CN109762533B - 一种多效、低泡有机型雷达冷却液及其应用 - Google Patents
一种多效、低泡有机型雷达冷却液及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种多效、低泡有机型雷达冷却液及其应用，涉及冷却液技术领域，所述雷达冷却液由以下重量份的原料制成：乙二醇44～95份；去离子水5～56份；有机复合缓蚀剂1.0～4.5份；pH缓冲剂0.1～0.5份；橡胶保护剂0.08～0.16份；阻垢剂0.01～0.02份；着色剂0.00023～0.00028份；消泡剂0.002～0.003份。本发明冷却液起泡小，可实现对雷达等液冷***多金属材料和焊料的腐蚀防护，与非金属适应性好，使用寿命长；该冷却液在军用雷达、预警机、航母、电子设备、导弹等液冷***，特种空调、中央空调、冷库、装甲车、制冷设备、车辆及其他低温环境下设备冷却***中应用效果好。
Description
技术领域
本发明涉及冷却液技术领域，具体涉及一种多效、低泡有机型雷达冷却液及其应用。
背景技术
军用雷达、预警机、舰载雷达、机载雷达、特种空调、电子设备等液冷***中大量使用铜(T2紫铜、HPb59-1铅黄铜等)、不锈钢(1Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、30CrMnSiNi2A、316、314、316L等)、铸铁、铝合金(6063、3A21、5A05、2A12、7075等)等多种金属材料以及金属焊接所使用不同种类的焊料。除金属材料使用品种多外，非金属材料使用品种也比较多，例如：丁腈橡胶(5171、5870、5470、5080等)、三元乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶以及密封胶、密封圈等多种非金属材料。普通车用冷却液无法实现对多种金属材料的防腐保护以及与多种非金属材料良好的适应性。雷达和电子设备等液冷***不能直接加入车用防冻液，需用使用专门的雷达、电子设备需求的冷却液。
目前，我国雷达设备使用的冷却液主要有满足YQB/KJ30-1998规范的40号和65号冷却液以及满足GJB 6100-2007规范的AF40号和AF65号冷却液。另外一类在雷达应用较多的是60号冷却液，执行的都是企业标准。
目前使用的40号和65号冷却液是无机型冷却液，对金属腐蚀性大，尤其是对铝合金和焊料的腐蚀。而现有有机型AF40号冷却液和AF65号冷却液在使用时容易产生气泡，影响散热并加速气穴腐蚀。现有的其他一些有机型65号冷却液在使用很短时间内就使铝合金腐蚀变黑。
目前雷达使用的60号冷却液主要是无机型冷却液，现有的一些60号冷却液中使用了硅酸钠添加剂，使用一段时间后，容易产生沉积物、结垢堵塞液冷管路，对设备腐蚀性较大。而现有其他一些60号冷却液与非金属材料适应性不好，容易漏液。
由于雷达使用的无机型和有机型冷却液均存在一些问题，因此开发一种能够实现对金属和非金属材料多效防护、低起泡性的雷达用冷却液势在必行。
发明内容
为解决现有技术中无机型冷却液和传统有机型冷却液的不足，本发明提供了一种多效、低泡有机型雷达冷却液及其应用，该冷却液起泡小，同时，可实现对雷达等液冷***中多金属材料和焊料的腐蚀防护，且与非金属材料适应性好，使用寿命长。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种多效、低泡有机型雷达冷却液，由以下重量份的原料制成：
本发明冷却液以乙二醇和去离子水为基础，合理控制缓蚀剂的添加量，并采用复配的方法，使用有机复合缓蚀剂，利用有机缓蚀剂之间的协同效应作用，提高防腐缓蚀剂的缓蚀效果。使缓蚀剂不仅有效增强防腐性能，而且将缓蚀剂的浓度控制在较低的范围内，使之对冰点影响最小。本发明有效利用有机缓蚀剂之间的协同作用，可以实现用较少缓蚀物质获得较好的保护效果。这样，可以大大减少时间和成本，提高经济效益。
本发明中，所述有机复合缓蚀剂优选为庚二酸、异辛酸、癸二酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑、柠檬酸钠、柠檬酸、三乙醇胺、N-亚甲基-二乙醇胺、咪唑、肉桂酸、氨基酸、蔗糖其中两种或两种以上的组合。
进一步地，所述有机复合缓蚀剂为以下组合方式中的一种：
(1)苯甲酸钠、三乙醇胺、癸二酸、异辛酸和N-亚甲基-二乙醇胺组成的有机复合缓蚀剂；
(2)苯甲酸钠、三乙醇胺、癸二酸、咪唑和肉桂酸组成的有机复合缓蚀剂；
(3)苯甲酸钠、三乙醇胺和庚二酸组成的有机复合缓蚀剂；
(4)苯甲酸钠、癸二酸、三乙醇胺和柠檬酸组成的有机复合缓蚀剂；
