汽車防凍液主要成分配方比例生產工藝及技術應用

1、汽車防凍液主要成分配方比例，生產工藝及技術應用 導讀：本文詳細介紹了汽車防凍液研究背景，理論基礎，參考配方等，本文中的配方數(shù)據(jù)經過修改，如需更詳細資料，可咨詢我們的技術工程師。 禾川化學引進國外配方破譯技術，專業(yè)從事汽車防凍液成分分析、配方還原、研發(fā)外包服務，為汽車防凍液相關企業(yè)提供一整套配方技術解決方案。一、背景汽車防凍液的全稱叫汽車防凍冷卻液，是汽車冷卻系統(tǒng)用的循環(huán)介質，用于水冷式發(fā)動機在冬季防凍。汽車在工作時會產生大量的熱，如不及時排熱，將會導致發(fā)動機的損壞。因此需要一種冷卻液來輔助發(fā)動機散熱。以往最常用的冷卻液是水。因其流動性好并具有良好的導熱性，但水作為防凍液也有很多的缺點；如冰點不

2、高、沸點不高及容易使金屬生銹等等。針對這幾點，汽車防凍液便應運而生了。汽車防凍液具有比水更低的冰點，在寒冷的環(huán)境中仍然可以正常的工作，防凍液還具有抗腐蝕的功能(包括大面積的腐蝕和，點蝕)、防止水垢形成等功能，因此防凍液被廣泛用于汽車領域。禾川化學技術團隊具有豐富的分析研發(fā)經驗，經過多年的技術積累，可以運用尖端的科學儀器、完善的標準圖譜庫、強大原材料庫，徹底解決眾多化工企業(yè)生產研發(fā)過程中遇到的難題，利用其八大服務優(yōu)勢，最終實現(xiàn)企業(yè)產品性能改進及新產品研發(fā)。樣品分析檢測流程：樣品確認物理表征前處理大型儀器分析工程師解譜分析結果驗證后續(xù)技術服務。有任何配方技術難題，可即刻聯(lián)系禾川化學技術團隊，我們將

3、為企業(yè)提供一站式配方技術解決方案！二、汽車防凍液的技術要求1.1配制汽車防凍液的幾點要求：1)具有較低的冰點，較高的沸點；2)有較好的金屬防腐性、防氣蝕性和防結垢性；3)不污染環(huán)境或對環(huán)境污染小；4)外觀色澤透明、無機械雜質、無毒或低毒、藥效持久、貯存期長、可在冷卻系統(tǒng)內連續(xù)工作2-3年而不變質等方面的綜合性能。1.2 汽車防凍液的七大功能汽車防凍液具備七大功能，分別是防凍、防沸、防腐、防垢 、防銹、傳導、潤滑。防凍：防凍液的防凍范圍-25-60不凍結，保證散熱系統(tǒng)正常工作。防沸：水的沸點100,防凍液的沸點在106116不開鍋，保證發(fā)動機在正常溫度范圍內能工作、動力強勁。防腐：用水散熱，長時

4、間不工作會變溴、產生微生物，防凍液的防腐添加劑是液體永不變質，對冷卻系統(tǒng)的部件起到防腐保護作用。防垢：家庭燒水壺時間長了會結厚厚一層水垢，汽車散熱系統(tǒng)用水同樣會結水垢，造成散熱不良，產生高溫，影響動力，防凍液特殊防垢除垢功能，避免降低散熱器的散熱作用。防銹：防凍液的防銹功能可保證缸體散熱道無銹跡。傳導：汽車水箱均采用紫銅或黃銅制成，近年也有采用合金鋁制作，目的是熱傳導速度快，快速冷卻，防凍液的熱傳導劑，保證了液體的熱量快速傳導給銅鋁質散熱器。潤滑：水泵在工作時葉輪與泵體的摩擦會影響水泵的壽命，防凍液特殊的潤滑性能可延長水泵的壽命。2.汽車防凍液的組成防凍液一般由母液和添加劑組成。母液由軟化水和

