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毕业论文《汽车防冻液的配方以及制备方法设计

发布时间:2020-11-28 16:55

  PAGE l l 2013届精细化学品生产技术专业毕业设计(论文) 题 目:汽车防冻液的配方以及制备方法设计 班 级: 精化1001班 姓 名: 学 号: 9 指导老师: 完成时间: 2013年6月 摘 要 内燃车辆的发动机冷却系统是一个由汽缸、夹套与水箱组成的液冷式密闭循环体系。冷却系统的工作状态直接影响车辆的正常运行及车辆的使用寿命。防冻液是内燃机循环冷却系统的冷却介质,主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等。随着汽车工业的发展,对发动机的性能要求也越来越高,不仅要求防冻液具有较低的冰点和较高的沸点,还应具有较好的金属防腐性、防气蚀性、防结垢性,以及对环境污染小或不污染环境,且有较长的使用寿命等等方面的综合性能。 为了开发研制汽车防冻液,本文主要开展了以下研究工作:1、介绍了汽车防冻液的性能特点、组成;2、分析脲基润滑脂在制备过程中的关键问题,指出了原料选择、工艺条件和工艺流程;3、讨论了基础油、稠化剂、添加剂、制备工艺和后处理工艺等影响脲基润滑脂性能的主要因素,并进行了分析。 关键词:汽车防冻液 制备 性能 影响因素 目 录 第一章 概论………………………………………………………………………(1) (一)世界润滑脂的发展趋势及我国润滑脂的现状与差距……………………(1) 1、国外润滑脂的应用现状…………………………………………………(1) 2、润滑脂的发展趋势………………………………………………………(2) 3、我国润滑脂现状及差距…………………………………………………(2) (二)聚脲润滑脂的性能特点及应用……………………………………………(2) 1、聚脲润滑脂的主要性能特点……………………………………………(2) 2、聚脲润滑脂的各项应用…………………………………………………(3) (三)聚脲润滑脂的毒性分析及对策……………………………………………(5) 1、脲基润滑脂的组成………………………………………………………(5) 2、脲基润滑脂的毒性分析…………………………………………………(6) 3、降低脲基润滑脂毒性的对策……………………………………………(8) 第二章 聚脲润滑脂的研制………………………………………………………(9) (一)选择制备聚脲润滑脂的原料………………………………………………(9) 1、基础油的选择……………………………………………………………(9) 2、异氰酸酯的选择…………………………………………………………(9) 3、有机胺的选择……………………………………………………………(10) (二)探讨脲基润滑脂的工艺条件……………………………………………(13) 1、 反应温度………………………………………………………………(13) 2、 异氰酸酯的加入速度…………………………………………………(13) 3、炼制温度对脲基润滑脂结构和滴点的影响……………………………(14) 4、研磨条件的选择…………………………………………………………(14) 5、复合添加剂的选择………………………………………………………(15) (三)聚脲润滑脂的生产工艺…………………………………………………(15) 第三章 影响脲基润滑脂性能的因素…………………………………………(17) (一)基础油的影响……………………………………………………………(17) (二)稠化剂的影响……………………………………………………………(17) 