发动机冷却液存在的不足，本发明的目的在于提供一种全有 机无水型发动机冷却液及其制备方法。本发明提供的全有机无水型发动机冷却液具有高沸 点、高闪点、低冰点和低粘度，优良的金属缓蚀性、防气蚀性、防结垢性，以及对环境友好，且 有较长的使用寿命等优势，是一种较为理想的发动机冷却液。
[0008] 本发明提供了一种全有机无水型发动机冷却液，包括如下组分及重量百分比：
[0009] 二醇混合液75-80%、缓蚀剂2-6%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚12-18%、pH调节剂 2-5 %、染色剂0.005-0.01 % ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-丁 二醇组成。
[0010] 进一步地，所述全有机无水型发动机冷却液包括如下组分及重量百分比：
[0011] 二醇混合液7 8.5 %、缓蚀剂3 %、烯丙基聚氧烷基环氧基醚1 5 %、p Η调节剂 3.492 %、染色剂0.008 %。
[0012] 进一步地，所述二醇混合液由1，3_丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4_ 丁二醇按体 积比 1: (4-6): (2-4)组成。
[0013] 进一步地，所述二醇混合液由1，3_丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4_ 丁二醇按体 积比1:5:3组成。
[0014]进一步地，所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2,4,6-三(4-羧基苯基)-1，3,5_三嗪按 质量比1: (1_3): (3_4)组成。
[0015] 进一步地，所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2,4,6-三(4-羧基苯基)-1，3,5_三嗪按 质量比1:2:3.5组成。
[0016] 进一步地，所述pH值调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
[0017] 进一步地，所述染色剂为金属络合染料，所述金属络合染料购于海银赛实业有限 公司，型号为R-119#。
[0018] 另外，本发明还提供了一种全有机无水型发动机冷却液的制备方法，包括以下步 骤：
[0019] S1将烯丙基聚氧烷基环氧基醚加入高速搅拌锅内，以120-150r/min搅拌，至物料 温度达85-95°C时，加入二醇混合液，搅拌均匀，得混合液I;
[0020] S2往步骤S1得到的混合液I中加入缓蚀剂和染色剂搅拌均匀，接着加入pH调节剂， 调节pH值至8.5-9.5,即得。
[0021] 本发明提供的由1，3_丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4_ 丁二醇按一定体积比组 成的二醇混合液具有高沸点、低冰点和低粘度的优点。经试验发现，本发明提供的二醇混合 液的冰点低于_50°C，沸点高于189.4°C，其在极寒和酷暑的环境下不会出现结冰或者沸腾 等现象，不会影响发动机的正常运行，扩大了该发动机冷却液的使用地域。
[0022] 进一步地，本发明将烯丙基聚氧烷基环氧基醚作为粘度调节剂添加到本发明的冷 却液体系中，经试验发现，其不但可以降低冷却液的粘度，同时还具有消泡作用。本发明提 供的全有机无水型发动机冷却液在不添加消泡剂的情况下，其消泡效果与添加消泡剂的冷 却液的消泡、抑泡效果基本接近，可以有效的解决了乳化硅油或高碳醇脂肪酸酯复合物等 常用消泡剂在温度低于_20°C时粘度增大，影响冷却液流动性的问题，更有利于发动机冷却 液在寒冬中使用。
[0023]进一步地，经试验发现，本发明提供的由辛酸、癸二酸和2，4，6-三(4-羧基苯基)-1，3,5_三嗪按一定质量比组成的缓蚀剂可以快速形成吸附膜，吸附膜吸附在金属表面，对 汽车内金属如黄铜、紫铜、焊锡、铸铝、铸铁、钢等均有全面的保护作用，具有优越的防腐性 能，可以有效的延长发动机的使用寿命。
[0024]进一步地，使用本发明提供的全有机无水型发动机冷却液可以明显改善汽车的性 能，加快热传导，缩短发动机启动时的热车时间，可以减少尾气中C0和烃类气体的排放量， 可以有效的减少环境污染，是一种环保的发动机冷却液。
[0025] 与现有技术相比，本发明提供的全有机无水型发动机冷却液具有以下优势：
[0026] (1)本发明提供的全有机无水型发动机冷却液具有高沸点、低冰点和低粘度的优 点，其在极寒和酷暑的环境下不会出现结冰或者沸腾等现象，不会影响发动机的正常运行， 扩大了该发动机冷却液的使用地域；
[0027] (2)本发明提供的全有机无水型发动机冷却液具有优越的防腐性能，对汽车内金 属如黄铜、紫铜、焊锡、铸铝、铸铁、钢等均有全面的保护作用，可以有效的延长发动机的使 用寿命；
[0028] (3)本发明提供的全有机无水型发动机冷却液可以明显改善汽车的性能，可以减 少尾气中C0和烃类气体的排放量，可以有效的减少环境污染，是一种环保的发动机冷却液。
【具体实施方式】：
[0029]以下通过【具体实施方式】的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限 制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本 发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
[0030]实施例1、一种全有机无水型发动机冷却液
[0031 ]所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0032] 二醇混合液80%、缓蚀剂3 %、烯丙基聚氧烷基环氧基醚13%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3.994%、金属络合染料0.006% ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇 和1，4_丁二醇按体积比1:4: 4组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2，4,6_三(4-羧基苯 基)-1，3，5-三嗪按质量比1:1:4组成。
[0033]制备方法：
