專利名稱：一種新型重負荷發動機冷卻液配方及制備方法
技術領域：
本發明"一種新型重負荷發動機冷卻液配方及制備方法"涉及的是一種適用 于重負荷發動機冷卻系統使用要求的專用冷卻液配方及制備方法。
技術背景在ASTM D 4985-05《重負荷發動機低硅酸鹽乙二醇型冷卻液》規范中，重 負荷發動機是指長期在接近額定功率條件下運轉的發動機，包括柴油機、汽油機 或使用其它燃料的發動機。通常為非公路條件下使用的農用、礦用、挖掘和建筑 運輸機械、公路卡車和公共汽車以上的5 8類機械、高輸出功率的固定機組、 火車及艦船的內燃機組等。由于重負荷發動機設計、結構、材質和使用工況的苛刻性，決定了必須使用 與輕負荷發動機不同類型的專用冷卻液。如其不然，則會發生下列嚴重問題:.(1) 氣缸襯里的點蝕(也稱氣穴腐蝕)。重負荷發動機常采用濕式缸套以便 于維護和快速有效地散出高熱量。但濕式缸套冷卻系統的采用卻帶來了氣缸襯里 點蝕問題。濕式缸套冷卻襯里會受機械強烈振動及冷卻液高速流動沖擊而發生氣 穴腐蝕、甚至穿孔而造成嚴重損害。該問題在使用輕負荷發動機冷卻液時是不可 避免的。解決該問題的途徑只能是采用具有優良的抗氣穴腐蝕能力的重負荷發動機冷卻液。(2) 傳熱表面的結垢。重負荷發動機因熱負荷高和連續運轉時間長，其冷 卻液(尤其是其中的水)容易蒸發損失和造成缸套傳熱表面的結垢加劇。結垢的 結果是導致發動機傳熱效率下降，使氣缸、活塞溫度升高、沉積物增多和機械磨 損增加。解決此問題的出路也是必須使用含有充足的能最大限度減少熱表面結垢 組分及更高沸點的重負荷發動機冷卻液。目前國內普遍使用的冷卻液(俗稱防凍液)是按我國石油化工行業標準SH 0521-1999《汽車和輕負荷發動機乙二醇型冷卻液》生產的，由其標準內容和實 際使用效果均表明這類產品不能滿足重負荷發動機苛刻的運行要求。在周建軍等 編著的《汽車冷卻液》(化學工業出版社) 一書第110頁列出了一種重負荷發動 機冷卻液濃縮液的組成，主要成分包括乙二醇、硼砂(Na2BA*5H20)、蒸餾水或 去離子水、硝酸鈉、五水偏硅酸鈉(Na2Si03*5H20〉、十二水磷酸鈉(NasP(V12H")、 氫氧化鈉、甲基苯三唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑。但是，根據該配方和混合順序 配成的冷卻液存在硅酸鹽析出的問題。綜上所述，為使我國日益增多的重負荷發動機能在苛刻的高熱負荷下持久可 靠地工作，必須加快國產重負荷發動機冷卻液的研究、生產和推廣應用，滿足重 負荷發動機的使用要求。本發明中所提供的重負荷發動機冷卻液嚴格的固溶體含量及防硅酸鹽析出 的科學配方組成，還使重負荷發動機冷卻液能有效減少水泵泄漏和焊錫腐蝕的故障率oi明內容 本發明所提供的重負荷發動機冷卻液具有防銹、防凍、防沸、 防氣穴腐蝕、防熱表面結垢、防起泡的性能，并且穩定性好，儲存及使用過程中 不產生沉淀及分層現象，對重負荷發動機冷卻系統保護性強，可以滿足重負荷發
動機的使用要求。本發明所提供的重負荷發動機冷卻液其組成包括二元醇、軟化水、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑和特有的穩定劑。其中所述的二元醇是重負荷發動機冷卻液的主要成份，可以是乙二醇、丙二醇、二乙二醇或其混合物，優選乙二醇。其中所述的硅酸鉀水溶液中的Si02和K20的優選重量比應為1.8 2.1:1.0 。 其中所述的穩定劑可以是是改性的乙基硅氧烷，丙基硅氧烷、苯乙基硅氧烷等，優選的是能長期有效防止硅酸鹽析出凝膠或沉淀的穩定劑。 其中所述的二元醇含量可以是10% 90%，優選30% 70%。 其中所述的軟化水含量可以是10% 90%，優選30% 70%。 其中所述的硼砂含量可以是0.1% 2%，優選0. 5% 1. 5%。 其中所述的硅酸鉀水溶液含量可以是0.05% 0. 5%，優選0.1% 0. 3%。 其中所述的氫氧化鈉含量可以是0. 05% 0. 5%,優選0.1% 0. 3%。 其中所述的硝酸鈉含量可以是0. 05* 0. 5%,優選0.1% 0. 3%。 其中所述的十二水磷酸鈉含量可以是0.1% 1%，優選0. 2* 0.6%。 其中所述的巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)含量可以是0.1% 2%，優選0. 3% 0.8%。其中所述的穩定劑含量可以是0. 01% 0. 2%，優選0. 05% 0. 1%。 其中所述的抗泡劑含量可以是0.005% 0.05%,優選0. 01% 0. 03%。 其中所述的染色劑含量可以是0. 001%~0. 01%,優選0. 002% 0. 005%。 本發明所提供的重負荷發動機冷卻液的制備方法包括以下幾個步驟(1) 配制重負荷發動機冷卻液時，可在加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或不銹鋼反應釜進行；(2) 按上述配方精確稱取二元醇、軟化水、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化 鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑和 穩定劑；(3) 在一反應釜中將硼砂加入乙二醇中，攪拌至全溶；(4) 在另一容器中加入軟化水，加溫(60X: 801C),在攪拌下按本發明確 定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基 苯并噻唑鈉(50%水溶液)和穩定劑至全部溶解。(5) 將步驟(3)和步驟(4)所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染 色劑，調整其顏色和pH值，使其達到規定的要求；(6) 檢驗冰點、沸點、pH值和顏色；(7) 對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。
具體實施方式