1、异氰酸酯的影响…………………………………………………………(17) 2、有机胺的影响……………………………………………………………(17) (三)添加剂的影响……………………………………………………………(18) (四)制备工艺的影响…………………………………………………………(18) (五)后处理工艺对性能的影响………………………………………………(18) 第四章 总结………………………………………………………………………(20) 参考文献…………………………………………………………………………(21) 汽车防冻液的概述 (一)防冻液的发展历程 在汽车工业发展初期,人们就开始使用的冷却液要比今天简单得多。最早的冷却介质为纯净水,但是为了确保冬季里发动机能够正常运行,福特汽车公司开始使用甲醇作为高级冷却冷却液。不久由于甲醇过低的沸点和很强的毒性,直接影响了汽车在冬天的安全运行和使用者的健康,于是到二十世纪三十年代甲醇就被淘汰。乙醇具有比甲醇更高的沸点和较低的毒性而成为其替代品,长时间占据世界冷却液市场的主流地位,但是到了夏天则要与甲醇一样需要换成纯净水,以防因蒸发而导致发动机过热。第二次世界大战后大量的军事技术转为民用,发动机强化系数越来越高,发出更多的热量,这就需要选用冷却效果和使用稳定性更好的化学物质来作为冷却液。于是原本为二次大战军用飞机和军用汽车开发的乙二醇加水的混合液,引起沸点更稳定,而结冰的温度比纯净水还要低,可以再冷却系统内全年使用,因而在战后民用领域内,这种冷却液被广泛使用至今。 汽车工业发展到今天,发动机冷却液已经不仅仅停留在冷却和防冻两大功能上,汽车功率不断的增长,促使能源的小号和不断恶化的环境产生的矛盾日益尖锐,为解决这一矛盾汽车技术迅猛发展,发动机冷却系统中各种金属材料的使用条件日益苛刻,于是很快发动机冷却液的防腐功能,防垢功能和防沸功能成为其主要技术指标。今天冷却液产品的研发也主要是集中于这五个方面。 目前国内用户对汽车发动机冷却液的人士,基本上还停留在夏天用水作为发动机冷却系统中的工作介质,进入冬季换用冷却液。由于认识上存在这一误区,因此本该全年使用的冷却液,到夏季却排掉换成水,到冬天又重新加注冷却液,如此这般以后,冷却液在我国用户的习惯中就成为季节性的“防冻”液。也因这一误区,让国内诸多的不法商贩钻了空子,凡是只要加载水中能降低水中能降低水冰点的物料(例如乙醇、甲醇、无机盐)都往水中加,将水变成“防冻”液给用户使用。由此一系列使用腐蚀出现泄漏,发动机也被腐蚀这不仅影响车辆正常运转,而且还将造成很大经济损失这一切其实就是护士冷却液对发动机五大功能的重要性所致。 汽车防冻液的简介 内燃车辆的发动机冷却系冷却系统是一个由汽缸、夹套与冰箱组成的液冷密闭循环体系。冷却系统的工作状态直接影响车辆的正常运行及车辆的使用寿命。防冻液是内燃机循环冷却系统的冷却介质,发动机的冷却系统应使用冷却液,特别是在高原寒冷(O℃以下)环境下使用发动机更需使用防冻液,这对发动机的使用 很有好处。 防冻液的发展受汽车发动机的构成及其材料的影响很大,随着汽车发动机的飞速发展,对防冻液的要求日益苛刻,不仅要求防冻液具有较高的沸点和较低的冰点,还应具有较好的金属防冻液、防气蚀性、防结垢性、以及对环境的污染小,或不污染环境,而且具有较长的使用寿命等综合性能。其中防冻液的金属腐蚀性的优劣将会直接影响冷却系统的寿命,劣质的防冻液给内燃机水冷系统带来重大隐患,由于防冻液的性质与水有很大的区别,如果使用不当,不仅冻坏发动机,甚至会引起火灾并危及人、机安全,因此掌握防冻液的正确的使用方法十分重要。目前,一般都采用乙二醇作为防冻剂。