CN113831901B - 一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,属于发动机散热液技术领域,所述有机酸型散热液的原材料包括:乙二醇、去离子水、DMF、NMP、甘油、氢氧化钠、异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑、水解聚马来酸酐、无水乙酸钠、聚醚消泡剂、改性稳定剂、纳米氮化硅、硬脂酸镁、硬脂酸钠、色素;本发明的有机酸型散热液能在解决铸铝出现点蚀、变色,试验过程中出现絮状物及气穴腐蚀等问题的同时,提高散热液在高温和低温环境下的使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液及其制备方法,属于发动机散热液技术领域。
背景技术
散热液是汽车发动机正常运转不可缺少的换热介质,主要由水、防冻剂和各种添加剂组成。其中缓蚀剂是散热液中最重要的添加剂,从缓蚀剂角度看,目前国内使用较多的是无机型散热液和无机-有机复合型散热液,这两种散热液的机理研究已相对成熟,而在报道的所有配方中主要借助硅酸盐来保护铸铝,但到目前为止硅酸盐凝胶问题未能从根本上解决。同时很多配方中仍添加硼酸盐和亚硝酸盐等毒性较大的物质。
有机酸型散热液对环境的保护功能非常显著,使用以后能利用微生物降解的作用保护并绿化环境,近年来有机酸型散热液已经在国际上得到了显著的发展。我国近年来也出现了许多关于有机酸型配方的研究,但是还不够成熟,通过查阅相关文献和专利,及大量的试验研究发现很大一部分配方的腐蚀性指标仅仅满足GB29743-2013或NB/SH/T0521-2010标准中玻璃器皿及铸铝传热腐蚀的失重要求,而像铸铝出现点蚀、变色、试验过程中出现很多絮状物及气穴腐蚀等问题均被忽略了,但这些问题同样会直接影响车辆的正常运行和使用寿命。
虽然有些散热液中加入缓蚀成分,能够减少絮状物和气穴腐蚀,但是加入的缓蚀成分会影响散热液在高温和低温环境下的使用效率,因此,研发出一种有机酸型散热液,能在解决铸铝出现点蚀、变色,试验过程中出现絮状物及气穴腐蚀等问题的同时,提高散热液在高温和低温环境下的使用效率,是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液及其制备方法,能在解决铸铝出现点蚀、变色,试验过程中出现絮状物及气穴腐蚀等问题的同时,提高散热液在高温和低温环境下的使用效率。
为解决以上技术问题,本发明采取的技术方案如下:
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原材料,按重量份计,包括:乙二醇33-35份、去离子水66-70份、DMF1-1.4份、NMP1.5-2份、甘油0.5-0.8份、氢氧化钠0.25-0.3份、异辛酸0.84-1份、癸二酸0.04-0.05份、甲基苯并三氮唑0.01-0.03份、水解聚马来酸酐0.01-0.04份、无水乙酸钠0.03-0.05份、聚醚消泡剂0.007-0.008份、改性稳定剂2-3份、纳米氮化硅0.02-0.05份、硬脂酸镁0.01-0.04份、硬脂酸钠0.01-0.03份、色素0.002-0.005份。
所述纳米氮化硅的粒径为300-400nm。
所述改性稳定剂的制备方法为:将纳米沸石粉、氢氧化钠、硅酸盐稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮按照质量比为10-12:3-5:0.05-0.08:0.3-0.5混合均匀后得到初级混合物,然后将初级混合物置于50-60℃下保温处理30-40min,得到保温后的初级混合物,然后向保温后的初级混合物中加入聚乙烯胺和丙烯酸,控制保温后的初级混合物,聚乙烯胺和丙烯酸的质量比为30-35:1-1.5:0.5-1,混合均匀后在40-45℃下进行超声振荡,控制超声振荡频率为55-60Hz,超声振荡的时间为20-25min,超声振荡结束,恢复至室温,得到改性稳定剂。
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,包括一次混合,二次混合,三次混合。
所述一次混合,将乙二醇、去离子水、DMF、NMP、甘油、氢氧化钠、异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑、水解聚马来酸酐混合均匀后置于-25℃到-22℃的环境中,低温处理30-35min后缓慢升温,控制升温速度为1-1.5℃/min,待温度升至20-25℃后,得到一次混合物;
所述二次混合,向一次混合物中加入无水乙酸钠、改性稳定剂、纳米氮化硅、硬脂酸镁、硬脂酸钠,然后开启搅拌,控制搅拌速度为300-350rpm,搅拌时间为40-45min,搅拌结束后进行微波辐射改性,微波辐射改性结束,得到二次混合物;
所述微波辐射改性过程中的微波频率为1.5-2GHz,微波功率为500-510W,微波辐射改性时间为20-25min。
所述三次混合,向二次混合物中加入聚醚消泡剂和色素,混合均匀后进行高压均质,高压均质结束得到有机酸型散热液。