5、能降低水的冰點的物質組成（主要是防凍劑）；添加劑主要有一些具有特殊功能的試劑組成，緩蝕劑、消泡劑、著色劑、防霉劑、緩沖劑等組成。2.1母液母液主要由水和醇類組成。醇類在防凍液中主要起到防凍劑的作用，是防凍液的主要成分，主要是各種二元醇或多元醇。因為在所有的物質中，醇類的物化性質和水的最為接近。由凝固點降低定律可知，醇類與水混合后能大幅度的降低水的冰點由沸點升高定律知，醇和水混合后能提高水的沸點。醇類具有很好的水溶性，能與水以大比例混合，而且醇本身粘度小，與水混合后的液體流動性好，因而醇類是作為母液首選的物質。選擇醇類的原因還有：醇類的來源廣、價格低、比熱和導熱性能都相對較好。目前，最常用的作為

6、防凍液的組成的醇類有：乙二醇、二甘醇、甘油、丙二醇等。防凍劑是各國從上世紀50年代以來幾乎全部采用乙二醇作為防凍劑。乙二醇是一種無色、透明、稍有甜味和具有吸濕性的粘稠液體，它能以任何比例與水相溶。按不同的質量比例將乙二醇與水混合，能夠得到不同冰點值的混合液，即得到不同冰點值的防凍液，如表1所示。從表1中可以看出，乙二醇水型防凍液的冰點值同乙二醇質量份數(shù)不成線性關系。濃度在59%以下時，水溶液中乙二醇濃度升高冰點降低，但濃度超過59%后，隨著乙二醇濃度的升高，其冰點呈上升趨勢，當濃度達100%時，其冰點上升至-13。表1 防凍液中乙二醇濃度與冰點的關系2.2 添加劑2.2.1 緩蝕劑（防銹劑）汽

7、車發(fā)動機冷卻系統(tǒng)含有5種金屬，即鑄鐵、鋁合金、鋼、銅、焊錫等。防凍液每時每刻都與這些金屬接觸，因此必須具有良好的防腐功能。加之母液的這樣成分是醇類，醇類如乙二醇是容易被氧化生成酸性的乙二酸，酸性的物質容易腐蝕冷卻系統(tǒng)的金屬介質，所以配制防凍液時應添加一些試劑，阻止酸性物質對冷卻系統(tǒng)的腐蝕。常用的緩蝕劑分為無機緩蝕劑、有機緩蝕劑、復合緩蝕劑、環(huán)保緩蝕劑等。1)無機化合物緩蝕劑它包括偏硅酸鹽、磷酸鹽、鎢酸鹽、硼酸鹽、亞硝酸鹽和鉬酸鹽、苯甲酸鹽等。作為無機化合物緩蝕劑，可使金屬表面形成一層致密的鈍化膜。例如：加入0.03-0.05%的偏硅酸鈉可防止鋁制件的腐蝕。2)有機化合物緩蝕劑常用的有三乙醇胺、

8、苯并三氮唑、巰基苯并噻唑、有機磷酸鹽等，如僅添加0.1-0.5%的苯并三氮唑即可防止銅制構件的腐蝕。3)復合配方緩蝕劑不同成分的金屬構件需用不同的緩蝕劑，如：亞硝酸鈉對鋼、鑄鐵的緩蝕效果好。但會腐蝕焊料三乙醇胺、磷酸鹽、有機磷酸鹽雖對黑色金屬緩蝕效果好，但會腐蝕黃銅、紫銅等；硅酸鹽是鋁金屬的優(yōu)良緩蝕劑，但極易水解，形成大量絮狀沉淀。這些單品種緩蝕劑雖成本較低，但難以滿足防凍液諸多方面的性能要求。所以一般采用具有協(xié)同作用的多種緩蝕物質的復合配方，緩蝕劑總加入量為防凍液原液的0.5-5.0%4)環(huán)保型配方緩蝕劑完全采用有機型配方，成份中不含無機鹽，能在金屬表面形成一層致密而穩(wěn)定的保護膜。采用環(huán)保型