无论是乙二醇还是水,对金属都有一定的腐蚀性,需要在防冻液中加人防腐剂尤为重要。 1.防冻液的防冻原理 化学防冻液本身具有较低的冰点,可作为水的冰点调节剂。在运输中,给含水煤喷洒一定量的防冻液,能改变煤中冰的结晶形状,使冰晶的分子间结合力减小,强度减弱,其冻结强度会大大降低。化学防冻液就是以少量的化学物质加入到含水煤或粒状物中,使其水的冰点降低,在一般的低温情况下水不会结冰, 即使在较低的温度下结冰,其冰晶结构也发生变化,冻结强度减弱,冻结物用较小外力就能破碎。 2.防冻液的作用 防冻液是一种加入发动机冷却水中可降低冷却水凝固温度的溶液。如果冷却水中不加入防冻液,其结冰后产生的膨胀力可胀裂气缸体和水箱。因此防冻液可防止冷却水凝结,保持水循环流动。另外,防冻液可预防冷却系过热,降低水垢对机体的腐蚀作用。每当冬季来临时,发动机内加换防冻液已成为驾驶员必须考虑的问题。 3.防冻液的主要技术指标 研究试验表明,能改变冰晶结构和降低冰点的化学物质很多。从应用效果、用量和经济的角度选择了有机物和无机物,根据协同作用机理而研制了防冻液。防冻液的主要技术指标依据北京铁路局企业标准Q/BT 340-2006 的技术指标,并参考了美国材料与试验协会ASTM D3306-1994 和中华人民共和国石油化工行业标准SH 0521-1999而制定。防冻液除具备冰点低、防冻效果好等特点,还应无腐蚀、无污染。 4.防冻液的功能 1)防腐蚀 劣质防冻液对金属的腐蚀是极为严重的,有的水箱在使用防冻液时焊缝开裂并且滴漏,就是因为防冻液对焊锡严重腐蚀造成的。优质的防冻液,与水相比能很好地保护水箱,延长发动机的寿命。 2)防穴蚀 穴蚀是腐蚀的一种,穴蚀在发动机里破坏性极大。穴蚀严重时会将缸套穿透,造成防冻液渗入燃烧室,这种情况大功率发动机尤为突出。穴蚀是冷却系统的大敌,优质的防冻液必须具有优良的防穴蚀能力,以延长发动机的寿命。 3)高沸点 优质的防冻液应该具备良好的防水箱开锅性能,这就要求它有一个高沸点。现在防冻液的沸点一般要大于105℃,如果使用优质的防冻液,就不会产生开锅现象。 4)防垢 许多开车的朋友在夏季将防冻液放掉而加入自来水,自来水中有许多矿物质,在加热蒸发后,这些矿物质结成水垢深积在金属表面。水垢形成后,由于燃烧产生的热不能及时传给防冻液,使缸套温度升高,缸套与活塞的配合间隙不当,造成缸套与气环的擦伤磨损,严重时造成活塞卡死,对发动机有致命的危害。而优质的防冻液采用蒸馏水制造,并加有防垢添加剂,所以不会产生任何水垢。 5)防冻 防冻液具备防冻功能是理所当然的,各种防冻液的冰点是不一样的,这是按不同地方不同的使用温度确定的,当今的防冻液冰点一般在-15℃~68℃之间。 (二)汽车防冻液的基本组成 防冻液是由多种的添加剂组成,防冻剂是防冻液的重要成分,约占防冻液的92%~ 98%,有效的防冻剂是各种有机醇。图1表示溶液中醇类体积分数和冰点的关系。 图1防冻液体积分数% 就冰点而言甲醇是最理想的但甲醇和乙醇的沸点和闪点低,蒸汽压高、易挥发,会引起有效浓度下降,热稳定性差;用异丙醇时,气味大,相对用量大,泡沫多;而乙二醇就没有这样的危险。乙二醇是一种无色、透明、稍有甜味和具有吸湿性的粘稠液体,它能以任何比例与水相溶。乙二醇的浓度不同时,冰点也不同。 表2乙二醇-水防冻液的乙二醇质量分数与冰点关系 乙二醇-水防冻液的冰点同乙二醇质量分数不呈线性关系。乙二醇的含量超过68%时,其冰点反而上升。目前普遍使用的防冻液是乙二醇型防冻液。 (三)汽车防冻液的分类及性能 1.依挥发性能为标准分类 挥发性防冻液 以90%左右的醇为主要成分,具有冻结点低的性能,但由于这种防冻液比水蒸发得快,因此在补充冷却水时,必须补充防冻液的原液。 