(5)苯甲酸钠、癸二酸、三乙醇胺和蔗糖组成的有机复合缓蚀剂；
(6)苯甲酸钠、三乙醇胺、庚二酸、异辛酸和N-亚甲基-二乙醇胺组成的有机复合缓蚀剂。
上述各组合方式中的有机缓蚀剂之见具有很好的协同作用，使保护作用有效加强。
进一步地，所述多效、低泡有机型雷达冷却液由以下重量份的原料制成：
进一步地，所述多效、低泡有机型雷达冷却液由以下重量份的原料制成：
进一步地，所述橡胶保护剂为巯基苯并三氮唑、糊精中的一种或两种。
进一步地，所述pH缓冲剂为磷酸三钠、磷酸氢二钠、硼砂中的一种或两种；所述阻垢剂为聚丙烯酸钠；所述着色剂为甲基橙、荧光绿、甲基蓝、甲基红中的一种；所述消泡剂为高分子聚醚类消泡剂。本领域中常用的多种高分子聚醚类消泡剂均适用于本发明中的冷却液，但是为在冷却液低泡性能上达到更好的效果，本发明进一步将消泡剂优选为聚氧乙烯聚氧丙烯醚，所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子量为1900-2200之间，其为由起始剂(含活性氢基团的化合物)在环氧乙烷、环氧丙烷和催化剂的存在下，经开环聚合的一类化合物。
本发明中多效、低泡有机型雷达冷却液的制备方法，包括以下步骤：
将配方量的有机复合缓蚀剂、橡胶保护剂、阻垢剂、消泡剂、pH缓冲剂、着色剂在加热的条件下搅拌使各组分充分溶解至乙二醇和去离子水构成的基液中，再经过搅拌、静置、过滤得所述冷却液。
本发明的有益效果：
1、本发明冷却液以乙二醇和去离子水为基础，通过添加有机复合缓蚀剂实现对雷达等液冷***中多金属材料和焊料的腐蚀防护，该缓蚀剂保护膜稳定性好、抗硬水性强。通过添加橡胶保护剂抑制冷却液对橡胶材料的收缩和溶胀，添加阻垢剂可防止沉淀析出和结垢；此外，添加少量的消泡剂可抑制和消除冷却液泡沫，当消泡剂为分子量为1900-2200之间聚氧乙烯聚氧丙烯醚时，其消泡效果优异。本发明中各成分之间配比合理，制备得到的冷却液综合性能强。
2、本发明冷却液配方为有机型，应用范围广，可用于112℃～-65℃的环境中，对各种铝合金、不锈钢、铜(合金)、铸铁、和碳钢等金属及相对应的焊料具有很好的缓蚀作用，与丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、密封剂、密封胶等非金属材料适应性好，使用中不会漏液。不会使铝合金变黑，使用后铝合金保持原有的金属色和光泽。
3、本发明雷达冷却液解决了其他有机冷却液泡沫偏大或容易腐蚀铝合金变黑的问题，发明冷却液泡沫倾向低、缓蚀性能强。本发明冷却液使用寿命长，使用寿命是传统无机型冷却液的3倍以上，使用中不会产生沉淀物。
4、本发明制备得到的牌号为60号和65号的雷达冷却液在军用雷达、预警机、机载雷达、舰载雷达、民用气象雷达和电子设备等液冷***中具有非常好的应用效果。40号、60号和65号的雷达冷却液在特种空调、中央空调和导弹液冷***中也具有较好的应用效果。牌号为25号、35号、45号、50号的雷达冷却液在冷库、装甲车、车辆及其他低温环境设备中也具有很好的应用效果。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
冷却液配方：
乙二醇68kg；去离子水32kg；苯甲酸钠0.5kg、三乙醇胺0.5kg、癸二酸1.5kg、异辛酸0.5kg、N-亚甲基-二乙醇胺0.02kg；磷酸三钠0.2kg、硼砂0.2kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为2000)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；甲基橙0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入27kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.5kg、三乙醇胺0.5kg、癸二酸1.5kg、异辛酸0.5kg、N-亚甲基-二乙醇胺0.02kg、磷酸三钠0.2kg、硼砂0.2kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、甲基橙0.25g，并将温度维持在40℃～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入乙二醇68kg，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到冰点为-66℃，外观为橙黄色的本发明冷却液。牌号：65号冷却液。
实施例2：
冷却液配方：