所述高压均质时高压均质机的转速为2000-2100rpm,高压均质时的压力为90-100MPa,高压均质的时间为40-45min。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
(1)本发明制备的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,通过对稳定剂进行改性,能够有效解决铸铝点蚀行为、铸铝变色、气穴腐蚀及溶液清透度等技术问题,延长汽车发动机使用寿命;
(2)本发明制备的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,外观为清亮透明液体,密度为1.08-1.09g/cm3,粘度为28-30mpa.s,PH值为9-10,灰分为0.1%-0.3%,对汽车有机涂料无影响;
(3)本发明制备的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,按照SH/T0085-1991发动机冷却液腐蚀测定法进行测试,使用紫铜试片时质量变化为+(0.2-0.3)mg,使用焊锡试片时的质量变化为+(1.5-3)mg,使用黄铜试片时的质量变化为+(0.2-0.5)mg,使用铸钢试片时的质量变化为-(0.2-1)mg,使用铸铁试片时的质量变化为+(0.4-0.8)mg,使用铸铝试片时的质量变化为-(2-3)mg;
(4)本发明制备的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,按照SH/T0620-1995发动机冷却液对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法进行测试,对铸铝试片的传热腐蚀率为+(0.1-0.3)mg/cm2,测试过程中透明无杂质,试片无变化;
(5)本发明制备的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,通过使用改性稳定剂,并在二次混合步骤中进行微波辐射改性,能提高耐高温和低温能力,将有机酸型散热液置于50℃的环境下静置30天,再置于-20℃的环境下静置30天后,按照SH/T0085-1991发动机冷却液腐蚀测定法进行测试,使用紫铜试片时质量变化为+(0.3-0.4)mg,使用焊锡试片时的质量变化为+(1.5-3)mg,使用黄铜试片时的质量变化为+(0.2-0.6)mg,使用铸钢试片时的质量变化为-(0.6-1.3)mg,使用铸铁试片时的质量变化为+(0.5-0.9)mg,使用铸铝试片时的质量变化为-(2.5-3.2)mg;
(6)本发明制备的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,通过使用改性稳定剂,并在二次混合步骤中进行微波辐射改性,能提高耐高温和低温能力,将有机酸型散热液置于50℃的环境下静置30天,再置于-20℃的环境下静置30天后,按照SH/T0620-1995发动机冷却液对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法进行测试,对铸铝试片的传热腐蚀率为+(0.2-0.4)mg/cm2,测试过程中透明无杂质,试片无变化。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原材料,按重量份计,包括:乙二醇33份、去离子水66份、DMF1份、NMP1.5份、甘油0.5份、氢氧化钠0.25份、异辛酸0.84份、癸二酸0.04份、甲基苯并三氮唑0.01份、水解聚马来酸酐0.01份、无水乙酸钠0.03份、聚醚消泡剂0.007份、改性稳定剂2份、纳米氮化硅0.02份、硬脂酸镁0.01份、硬脂酸钠0.01份、色素0.002份。
所述纳米氮化硅的粒径为300nm。
所述改性稳定剂的制备方法为:将纳米沸石粉、氢氧化钠、硅酸盐稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮按照质量比为10:3:0.05:0.3混合均匀后得到初级混合物,然后将初级混合物置于50摄氏度下保温处理30min,得到保温后的初级混合物,然后向保温后的初级混合物中加入聚乙烯胺和丙烯酸,控制保温后的初级混合物,聚乙烯胺和丙烯酸的质量比为30:1:0.5,混合均匀后在40℃下进行超声振荡,控制超声振荡频率为55Hz,超声振荡的时间为20min,超声振荡结束,恢复至室温,得到改性稳定剂。
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,具体为:
1.一次混合:将乙二醇、去离子水、DMF、NMP、甘油、氢氧化钠、异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑、水解聚马来酸酐混合均匀后置于-25℃的环境中,低温处理30min后缓慢升温,控制升温速度为1℃/min,待温度升至20℃后,得到一次混合物;
2.二次混合:向一次混合物中加入无水乙酸钠、改性稳定剂、纳米氮化硅、硬脂酸镁、硬脂酸钠,然后开启搅拌,控制搅拌速度为300rpm,搅拌时间为40min,搅拌结束后进行微波辐射改性,控制微波频率为1.5GHz,微波功率为500W,微波辐射改性时间为20min,微波辐射改性结束,得到二次混合物;