半挥发性防冻液 以甲醇和乙二醇为主要成分,其性能为中等级,和挥发性能防冻液相比蒸发较慢。 非挥发性防冻液 以75%以上的乙二醇为主要成分,是市场上的主要产品,尤其适用于重负荷车辆或在山区使用。 2.依生产原料为标准分类 乙醇—水型防冻液 该防冻液可在-70℃以下使用,但由于乙醇沸点低(78.5℃),因此,在使用过程中乙醇的蒸发损失大,需经常补充,浪费能源,既不经济又不安全,故现在各个国家基本上废止其作为防冻液原料。 甘油—水类型防冻液 这种类型防冻液只能降温至-45℃,防冻效果稍差,且价格昂贵,现已不多使用,已被乙二醇—水类型防冻液取代。 乙二醇—水类型防冻液 乙二醇的物理化学性质见表1。 表1 乙二醇的物理化学性质 以乙二醇—水类型防冻液的冰点,乙二醇含量及溶液密度三者关系见表2。 表2 乙二醇-水类型防冻液物理化学性质关系 表3多功能汽车防冻液性能比较 从表2可以看出,乙二醇型防冻液,其冰点随着乙二醇在水溶液中的浓度变化而变化,浓度在59%以下时,水溶液中乙二醇浓度升高,冰点降低,但浓度超过59%时,随着乙二醇浓度的升高,其冰点呈上升趋势,当浓度为100%时,其冰点上升至-13℃。因此,在配制防冻液时应根据实际需要合理调整乙二醇浓度,以达到防冻性及经济性要求。一般是配成低于地区低于最低温度10℃的防冻液使用浓度。例如,在北方寒冷地区,乙二醇含量约50%,江南地区40%,在两广地区,一般配成35%即可。 防冻液产品既要满足防冻要求,又要无异味,且对金属材料无不良影响,基于乙二醇—水类型的防冻液具有这一性能,故美国、日本、德国及我国等基本上将它作为汽车发动机冷却系统的冷冻液。 3.性能特点 凝固点低,水的凝固点是0℃,而防冻液的凝固点可达-68℃,因此可以避免低温下散热器和缸体冻裂,具有低温流动性好的特点。 沸点高、热容量大,冷却效率高。水的沸点为100℃,超过100℃时就会沸腾,在高原地区低大气压下达不到100℃时就沸腾。而防冻液的沸点可达111℃以上。如蓝星牌LX7-001B防冻液,其沸点可达160-170℃。 热膨胀性,防冻液的热膨胀性稍大于水。因此在对没有设置溢流水箱的车辆来讲,防冻液不可加得太满,一般只能加到冷却系总量的95%。 发泡性,一般防冻液都有或高或低的发泡性,以低发泡性为好。发泡性过高将成为使防冻液从冷却系统经过溢流管大量溢出的不良现象之原因。 防腐性和防锈性,可延长水箱和缸体的使用寿命。优质的防冻液都加有多种缓释剂能抑制金属的腐蚀,从而大大延长水箱加缸体的使用寿命。 防止生成水垢,提高散热冷却效率。优质防冻液中都加入了阻垢添加剂,从而有效防止冷却系统结垢,使之一直保持正常冷却效果。 毒性,防冻液属于有毒液体,因此进行了染色。多以绿色、蓝色、青色为多。 引火危险性。挥发性防冻液的引火点较低,所以在进行与水的浓度调合操作时必须注意周围的环境,并排除一切具有引火性物质。 (四)防冻液判断标准 衡量防冻液的优劣主要有以下两点:首先是防冻效果,水的冰点是0℃,一般普通型的防冻液都可达 防冻液 到-40℃,而优质的防冻液应能达到-60℃左右,这是标定防冻液质量的一个重要指标;另一个是防冻液的沸点,水的沸点是100℃,而防冻液至少应达到108℃以上,也就是说冰点越低,沸点越高,其中的温差越大,相对来说防冻液的品质就越好。 防锈性能 当然,上述两个指标只是衡量防冻液的一个方面,防腐防锈性能也是极为重要的,因为长时间受到腐蚀的金属部件生成了大量的铁锈,严重的会逐渐穿蚀金属板而导致渗漏,这直接关系到汽车冷却系统的使用寿命,大多数普通防冻液基本上是靠添加有机或无机盐来解决这个问题,而高质量的防冻液已采用低耗点化学反应技术进行生产,含有稳定的亚硅酸盐(不含磷酸盐),并通过了严格的热表面铝腐蚀ASTMD 4340测试,它可控制硬水中沉淀物的数量,并给冷却系统提供卓越的抗腐蚀保护,它不同于现有市场上所销售的乙二醇基型常规防冻液。