CN102851002A - 铝用耐蚀防冻液 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝用耐蚀防冻液，由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红、丙二醇、丙三醇组成，其中苯并三氮唑浓度0.1-1.4克/升，聚山梨酯80浓度1-2毫升/升，稀土盐浓度0.01-0.1克/升，阳离子表面活性剂浓度0.05-0.3克/升、茜素红浓度0.001-0.008克/升、丙二醇浓度150-500毫升/升、丙三醇浓度100-450毫升/升。本发明粘度小，提高了换热效果；同时通过改变组分配比，获得不同的冰点范围，适合于不同地区使用而降低成本。而且对铝合金的缓蚀效率都达到91％以上，对环境友好，不破坏原来工艺流程、不需要附加设备，使用方便、投资少、收效快。
Description
技术领域
本发明属于金属材料的腐蚀和防护技术领域，尤其涉及到一种铝用耐蚀防冻液。
背景技术
防冻液是一种含有特殊添加剂的冷却液，具有冬天防冻，夏天防沸等优良性能。为了使太阳能热水器在气温太低时，不至于管道冻裂，通常是采用双循环***，即在太阳能热水***中设置换热器，集热器与换热器的热侧组成第一循环，并使用低凝固点的防冻液作传热工质，从而实现***的防冻。现国内外95％以上使用的是乙二醇的水基型防冻液，乙二醇防冻、沸点高、挥发性小、粘度适中并且随着温度变化小，热稳定性好，但是乙二醇的代谢产物有剧毒，对环境污染大，与国家提倡的环保不相符。另外，由于太阳能循环***中的管道是由各类金属制成，那么为了避免防冻液在长期工作引起的材质腐蚀，延长热水器的使用寿命，在防冻液中还应加入缓蚀剂，达到防缓蚀的效果。
目前缓蚀剂的发展经历了从钢铁、铜等传统金属材料到铝、镁等新型轻合金材料以及多金属复合构件的防护，关于这些合金材料腐蚀防护的研究也日益增多。铝用缓蚀剂有三类：吸附性缓蚀剂，主要通过物理吸附及共价键的化学吸附，在分子表面形成牢固的吸附膜，将介质与金属隔离开来，从而抑制金属的腐蚀；扩散性缓蚀剂，缓蚀剂分子作用于金属的全表面，是局部微电池内的电阻增大，腐蚀电流降低，铝的腐蚀受到抑制；表而变化型缓蚀剂，与金属进行化学反应，反应物覆盖于金属表面上。
国内在铝合金腐蚀防护方面的研究起步较晚，最初是从无机物开始，如钼酸盐、钨酸盐等有一定的缓蚀效果，如今已经发展到有机缓蚀剂，铝用缓蚀剂的研究在追求高效的同时，逐渐向无毒、绿色、环保、经济的方向发展，而利用稀土盐替代对环境有污染的传统铬酸盐已经成为铝合金防腐领域发展的趋势，另外将结构和性质上具有互补性的不同化合物复配，实现协同缓蚀作用，则是铝缓蚀剂的一个重要研究方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种既可以保证了太阳能***换热效果，又对铝合金有良好缓蚀作用的铝用耐蚀防冻液，以克服缓蚀剂水溶性差、对环境不友好等问题。
本发明提供了一种铝用耐蚀防冻液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红、内二醇、丙三醇组成，其中苯并三氮唑浓度为0.1-1.4克/升，聚山梨酯80浓度为1-2毫升/升，稀土盐浓度为0.01-0.1克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.05-0.3克/升、茜素红浓度为0.001-0.008克/升、丙二醇浓度为150-500毫升/升、丙三醇浓度为100-450毫升/升。
优选的技术方案有：一种铝用耐蚀防冻液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红、丙二醇、丙三醇组成，其中苯并三氮唑浓度为0.8克/升，聚山梨酯80浓度为1.5毫升/升，稀土盐浓度为0.05克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.15克/升、茜素红浓度为0.004克/升、丙二醇浓度为300毫升/升、内三醇浓度为300毫升/升；所述的稀土盐为三价铈盐；所述阳离子型表面活性剂为氨基吡啶衍生物。
一种铝用耐蚀防冻液，其制备方法在于：
步骤一：通过超声波振动使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀上盐、阳离子表面活性剂、茜素红完全溶解在丙二醇和丙三醇中；
步骤二：加入水，直至溶液中的苯并三氮唑浓度为0.1-1.4克/升，聚山梨酯80浓度为1-2毫升/升，稀土盐浓度为0.01-0.1克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.05-0.3克/升、茜素红浓度为0.001-0.008克/升、丙二醇浓度为150-500毫升/升、丙三醇浓度为100-450毫升/升；
步骤三：反复搅拌均匀。
本发明铝用耐蚀防腐剂组分中的苯并三氮唑通过其分子上的反应基团和腐蚀过程中生成的铝离子相互作用而形成沉淀膜或不溶性配合物膜而起到缓蚀作用。聚山梨酯80属于非离子型表面活性剂，它含有极性基团和非极性基团，当它添加到腐蚀介质中，极性基团会在铝合金表面发生吸附，使非极性基团定向排列在铝合金表面，阻挡腐蚀性介质从而起到缓蚀作用。茜素红和阳离子表面活性剂形成稳定的缔合物覆盖在铝合金表面，同时添加稀土盐，与这些缓蚀剂之间发生协同作用，使铝合金表面的保护膜完整，从而抑制铝合金的腐蚀。
本发明提供的铝用耐蚀防冻液粘度小，提高了换热效果；同时通过改变组分配比，获得不同的冰点范围，适合于不同地区使用而降低成本。而且对铝合金的缓蚀效率都达到91％以上，对环境友好，不破坏原来工艺流程、不需要附加设备，使用方便、投资少、收效快。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述。