3.三次混合:向二次混合物中加入聚醚消泡剂和色素,混合均匀后进行高压均质,控制高压均质机的转速为2000rpm,高压均质时的压力为90MPa,高压均质的时间为40min,高压均质结束得到有机酸型散热液。
实施例2
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原材料,按重量份计,包括:乙二醇34份、去离子水68份、DMF1.2份、NMP1.7份、甘油0.6份、氢氧化钠0.27份、异辛酸0.9份、癸二酸0.04份、甲基苯并三氮唑0.02份、水解聚马来酸酐0.03份、无水乙酸钠0.04份、聚醚消泡剂0.007份、改性稳定剂2.5份、纳米氮化硅0.03份、硬脂酸镁0.03份、硬脂酸钠0.02份、色素0.003份。
所述纳米氮化硅的粒径为350nm。
所述改性稳定剂的制备方法为:将纳米沸石粉、氢氧化钠、硅酸盐稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮按照质量比为11:4:0.06:0.4混合均匀后得到初级混合物,然后将初级混合物置于55℃下保温处理35min,得到保温后的初级混合物,然后向保温后的初级混合物中加入聚乙烯胺和丙烯酸,控制保温后的初级混合物,聚乙烯胺和丙烯酸的质量比为32:1.2:0.7,混合均匀后在42℃下进行超声振荡,控制超声振荡频率为57Hz,超声振荡的时间为22min,超声振荡结束,恢复至室温,得到改性稳定剂。
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,具体为:
1.一次混合:将乙二醇、去离子水、DMF、NMP、甘油、氢氧化钠、异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑、水解聚马来酸酐混合均匀后置于-23℃的环境中,低温处理32min后缓慢升温,控制升温速度为1.2℃/min,待温度升至22℃后,得到一次混合物;
2.二次混合:向一次混合物中加入无水乙酸钠、改性稳定剂、纳米氮化硅、硬脂酸镁、硬脂酸钠,然后开启搅拌,控制搅拌速度为320rpm,搅拌时间为42min,搅拌结束后进行微波辐射改性,控制微波频率为1.7GHz,微波功率为500W,微波辐射改性时间为22min,微波辐射改性结束,得到二次混合物;
3.三次混合:向二次混合物中加入聚醚消泡剂和色素,混合均匀后进行高压均质,控制高压均质机的转速为2050rpm,高压均质时的压力为95MPa,高压均质的时间为42min,高压均质结束得到有机酸型散热液。
实施例3
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原材料,按重量份计,包括:乙二醇35份、去离子水70份、DMF1.4份、NMP2份、甘油0.8份、氢氧化钠0.3份、异辛酸1份、癸二酸0.05份、甲基苯并三氮唑0.03份、水解聚马来酸酐0.04份、无水乙酸钠0.05份、聚醚消泡剂0.008份、改性稳定剂3份、纳米氮化硅0.05份、硬脂酸镁0.04份、硬脂酸钠0.03份、色素0.005份。
所述纳米氮化硅的粒径为400nm。
所述改性稳定剂的制备方法为:将纳米沸石粉、氢氧化钠、硅酸盐稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮按照质量比为12:5:0.08:0.5混合均匀后得到初级混合物,然后将初级混合物置于60℃下保温处理40min,得到保温后的初级混合物,然后向保温后的初级混合物中加入聚乙烯胺和丙烯酸,控制保温后的初级混合物,聚乙烯胺和丙烯酸的质量比为35:1.5:1,混合均匀后在45℃下进行超声振荡,控制超声振荡频率为60Hz,超声振荡的时间为25min,超声振荡结束,恢复至室温,得到改性稳定剂。
一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,具体为:
1.一次混合:将乙二醇、去离子水、DMF、NMP、甘油、氢氧化钠、异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑、水解聚马来酸酐混合均匀后置于-22℃的环境中,低温处理35min后缓慢升温,控制升温速度为1.5℃/min,待温度升至25℃后,得到一次混合物;
2.二次混合:向一次混合物中加入无水乙酸钠、改性稳定剂、纳米氮化硅、硬脂酸镁、硬脂酸钠,然后开启搅拌,控制搅拌速度为350rpm,搅拌时间为45min,搅拌结束后进行微波辐射改性,控制微波频率为2GHz,微波功率为510W,微波辐射改性时间为25min,微波辐射改性结束,得到二次混合物;
3.三次混合:向二次混合物中加入聚醚消泡剂和色素,混合均匀后进行高压均质,控制高压均质机的转速为2100rpm,高压均质时的压力为100MPa,高压均质的时间为45min,高压均质结束得到有机酸型散热液。
对比例1
采用实施例1所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原料及制备方法,其不同之处在于:使用硅酸盐稳定剂代替改性稳定剂。