可以说已经完全脱离了传统防冻液的生产工艺,是一种全新的防冻技术,并达到了美国最新的6580标准。其优点是:防凝结、过热、生锈和腐蚀,保护制冷系统的所有金属表面,包括铝制零件。不会损坏散热器软管、垫圈等橡胶部件,同时,还能防止产生过多的泡沫,防止由于水的硬度所引起的钙镁沉淀,从而避免在端部和堵塞部位形成热点。可用于重型柴油发动机并无需购买附加冷却添加剂(SCA),能与所有牌号的乙二醇防冻液和辅助添加剂兼容,也可用于所有铝或无铝部件的各类水冷式客车、小型轿车和重型车辆的冷却系统。 防垢性能 另一点就是防结垢性。据调查,70%以上的汽车冷却系统生有水垢和铁锈,严重影响冷却系统散热功 防冻液 能高达!大多数车主认为防冻液应使用在冬季,其它季节则可使用自来水,其实这是一种误解。我们都知道硬水中含有大量的碱性物质,经加热分离后就变成了水垢,附着在散热器内部的金属表面,如果不能对其定期进行清理,厚厚的水垢就会严重地影响散热系统的功能,导致开锅、缺水,甚至粘缸、烧瓦。所以我们应在更换防冻液之前首先将水箱中的水垢及锈点清理干净。水箱清理剂要选择双效合一的除垢除锈清理剂比较好,现市场上有两种产品,一种是早期的产品,除了清除水垢之外无任何其它功能,而另一种则是比较先进的中高档产品,当然,这里所指的并不是价格上的高档,现在也有很多极为不错的新型产品在价格上十分合理,是性价比较高的多功能产品,除具备清理水垢、铁锈的功能外,还可润滑和保护冷却系统,因为在防冻液循环于冷却系统的过程中,这些润滑保护剂会附着在金属表面,形成一层保护膜,将水与外界物质完全隔离,以防止冷却系统内部结生水垢及再次腐蚀冷却系统内部的金属部件。在清理好水箱之后,再加入防冻液效果就比较好。一般情况下防冻液应每两年更换一次,因为两年之后防冻液的各项指标已达不到原有的护理要求,所以应及时更换,千万不要为了省一点钱或是被繁忙的工作而担误了更换时间,使您得不偿失。 权威检测类型 最后我们还需要提醒您一下,具有世界权威检测机构的认证也是很重要的。目前,比较权威的检测标准有:轻型汽车发动机铝制缸体测试标准ASTM D3306和重型汽车发动机铸铁型湿式缸套测试标准ASTM D4985。以前,分别达到这两种标准的不同类型的防冻液兼容性不强,其组成中的硅酸盐物质极易结胶,堵塞冷却系统,降低了循环液体的传递效率;另外,由于磷酸盐容易在硬水中形成水垢和铁锈,所以已经慢慢被新一代产品取代。目前市场上最新的高品质防冻液应同时满足ASTM的D3306及D4985两个标准,并符合美国材料实验学会的热表面铝腐蚀测试标准D4340、SAE的J1034和J1941标准及各国汽车制造商的认可。 ?? ?????(五)选购防冻液的原则 ????? 1.根据环境温度条件选择防冻液的冰点。根据当地冬季最低气温选用适当冰点牌号的防冻液,冰点至少应低于最低气温10℃。如果是浓缩液,应按产品说明书规定的比例加水稀释。例如:当地最低气温为-30℃,则防冻液的冰点应选择在-40℃以下。 ???? ?2.选购多用途长效防冻液。这类产品往往是有机型环保产品,具有冬天防冻、夏天防沸、长年防腐蚀、防水垢的功能。 ???? ?3.选择经国家指定的检测站检测合格的正规知名企业生产的产品。合格的防冻液一般采用高纯度、腈纶级乙二醇和高纯净去离子软化水为原料,从源头上确保防冻液的质量;同时添加10多种添加剂,配方科学;工艺方面严格按照ISO质量体系的要求组织生产,几十道生产工序一丝不苟,经过过滤、渗透、滴定等质量强化技术,保证产品具有优良的综合性能。