乙二醇66kg；去离子水34kg；苯甲酸钠0.5kg、三乙醇胺0.4kg、癸二酸1.6kg、咪唑0.2kg、肉桂酸0.1kg；磷酸三钠0.18kg、硼砂0.1kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为2000)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；甲基蓝0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入29kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.5kg、三乙醇胺0.4kg、癸二酸1.6kg、咪唑0.2kg、肉桂酸0.1kg、磷酸三钠0.18kg、硼砂0.1kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、甲基蓝0.25g，并将温度维持在40℃～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入乙二醇66kg，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到冰点为-62℃，外观为蓝色的本发明冷却液。牌号：60号冷却液。
实施例3：
冷却液配方：
乙二醇60kg；去离子水40kg；苯甲酸钠0.4kg、三乙醇胺0.3kg、庚二酸1.4kg；磷酸三钠0.16kg、硼砂0.1kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为2100)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；荧光绿0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入35kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.4kg、三乙醇胺0.3kg、庚二酸1.4kg、磷酸三钠0.16kg、硼砂0.1kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、荧光绿0.25g，并将温度维持在40℃～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入乙二醇60kg，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到冰点为-52℃，外观为浅绿色的本发明防冻液。牌号：50号冷却液。
实施例4：
冷却液配方：
乙二醇58kg；去离子水42kg；苯甲酸钠0.4kg、三乙醇胺0.3kg、庚二酸1.3kg；磷酸三钠0.15kg、硼砂0.1kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为1900)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；荧光绿0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入37kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.4kg、三乙醇胺0.3kg、庚二酸1.3kg、磷酸三钠0.15kg、硼砂0.1kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、荧光绿0.25g，并将温度维持在40～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入乙二醇58kg，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到冰点为-47℃，外观为浅绿色的本发明防冻液。牌号：45号冷却液。
实施例5：
冷却液配方：