对比例2
采用实施例1所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原料及制备方法,其不同之处在于:二次混合步骤中不进行微波辐射改性。
对比例3
采用实施例1所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的原料及制备方法,其不同之处在于:三次混合步骤中不进行高压均质。
将实施例1-3和对比例1-3制备的散热液的指标进行对比,对比结果如下:
按照SH/T0085-1991发动机冷却液腐蚀测定法对实施例1-3和对比例1-3制备的有机酸型散热液进行试验,试验结果如下:
将实施例1-3和对比例1-3制备的有机酸型散热液分别置于50℃的环境下静置30天,再置于-20℃的环境下静置30天后,然后按照SH/T0085-1991发动机冷却液腐蚀测定法对实施例1-3和对比例1-3制备的有机酸型散热液进行试验,试验结果如下:
按照SH/T0620-1995发动机冷却液对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法对实施例1-3和对比例1-3制备的有机酸型散热液进行试验,试验结果如下:
将实施例1-3和对比例1-3制备的有机酸型散热液分别置于50℃的环境下静置30天,再置于-20℃的环境下静置30天后,按照SH/T0620-1995发动机冷却液对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法对实施例1-3和对比例1-3制备的有机酸型散热液进行试验,试验结果如下:
除非另有说明,本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,其特征在于,所述有机酸型散热液的原材料,按重量份计,包括:乙二醇33-35份、去离子水66-70份、DMF1-1.4份、NMP1.5-2份、甘油0.5-0.8份、氢氧化钠0.25-0.3份、异辛酸0.84-1份、癸二酸0.04-0.05份、甲基苯并三氮唑0.01-0.03份、水解聚马来酸酐0.01-0.04份、无水乙酸钠0.03-0.05份、聚醚消泡剂0.007-0.008份、改性稳定剂2-3份、纳米氮化硅0.02-0.05份、硬脂酸镁0.01-0.04份、硬脂酸钠0.01-0.03份、色素0.002-0.005份;
所述改性稳定剂的制备方法为:将纳米沸石粉、氢氧化钠、硅酸盐稳定剂、聚乙烯吡咯烷酮按照质量比为10-12:3-5:0.05-0.08:0.3-0.5混合均匀后得到初级混合物,然后将初级混合物置于50-60℃下保温处理30-40min,得到保温后的初级混合物,然后向保温后的初级混合物中加入聚乙烯胺和丙烯酸,控制保温后的初级混合物,聚乙烯胺和丙烯酸的质量比为30-35:1-1.5:0.5-1,混合均匀后在40-45℃下进行超声振荡,控制超声振荡频率为55-60Hz,超声振荡的时间为20-25min,超声振荡结束,恢复至室温,得到改性稳定剂。
2.根据权利要求1所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液,其特征在于,所述纳米氮化硅的粒径为300-400nm。
3.一种权利要求1所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,其特征在于,包括一次混合,二次混合,三次混合;
所述一次混合,将乙二醇、去离子水、DMF、NMP、甘油、氢氧化钠、异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑、水解聚马来酸酐混合均匀后置于-25℃到-22℃的环境中,低温处理30-35min后缓慢升温,控制升温速度为1-1.5℃/min,待温度升至20-25℃后,得到一次混合物;
所述二次混合,向一次混合物中加入无水乙酸钠、改性稳定剂、纳米氮化硅、硬脂酸镁、硬脂酸钠,然后开启搅拌,控制搅拌速度为300-350rpm,搅拌时间为40-45min,搅拌结束后进行微波辐射改性,微波辐射改性结束,得到二次混合物;
所述三次混合,向二次混合物中加入聚醚消泡剂和色素,混合均匀后进行高压均质,高压均质结束得到有机酸型散热液。
4.根据权利要求3所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,其特征在于,所述微波辐射改性过程中的微波频率为1.5-2GHz,微波功率为500-510W,微波辐射改性时间为20-25min。
5.根据权利要求3所述的用于发动机及新能源汽车冷却***的有机酸型散热液的制备方法,其特征在于,所述高压均质时高压均质机的转速为2000-2100rpm,高压均质时的压力为90-100MPa,高压均质的时间为40-45min。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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