[0034] S1将烯丙基聚氧烷基环氧基醚加入高速搅拌锅内，以120r/min搅拌，至物料温度 达85°C时，加入二醇混合液，搅拌均匀，得混合液I;
[0035] S2往步骤S1得到的混合液I中加入缓蚀剂和染色剂搅拌均匀，接着加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇，调节pH值至9.5，即得。
[0036] 实施例2、一种全有机无水型发动机冷却液
[0037] 所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0038] 二醇混合液78.5%、缓蚀剂3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚15%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3.492%、金属络合染料0.008% ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二 醇和1，4_ 丁二醇按体积比1:5:3组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2,4,6_三(4-羧基苯 基)-1，3，5-三嗪按质量比1:2:3.5组成。
[0039] 制备方法：
[0040] S1将烯丙基聚氧烷基环氧基醚加入高速搅拌锅内，以140r/min搅拌，至物料温度 达90 °C时，加入二醇混合液，搅拌均匀，得混合液I;
[0041 ] S2往步骤S1得到的混合液I中加入缓蚀剂和染色剂搅拌均匀，接着加入2-氨基-2- 甲基-1-丙醇，调节pH值至9.0，即得。
[0042] 实施例3、一种全有机无水型发动机冷却液
[0043] 所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0044] 二醇混合液75%、缓蚀剂5 %、烯丙基聚氧烷基环氧基醚18%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇1.99%、金属络合染料0.01 % 所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和 1，4-丁二醇按体积比1:6:2组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2,4,6-三(4-羧基苯基)-1，3，5-三嗪按质量比1:3:3组成。
[0045] 制备方法：
[0046] S1将烯丙基聚氧烷基环氧基醚加入高速搅拌锅内，以150r/min搅拌，至物料温度 达95°C时，加入二醇混合液，搅拌均匀，得混合液I;
[0047] S2往步骤S1得到的混合液I中加入缓蚀剂和染色剂搅拌均匀，接着加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇，调节pH值至8.5，即得。
[0048] 对比例1、一种全有机无水型发动机冷却液
[0049] 所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0050] 二醇混合液78.5%、缓蚀剂3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚15%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3.492%、金属络合染料0.008% ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇和2-甲基-1，3-丙二 醇按体积比1:1组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2，4，6-三(4-羧基苯基)-1，3，5-三嗪 按质量比1:2:3.5组成。
[0051] 制备方法与实施例2类似。
[0052]与实施例2的区别在于，二醇混合液由1，3_丙二醇和2-甲基-1，3-丙二醇按体积比 1:1组成。
[0053] 对比例2、一种全有机无水型发动机冷却液
[0054] 所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0055] 二醇混合液78.5%、缓蚀剂3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚15%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3.492%、金属络合染料0.008% ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇和1，4-丁二醇按体 积比1:1组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2，4，6-三(4-羧基苯基)-1，3，5-三嗪按质量 比1:2:3.5组成。
[0056]制备方法与实施例2类似。
[0057]与实施例2的区别在于，二醇混合液由1，3_丙二醇和1，4_ 丁二醇按体积比1:1组 成。
[0058]对比例3、一种全有机无水型发动机冷却液
[0059] 所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0060] 二醇混合液78.5%、缓蚀剂3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚15%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3.492%、金属络合染料0.008% ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二 醇和1，4_ 丁二醇按体积比1:1:1组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2,4,6_三(4-羧基苯 基)-1，3，5-三嗪按质量比1:2:3.5组成。
[0061] 制备方法与实施例2类似。
[0062] 与实施例2的区别在于，二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-丁 二醇按体积比1:1:1组成。