在正式投入市场前进行一系列质量评定,包括台架试验、理化分析等,合格后才能投入市场。 ????? 4.切勿贪便宜购买杂牌劣质防冻液(包括假冒伪劣产品)。而这些防冻液占到40%以上的市场份额,虽然价格相对便宜一些,但质量难以保证,劣质防冻液的主要原料是工业甲醇或各种杂醇等化工下脚料,其挥发性强,气味刺鼻。出厂前只是对防冻液的冰点测定后即投放市场,这些没有经过正规检验的产品往往具有较强的腐蚀性,不但对发动机起不到保护作用,还会造成管路堵塞,缸体腐蚀等损害。 ????? 5.在购买防冻液时要找信誉好的商家,查看包装上的厂名、厂址、电话、生产日期、冰点、沸点等项目,向商家索要检测报告、质量保证书、保险以及使用说明书等资料。 ????? 8.国外最近研制出了丙二醇型防冻液,与乙二醇型防冻液比较,在热传导、冰点及橡胶相容性方面的性能与乙二醇型防冻液相当,但是在抗腐蚀、毒性及生物降解方面则有着乙二醇型防冻液无法比拟的优势。环保无水型丙二醇防冻液,冰点低至-68℃,沸点高达187℃,具有优良的抗沸、抗冻性能,但价格昂贵。 ????? (六)防冻液的使用注意事项 ????? 1.如果发动机冷却系原先使用的是水或换用另一牌号防冻液,在加入新的防冻液之前,要把原防冻液放净,使用双效合一的除垢除锈水箱清洗剂对冷却系统彻底清洗。因为防冻液中加有除垢剂和清洗剂,使用前如果没有对发动机冷却系统进行认真的清洗,而直接加入防冻液后,发动机冷却系统中原有的水垢与防冻液接触后脱落,使防冻液变浊、变稠,甚至变色、变味,严重时堵塞水管、水道、或沉淀在水箱下部弯管接头部位,造成散热不良。 ????? 2.加注防冻液前,要对发动机冷却系进行全面彻底检查,如有渗漏现象,应及时排除后才能加注防冻液。应随车携带一些防冻液,以备短缺时补加。 ???? ?3.禁止直接加注浓缩液。有些车主及修理人员误认为防冻液越纯越好(乙二醇浓度越大越好),直接加注防冻液浓缩液,这样做不但不能满足防冻液对冰点的要求,反而会出现一些意想不到的现象,如浓度大、密度大、低温粘度增大以及发动机温度高等现象。所以在使用防冻液浓缩液时要按要求进行调制,禁止直接使用。 ???? ?4.定期检查防冻液液面高度,使其符合规定。如果冷却系统中设置防冻液补偿系统,在发动机正常运转温度正常时,储液罐的液面高度应保持在最低位置和最高位置标记范围内。若无膨胀水箱,由于防冻液的膨胀率一般比水大,防冻液只能加到冷却系容积的95%,以免防冻液溢出。当防冻液不足时,要用同一品牌、同一型号的防冻液补充。 ????? 5.不同厂家、不同牌号的防冻液不能混合使用。不同品牌的防冻液其生产配方会有所差异,如果混合使用,多种添加剂之间很可能会发生化学反应,造成添加剂失效,破坏各自的综合防腐能力,引起沉淀、结垢和腐蚀等危害,从而影响发动机的使用寿命。 ?? ???6.乙二醇的吸水性强,贮存的容器应密封,以防吸水后溢出。用剩的防冻液应在容器上注明名称以免混淆,并置于安全场所。 ????? 7.应保持常年使用防冻液。要注意防冻液使用的连续性。那种只在冬季使用防冻液,而到开春需要补加时,则加入普通水,一直到入冬才更换防冻液的做法是错误的,忽视了防冻液的防腐、防沸、防垢等作用,容易造成发动机冷却系机件损坏,金属部件会产生氧化腐蚀。 ????? 8.定期检查防冻液的技术指标。防冻液的有效期通常为2~3年,加注后不要随意更换。但是,应对使用中的防冻液定期进行技术指标检查,一般结合换季保养进行。检查内容包括外观、冰点、比重和PH值等,发现防冻液变蚀、变质、变味、发泡、有悬浮物、沉淀物、比重增大、变稠、冰点上升、PH值低于7.5或高于11.0等情况时应及时报废更换。 ????? 9.不要把正常现象看作异常。