乙二醇55kg；去离子水45kg；苯甲酸钠0.4kg、癸二酸0.2kg、三乙醇胺0.3kg、柠檬酸1.0kg；磷酸三钠0.15kg、硼砂0.1kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为2000)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；甲基橙0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入40kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.4kg、癸二酸0.2kg、三乙醇胺0.3kg、柠檬酸1.0kg、磷酸三钠0.15kg、硼砂0.1kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、甲基橙0.25g，并将温度维持在40～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入乙二醇55kg，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h。即可得到冰点为-42℃，外观为橙黄色的本发明防冻液。牌号：40号冷却液。
实施例6：
冷却液配方：
乙二醇52kg；去离子水48kg；苯甲酸钠0.4kg、癸二酸0.2kg、三乙醇胺0.3kg、蔗糖1.0kg；磷酸三钠0.15kg、硼砂0.1kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为2200)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；荧光绿0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入45kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.4kg、癸二酸0.2kg、三乙醇胺0.3kg、蔗糖1.0kg、磷酸三钠0.15kg、硼砂0.1kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、荧光绿0.25g，并将温度维持在40～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入52kg乙二醇，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到冰点为-37℃，外观为浅绿色的本发明防冻液。牌号：35号冷却液。
实施例7：
冷却液配方：
乙二醇44kg；去离子水56kg；苯甲酸钠0.4kg、癸二酸0.2kg、三乙醇胺0.3kg、蔗糖0.8kg；磷酸三钠0.14kg、硼砂0.1kg；巯基苯并三氮唑0.08kg、糊精0.06kg；聚氧乙烯聚氧丙烯醚(分子量为1900)2.5g；聚丙烯酸钠0.01kg；荧光绿0.25g。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.06kg，加热搅拌至完全溶解后加入51kg去离子水，而后加入苯甲酸钠0.4kg、癸二酸0.2kg、三乙醇胺0.3kg、蔗糖0.8kg、磷酸三钠0.14kg、硼砂0.1kg、巯基苯并三氮唑0.08kg、聚氧乙烯聚氧丙烯醚2.5g、聚丙烯酸钠0.01kg、荧光绿0.25g，并将温度维持在40～50℃，加热搅拌至上述组分完全溶解，最后加入44kg乙二醇，常温搅拌2～3h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到冰点为-27℃，外观为浅绿色的本发明防冻液。牌号：25号冷却液。
实施例8：
冷却液配方：
乙二醇95kg；去离子水5kg；苯甲酸钠0.7kg、三乙醇胺0.7kg、庚二酸1.8kg、异辛酸0.7kg、N-亚甲基-二乙醇胺0.025kg；磷酸三钠0.25kg、硼砂0.25kg；巯基苯并三氮唑0.1kg、糊精0.08kg；高分子聚醚3g；聚丙烯酸钠0.015kg；甲基橙0.28g。其中高分子聚醚可为也可为分子量为1900-2200的聚氧乙烯聚氧丙烯醚，也可本领域其他常用的高分子聚醚消泡剂。
冷却液的制备方法：
首先称取5kg去离子水升温至80℃～90℃，加入糊精0.08kg，加热搅拌至完全溶解，而后加入95kg乙二醇加热并维持温度在60℃～70℃，加入苯甲酸钠0.7kg、三乙醇胺0.7kg、庚二酸1.8kg、异辛酸0.7kg、N-亚甲基-二乙醇胺0.025kg、磷酸三钠0.25kg、硼砂0.25kg、巯基苯并三氮唑0.1kg、高分子聚醚3g、聚丙烯酸钠0.015kg、甲基橙0.28g至完全溶解，加温搅拌4～5h，静置24h后，循环过滤2～3h，即可得到浓缩液，外观为橙黄色的本发明冷却液。牌号：冷却液浓缩液。对于该实施例中制备得到的冷却液浓缩液可通过加入适量去离子水，以调节其冰点，使之适用于雷达液冷***、预警机液冷***、电子设备、导弹液冷***，以及车辆、船舶、空调等的冷却***。
实施例1、2、3、4、5、6、7中的冷却液的质量检测结果具体如表1-7所示。