[0063] 对比例4、一种全有机无水型发动机冷却液
[0064] 所述全有机无水型发动机冷却液由如下组分及重量百分比：
[0065] 二醇混合液78.5%、缓蚀剂3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚15%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3.492%、金属络合染料0.008% ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二 醇和1，4_ 丁二醇按体积比1:5:3组成;所述缓蚀剂为由辛酸、癸二酸和2,4,6_三(4-羧基苯 基)-1，3，5-三嗪按质量比1:1:1组成。
[0066]制备方法与实施例2类似。
[0067]与实施例2的区别在于，缓蚀剂由辛酸、癸二酸和2,4,6_三(4-羧基苯基)-1，3,5_ 三嗪按质量比1:1:1组成。
[0068] 试验例一、全有机无水型发动机冷却液理化指标测试试验
[0069] 1、试验材料:实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3和对比例4制 备的全有机无水型发动机冷却液。
[0070] 2、试验方法：
[0071] 参考GB 29743-2013的方法对实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比 例3和对比例4制备的全有机无水型发动机冷却液的冰点、沸点、储备碱度、腐蚀性和泡沫倾 向进行测定，对发动机及冷却系统的寿命进行评价，其中腐蚀性是对玻璃器皿腐蚀，试片质 量变化值，mg/片。
[0072] 3、试验结果：
[0073]试验结果如表1所示。
[0074]表1全有机无水型发动机冷却液理化指标测试试验
[0075]
[0076] 注：表示重量减少，"+"表示重量增加，"标准范围"表示在增重或减重10毫克或 30毫克的范围内都表示合格。
[0077] 由表1可知，本发明制备的全有机无水型发动机冷却液具有以下优点：
[0078] (1)本发明制备的全有机无水型发动机冷却液的冰点低于-50°C，沸点高于189.4 °C，可以在极寒或极严酷的地方正常使用；
[0079] (2)本发明制备的全有机无水型发动机冷却液各组成相互协调起消泡、抑泡作用， 在不添加消泡剂的情况下，其消泡效果与添加消泡剂的冷却液的消泡、抑泡效果基本接近；
[0080] (3)本发明制备的全有机无水型发动机冷却液长期使用不会产生沉淀物，而且防 腐效果显著，可以有效的延长发动机及冷却系统的寿命。
[0081 ]试验例二、实车使用验证
[0082] 1、试验材料:实施例2制备的全有机无水型发动机冷却液。
[0083] 2、试验结果:对使用实施例2制备的全有机无水型发动机冷却液的汽车的各性能 进行评价，与目前市售的乙二醇型发动机冷却液相比，具体结果如表2所示。
[0084] 表2各车的性能改善指标
[0086]由表2可知，与目前市售的乙二醇型发动机冷却液相比，使用本发明提供的全有机 无水型发动机冷却液可以明显改善汽车的性能，加快热传导，缩短发动机启动时的热车时 间，可以减少尾气中C0和烃类气体的排放量，可以有效的减轻环境污染，是一种环保的发动 机冷却液。
【主权项】
1. 一种全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，包括如下组分及重量百分比： 二醇混合液75-80%、缓蚀剂2-6%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚12-18%、pH调节剂2-5% 和染色剂0.005-0.01 % ;所述二醇混合液由1，3-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇和1，4-丁二醇 组成。2. 如权利要求1所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，包括如下组分及重量 百分比： 二醇混合液78.5%、缓蚀剂3%、烯丙基聚氧烷基环氧基醚15%、pH调节剂3.492%、染 色剂0.008 %。3. 如权利要求1所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，所述二醇混合液由1， 3_丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇和1,4-丁二醇按体积比1: (4-6): (2-4)组成。4. 如权利要求3所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，所述二醇混合液由1， 3_丙二醇、2-甲基-1，3_丙二醇和1，4_ 丁二醇按体积比1:5:3组成。5. 如权利要求1所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，所述缓蚀剂为由辛 酸、癸二酸和2,4,6_三(4-羧基苯基)-1，3,5_三嗪按质量比1: (1-3): (3-4)组成。6. 如权利要求5所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，所述缓蚀剂为由辛 酸、癸二酸和2，4，6-三(4-羧基苯基)-1，3，5-三嗪按质量比1:2:3.5组成。7. 如权利要求1所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，所述pH调节剂为2-氨 基-2-甲基-1-丙醇。8. 如权利要求1所述的全有机无水型发动机冷却液，其特征在于，所述染色剂为金属络 合染料。9. 一种如权利要求1-8任一所述的全有机无水型发动机冷却液的制备方法，其特征在 于，包括以下步骤： S1将烯丙基聚氧烷基环氧基醚加入高速搅拌锅内，以120-150r/min搅拌，至物料温度 达85-95°C时，加入二醇混合液，搅拌均匀，得混合液I; S2往步骤S1得到的混合液I中加入缓蚀剂和染色剂搅拌均匀，接着加入pH调节剂，调节 pH值至8.5-9.5,即得。
【文档编号】C23F11/10GK106047309SQ201610446464
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】叶少林, 万磊, 邹尚宏
【申请人】广州市标榜汽车用品实业有限公司