防冻液沸点高,水的沸点在760mmHg环境条件下为100℃,乙二醇型防冻液沸点在106℃以上,加注防冻液的发动机比用软化水冷却时防冻液温度要高出6℃左右,使用防冻液后,温度虽然高,却不易开锅。这有利于提高发动机热效率、节省燃料,所以不应把正常现象看作异常,人为地降低发动机温度。 ??2、配方 2.1技 紫铜、黄铜的特效缓蚀剂[2]: 苯、甲基苯、噻唑类杂环化合物 铝的特效缓蚀剂:硅酸盐、硼砂、硝酸盐、苯甲酸钠、有机酸等 锌的有效缓蚀剂:有机酸、磷酸盐、苯、甲基苯等术要求 欧美多使用1年有效的防冻液品种,而日本主要是可以连续使用2-3年的防冻液品种,张家港迪克汽车化学品有限公司高效环保防冻液产品标准采用日本”JIS K 2234”标准,并超过国家SH/T0521-1999标准,其明确了不含胺类、硼酸盐类、硅酸盐类添加剂。 2.2 配方 2.2.1配方确定[1] [5] 镀锡铁片、钢、铁的特效缓蚀剂:钼酸盐、胺类、磷酸盐、硝酸盐、有机酸等 根据配方经常使用的化合物种类,为了确保所有金属都能够得到很好的保护,所以选择防冻液配方必须全面、科学。由于配方中明确了不含胺、硼、硅,所以对于上述金属试片特效缓蚀剂的选用,就摒弃了这三类化合物。 常用对铁系金属缓蚀效果比较好的化合物就只能使用硝酸盐、磷酸盐。对铜具有优异防护效果的我们选用了常用的苯化合物[2]。对于铝的特效缓蚀剂,我们选用了苯甲酸钠,而对于锌的特效缓蚀剂目前还没有专用缓蚀剂,所见报道都是采用了协同防护,根据我们所应用于日产轿车L系列防冻液的经验,我们采用了有机酸型协同防护[3],其结果证明是十分有效的。具体配方为(所用比例均为质量百分比): 有机二元羧酸类总量:0.14 - 0.5% [采用丁二酸、己二酸有机二元酸复配] 有机一元羧酸类总量:0.75 – 1.5% (苯甲酸钠、异辛酸、对硝基基苯甲酸、葵酸) 苯: 0.1 – 0.5% 无机盐总量: 0.4 – 3.0%(硝酸钠、磷酸氢二钠、氢氧化钾) 本配方由于应用了极少量的有机酸,所以整体十分经济,相对于单纯的有机酸配方,大大节省了有机酸用量,而且缓蚀效果十分优异,可以满足JIS.2的要求,并且不含胺类,和无机盐的复配使用,避免了因单纯的减少有机酸用量而导致的缓蚀效果不佳的缺点。 3、性能分析 本配方相对于硅酸盐配方、硼砂型、钼酸盐型配方来说,减少了对环境的污染,储存1-2年没有沉淀析出的问题,使用期较长。我们公司曾经对市场销售的防冻液选择了5个比较有代表性的产品[国内3个厂家、国外一个(欧美)、本公司L非长效型-45℃]进行玻璃器皿腐蚀试验的对比检测,本配方试后试片外观明显好于市场销售的其他4种防冻液产品,也好于L非长效型-45℃防冻液外观。 根据日本JIS K 2234标准,对本配方进行测试,并和日本JIS K 2234标准进行性能对比。结果见表一、JIS K 2234 日本汽车防冻液的工业标准和高效环保防冻液的比较报告 表一、JIS K 2234 日本汽车防冻液的工业标准和高效环保防冻液的比较报告 项目 检测结果 类型 JIS.1 JIS.2 密度(20℃) g/cm2 1.125 ≥1.112 沸点℃ 163.8 ≥155 泡沫性质30%v/v的水溶液 1.9 ≤4 水含量% 3.0 ≤5 ph值30%v/v的水溶液 7.72 7.0~11.0 储备碱度ml 见报告 报告 冰点℃50%v/v的水溶液 -37.5 ≤-34.0 30%v/v的水溶液 -16.7 ≤-14.5 质 铸铝 +0.14 ±0.60 ±0.30 金属腐 金 量 铸铁 -0.02 ±0.30 ±0.15 蚀性 属 变 钢片 -0.01 ±0.30 ±0.15 30%v/ 检 化 黄铜 +0.006 ±0.30 ±0.15 