表1：实施例1中65号冷却液的质量检测结果
实施例1中的65号冷却液的使用环境温度不低于-65℃，与俄罗斯ОЖ-65冷却液性能相当，该产品具有良好的金属防腐性和非金属适应性，可用于航空和地面雷达的液冷***。
表2：实施例2中60号冷却液的质量检测结果
实施例2中的60号冷却液使用环境温度不低于-60℃，该产品具有良好的金属防腐性和非金属适应性，可用于航空和地面雷达装备的液冷***。
表3：实施例3中50号冷却液的质量检测结果
实施例3中的50号冷却液使用环境温度不低于-50℃，该产品具有良好的金属防腐性和非金属适应性，可用于装备及地面雷达的液冷***，并可用于车辆冷却***，行驶距离不低于25万公里。
表4：实施例4中45号冷却液的质量检测结果
实施例4中的45号冷却液使用环境温度不低于-45℃，该产品具有良好的金属防腐性和非金属适应性，可用于装备及地面雷达的液冷***，并可用于车辆冷却***，行驶距离不低于25万公里。
表5：实施例5中40号冷却液的质量检测结果
实施例5中的40号冷却液使用环境温度不低于-40℃，与俄罗斯ОЖ-40冷却液性能相当，具有良好的金属防腐性和非金属适应性，并可用于C-300导弹和地面雷达的液冷***。
表6：实施例6中35号冷却液的质量检测结果
实施例6中的35号冷却液使用环境温度不低于-35℃，该产品具有良好的金属防腐性和非金属适应性，可用于装备及地面雷达的液冷***，并可用于车辆冷却***，行驶距离不低于25万公里。
表7：实施例7中25号冷却液的质量检测结果
实施例7中的25号冷却液使用环境温度不低于-25℃，该产品具有良好的金属防腐性和非金属适应性，可用于装备及地面雷达的液冷***，并可用于车辆冷却使用，行驶距离不低于25万公里。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，由以下重量份的原料制成：
所述有机复合缓蚀剂为以下组合方式中的一种：
苯甲酸钠、三乙醇胺、癸二酸、异辛酸和N-亚甲基-二乙醇胺组成的有机复合缓蚀剂；
苯甲酸钠、三乙醇胺、癸二酸、咪唑和肉桂酸组成的有机复合缓蚀剂；
苯甲酸钠、三乙醇胺和庚二酸组成的有机复合缓蚀剂；
苯甲酸钠、癸二酸、三乙醇胺和柠檬酸组成的有机复合缓蚀剂；
苯甲酸钠、癸二酸、三乙醇胺和蔗糖组成的有机复合缓蚀剂；
苯甲酸钠、三乙醇胺、庚二酸、异辛酸和N-亚甲基-二乙醇胺组成的有机复合缓蚀剂。
2.根据权利要求1所述的多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，所述冷却液由以下重量份的原料制成：
3.根据权利要求1所述的多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，所述冷却液由以下重量份的原料制成：
4.根据权利要求1～3中任一项所述的多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，所述橡胶保护剂为巯基苯并三氮唑、糊精中的一种或两种。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，所述pH缓冲剂为磷酸三钠、磷酸氢二钠、硼砂中的一种或两种；所述阻垢剂为聚丙烯酸钠；所述着色剂为甲基橙、荧光绿、甲基蓝、甲基红中的一种；所述消泡剂为高分子聚醚类消泡剂。
6.根据权利要求5所述的多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，所述消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯醚；所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子量为1900-2200。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的多效、低泡有机型雷达冷却液，其特征在于，所述冷却液的制备方法包括以下步骤：
将配方量的有机复合缓蚀剂、橡胶保护剂、阻垢剂、消泡剂、pH缓冲剂、着色剂在加热的条件下搅拌使各组分充分溶解至乙二醇和去离子水构成的基液中，再经过搅拌、静置、过滤得所述冷却液。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的多效、低泡有机型雷达冷却液在军用雷达、航母、预警机、电子设备、导弹的液冷***，特种空调、中央空调、冷库、装甲车和车辆以及其他低温环境设备的冷却***中的应用。
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