实施例1
首先通过超声波振动使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红完全溶解在丙二醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑浓度为0.1克/升，聚山梨酯80浓度为1毫升/升，稀土盐浓度为0.01克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.05克/升、茜素红浓度为0.001克/升、内二醇浓度为500毫升/升、丙三醇浓度为100毫升/升；最后反复搅拌均匀，形成本发明的铝用耐蚀防冻液。
在加入及未加入上述铝用耐蚀防冻液的自来水中均放置铝合金试片，浸泡一段时间。在未加入耐蚀防冻液的自来水中，铝合金表面有点蚀；而在加入耐蚀防冻液的自来水中，铝合金表面无明显腐蚀痕迹。并且经过反复试验得出，这种耐蚀防冻液对铝合金缓蚀效率可以达到91％。
实施例2
首先通过超声波振动使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红完全溶解在丙二醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑浓度为1.4克/升，聚山梨酯80浓度为2毫升/升，稀土盐浓度为0.1克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.3克/升、茜素红浓度为0.008克/升、丙二醇浓度为150毫升/升、丙三醇浓度为450毫升/升；最后反复搅拌均匀，形成本发明的铝用耐蚀防冻液。
在加入及未加入上述铝用耐蚀防冻液的自来水中均放置铝合金试片，浸泡一段时间。在未加入耐蚀防冻液的自来水中，铝合金表面有点蚀；而在加入耐蚀防冻液的自来水中，铝合金表面光洁，无点蚀。并且经过反复试验得出，这种耐蚀防冻液对铝合金缓蚀效率可以达到95％。
实施例3
首先通过超声波振动使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红完全溶解在丙二醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑浓度为0.8克/升，聚山梨酯80浓度为1.5毫升/升，稀上盐浓度为0.05克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.15克/升、茜素红浓度为0.004克/升、丙二醇浓度为300毫升/升、丙三醇浓度为300毫升/升；最后反复搅拌均匀，形成本发明的铝用耐蚀防冻液。
在加入及未加入上述铝用耐蚀防冻液的自来水中均放置铝合金试片，浸泡一段时间。在未加入耐蚀防冻液的自来水中，铝合金表面有点蚀；而在加入耐蚀防冻液的自来水中，铝合金表面光洁，无点蚀。并且经过反复试验得出，这种耐蚀防冻液对铝合金缓蚀效率可以达到97％。
用表格表示本发明耐蚀防冻液的配方和实验结果如下：
本发明提供的耐蚀防冻液粘度小，提高了换热效果；同时通过改变组分配比，获得不同的冰点范围，适合于不同地区使用而降低成本。而且对铝合金的缓蚀效率都达到91％以上，对环境友好，不破坏原来工艺流程、不需要附加设备，使用方便、投资少、收效快。
Claims (5)
1.一种铝用耐蚀防冻液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂、茜素红、丙二醇、丙三醇组成，其中苯并三氮唑浓度为0.1-1.4克/升，聚山梨酯80浓度为1-2毫升/升，稀土盐浓度为0.01-0.1克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.05-0.3克/升、茜素红浓度为0.001-0.008克/升、丙二醇浓度为150-500毫升/升、丙三醇浓度为100-450毫升/升。
2.根据权利要求1所述的铝用耐蚀防冻液，其特征在于所述的苯并三氮唑浓度为0.8克/升，聚山梨酯80浓度为1.5毫升/升，稀土盐浓度为0.05克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.15克/升、茜素红浓度为0.004克/升、丙二醇浓度为300毫升/升、丙三醇浓度为300毫升/升。
3.根据权利要求1或2所述的铝用耐蚀防冻液，其特征在于稀上盐为三价铈盐。
4.根据权利要求1或2所述的铝用耐蚀防冻液，其特征在于所述阳离子型表面活性剂为双子季铵盐。
5.根据权利要求1所述的铝用耐蚀防冻液，其制备方法如下：
步骤一：通过超声波振动使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土盐、阳离子表面活性剂和茜素红完全溶解在丙二醇和丙三醇中；
步骤二：加入水，直至溶液中的苯并三氮唑浓度为0.1-1.4克/升，聚山梨酯80浓度为1-2毫升/升，稀土盐浓度为0.01-0.1克/升，阳离子表面活性剂浓度为0.05-0.3克/升、茜素红浓度为0.001-0.008克/升、丙二醇浓度为150-500毫升/升、丙三醇浓度为100-450毫升/升；
步骤三：反复搅拌均匀。
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| CN102851002B (zh) | 2015-08-05 |
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