v的水 测 mg/ 焊料 +0.04 ±0.60 ±0.30 溶液 片 cm2 紫铜 +0.10 ±0.30 ±0.15 88±2℃ 试片表面和轴测没 336± 外观 均匀着色 有可见腐蚀现象, 2h 允许颜色变化 检测过程中 无泡沫现象 无泡沫溢出 泡沫性质 测试后 ph值 7.69 6.5~11.0 溶液性质 ph值变化0.03 ±1.0 储备碱度变化率%0.3 见报告 液相 均一透明、无 无显著颜色变化, 明显颜色改变 溶液均一,无分离现象出现 析出物量 v% 0.02 ≤0.5 金属 质 铸铝 +0.132 ±0.60 ±0.30 循环腐 金 量 铸铁 -0.02 ±0.30 ±0.15 蚀性 属 变 钢片 -0.016 ±0.30 ±0.15 30%v/ 检 化 黄铜 +0.034 ±0.30 ±0.15 v的水 测 mg/ 焊料 +0.125 ±0.60 ±0.30 溶液 片 cm2 紫铜 +0.107 ±0.30 ±0.15 88±3℃ 试片表面和轴测 外观 均匀着色 无可见腐蚀现象, 336±2h 允许颜色变化 (JIS.1)检测过程中 无泡沫现象 无泡沫溢出 1000± 泡沫性质 2h(JIS.2)测试后 ph值 7.60 6.5~11.0 溶液性质 ph值变化0.12 ±1.0 储备碱度变化率% 0.6 见报告 液相 均一透明、无 无显著颜色变化, 明显颜色改变 溶液均一,无分离现象出现 析出物量 v% 0.02 ≤0.5 部 泵密封部位 无泄漏和异常 正常操作下无泄漏 件 和异常声音 状 泵体内表面和腔体 无明显腐蚀现象 无严重腐蚀现象 况 铸铝表面传热腐蚀25%v 135±2℃,168±2h 0.1 见报告 对样品进行性能测试和50000公里的行车试验后,结果显示所检测材料和项目完全符合要求,配方满足JIS.2的标准,而对市场销售的硅酸盐、钼酸盐型、硼砂型防冻液来说,一般都只能满足JIS.1的要求,使用1年左右必须进行更换,有的甚至达不到1年的使用要求,而本配方的防冻液可以满足连续使用2年的行车需求,完全可以替代日本乙烯JIS.2要求的LLC配方产品,由于LLC含有胺类,因此本产品比LLC更具有保护环境的特点。 经过金杯海狮、河北长安、山西日本能源、北汽福田等进行装车试验后,质量稳定,综合性能优异,实现了日本乙烯LLC产品的国产化,该配方不能满足特殊耐久性金属腐蚀试验(日本乙烯EC的特殊要求),我公司已经另外自主开发了长效有机酸型防冻液用于代替日本乙烯L系列长效防冻液,以满足EC的特殊耐久性金属腐蚀试验要求,相信不久将投放到市场,可以满足连续使用3年的防护效果,用于高档轿车的需要。 4、结论 本配方相对于硅酸盐配方、硼砂型、钼酸盐型配方来说,减少了对环境的污染,储存1-2年没有沉淀析出的问题,金属腐蚀实验满足JIS.2的要求(从表一看出,JIS.2金属腐蚀质量变化仅为JIS.1的1/2,JIS.1满足1年的行车需求,而JIS.2可以满足行车2年的需求),无胺、非硼、非硅,属于推荐使用的高效环保型汽车防冻液,而且其使用价格不到市场销售的有机酸型、钼酸盐型防冻液添加剂价格的1/2,产品通过了SH/T0521-1999和JIS K 2234产品规范的检测,可以广泛用于国产和进口轿车、轻型卡车和客车,适用连续使用2年的装车配套要求,并可以替代日本LLC系列产品,实现了配方的国产化。 ????? 综上所述,普及发动机防冻冷却液的相关知识,严格防冻液的使用管理,杜绝使用不合格产品,是确保发动机使用安全、延长发动机使用寿命的重要手段。 第二章 汽车防冻液的研制

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