9、配方緩蝕劑制成的防凍液同時具有易生物降解、低毒的特點，對環(huán)境無害的化學品，不會對水體及土壤生態(tài)造成破壞，具有通用性好，能適合不同金屬材質的發(fā)動機，可長年貯存，穩(wěn)定性好。2.2.2防點蝕劑點蝕又叫穴蝕。點蝕是腐蝕的一種，即由無數(shù)個氣泡打擊金屬所致，由于油槽和油孔等結構要素的橫截面突然改變引起油流強烈紊亂，在油流紊亂的真空區(qū)形成氣泡，隨壓力升高氣泡潰滅而產生點蝕。點蝕一般發(fā)生在軸承的高載區(qū)，是冷卻系統(tǒng)的大敵，需要添加優(yōu)質的添加劑來有效地防止點蝕，以延長發(fā)動機的壽命。2.2.3防垢劑水中有許多的礦物質，比如鈣離子、鎂離子、鐵離子、氯離子、鋁離子等。這些離子在水中存在著沉淀和溶解平衡。在加熱蒸發(fā)后，這

10、些礦物質會結成水垢沉積在金屬表面。水垢的導熱性能很差，會導致發(fā)動機產生的熱不能及時的傳給防凍液，使缸套的溫度升高。造成缸套與氣環(huán)擦傷磨損。因此配制防凍液時加入一些阻垢劑防止水垢形成。常用的有EDTA2鈉，苯甲酸鈉，葡萄糖酸鈉。2.2.4緩沖劑緩沖劑(pH調節(jié)劑)由于在酸性的環(huán)境中，金屬會受到嚴重的腐蝕，而在堿性的環(huán)境中，金屬鹽離子又容易生成沉淀。在使用過程中，防凍液的pH值應盡可能的保持在7-11范圍內，可以保證防凍液不會受到霉菌的侵入而腐敗變質。像氫氧化鈉，三乙醇胺等選擇復合穩(wěn)定劑配方，應遵循“一劑多用”的原則，有利于降低成本，芳香唑對銅有保護作用，硼砂對鑄鋼，鑄鐵，銅都有一定的防腐蝕作用，

11、還有PH緩存能力，硅酸鹽對鐵、鋁銅等金屬有較好的保護作用，且價廉易得，無毒，苯甲酸鈉既有防霉作用，又對黑色金屬有較好的緩蝕作用2.2.5消泡劑有機物防凍液的主要成分之一，有機物在理化性質上與其他物質存在差別，這樣在使用過程中會產生氣泡。防凍液在使用過程中常用的消泡劑有高級醇、有機硅聚合物和某些表面活性劑等。2.2.6穩(wěn)定劑作為汽車防凍液，必須保證各個組分都能穩(wěn)定的存在，這樣防凍液才能發(fā)揮他的作用。穩(wěn)定劑用以協(xié)調防凍液各組分的協(xié)同配合，使防凍液更穩(wěn)定的存在。如有機硅氧烷類穩(wěn)定劑，丙烯酸聚合物堿金屬鹽（添加量在0.05-0.1%），ATMP，HEDP等。2.2.7著色劑在防凍液中加入無毒的水溶性著

12、色劑，與一般的冷卻水區(qū)別，便于觀察冷卻系統(tǒng)中的防凍液是否泄漏：同時具有指示劑的作用，監(jiān)視防凍液的酸堿度變化。常用溴甲藍、酚紅、甲基紅等原料使防凍液呈現(xiàn)一定指示色，如果顏色超過指示范圍，則表明防凍液呈酸性而失去防銹作用。著色劑的濃度(質量)一般在0.01-0.05%。2.2.8防霉劑防凍液在工作狀態(tài)下由于溫度較高，微生物難以繁殖，但在貯存過程中可能引起微生物滋長，使防凍液發(fā)霉變質。因此，需要加入微量的殺菌防霉劑，以保證防凍液在23年貯存期內不霉變。常用的防霉劑有氯化鋅、糖酸、苯甲酸鈉，其中苯甲酸鈉的防霉效果比較理想。3.常見配方3.1乙二醇基防凍液的配方參考（濃縮液）成分含量成分說明乙二醇62.0-65.0%防凍劑十二碳二酸鉀鹽3.0-5.0%防銹劑癸二酸鉀鹽5.0-7.0%防銹劑苯并三氮唑（BTA）4.0-7.0%緩蝕劑2-巰基苯并噻唑2.0-4.0%緩蝕劑三乙醇胺1.0-3.0%pH調節(jié)劑三乙醇胺硼酸酯0.6-0.9%防銹劑有劑硅類穩(wěn)定劑0.05-0.1%穩(wěn)定劑有機硅