實施例1稱取(40 43)千克乙二醇、(57 60)千克軟化水、(0. 5 1.5)千克硼砂、 (0. 3 1. 0)千克硅酸鉀水溶液、(0.1 0. 3)千克氫氧化鈉、(0.1~0. 3)千克硝 酸鈉、(0.2 0.6)千克十二水磷酸鈉、(0.3 0.8)千克巰基苯并噻唑鈉(50%水 溶液)、(0.01 0.03)千克抗泡劑、(0.002 0.005)千克染色劑、(0.05~0.1)千克穩定劑，按下述步驟制備(1)配制重負荷發動機冷卻液時，可在有加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或 不銹鋼反應釜中進行；(2) 按上述配方精確稱取乙二醇、軟化水、、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化 鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑和 穩定劑；(3) 在一反應釜中將硼砂加入乙二醇中，攪拌至全溶；(4) 在另一容器中加入軟化水，加溫(60C 8(rC),在攪拌下按本發明確 定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀水溶液、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、 巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)和穩定劑至全部溶解。(5) 將步驟(3)和步驟(4)所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染 色劑，調整其顏色和pH值，使其達到規定的要求；(6) 檢驗冰點、沸點、pH值和顏色；(7) 對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。實施例1中重負荷發動機冷卻液冰點為-30^、沸點為114"C、 pH值為9.0。實施例2稱取(46 49)千克乙二醇、(51 54)千克軟化水、、(0. 5 1. 5)千克硼砂、 (0.3 1.0)千克硅酸鉀水溶液、(0.1 0.3)千克氫氧化鈉、(0.1 0.3)千克 硝酸鈉、(0. 2 0.6)千克十二水磷酸鈉、(0. 3 0.8)千克巰基苯并噻唑鈉(50% 水溶液)、(0.01 0.03)千克抗泡劑、(0.002 0.005)千克染色劑、(0. 05~0.1) 千克穩定劑，按下述步驟制備(1) 配制,負荷發動機冷卻液時，可在加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或不 銹鋼反應釜進行；(2) 按上述配方精確稱取乙二醇、軟化水、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化 鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑和 穩定劑；(3) 在一反應釜中將硼砂加入乙二醇中，攪拌至全溶；(4) 在另一容器中加入軟化水，加溫(601C 801C),在攪拌下按本發明確 定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀水溶液、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、 巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)和穩定劑至全部溶解。(5) 將步驟(3)和步驟(4)所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染 色劑，調整其顏色和pH值，使其達到規定的要求；(6) 檢驗冰點、沸點、pH值和顏色；(7) 對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。 實施例2中重負荷發動機冷卻液冰點為-35C、沸點為116r、 pH值為9.0。實施例3稱取(50 53)千克乙二醇、(47 50)千克軟化水、(0. 5 1. 5)千克硼砂、 (0.3 1.0)千克硅酸鉀水溶液、(0.1 0.3)千克氫氧化鈉、(0.1 0.3)千克 硝酸鈉、(0. 2 0.6)千克十二水磷酸鈉、(0. 3 0.8)千克巰基苯并噻唑鈉(50% 水溶液)、(0.01 0.03)千克抗泡劑、(0.02 0.05)千克染色劑、(0. 05 0.1) 千克穩定劑，按下述步驟制備(1) 配制重負荷發動機冷卻液時，可在加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或不 銹鋼反應釜進行；(2) 按上述配方精確稱取乙二醇、軟化水、棚砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化 鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑和
穩定劑；(3) 在一反應釜中將硼砂加入乙二醇中，攪拌至全溶；(4) 在另一容器中加入軟化水，加溫(60C 80'C)，在攪拌下按本發明確 定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀水溶液、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、 巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)和穩定劑至全部溶解。(5) 將步驟(3)和步驟(4)所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染 色劑，調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求；(6) 檢驗冰點、沸點、pH值和顏色；(7) 對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。 實施例3中重負荷發動機冷卻液冰點為-43t:、沸點為118"、 pH值為9.0。實施例4稱取(57 60)千克乙二醇、(40 43)千克軟化水、(0.5 1.5)千克(0.3 1.0)千克硅酸鉀水溶液、(0.1 0.3)千克氫氧化鈉、(0.1 0.3)千克硝酸鈉、 (0.2 0.6)千克十二水磷酸鈉、(0.3 0.8)千克巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、 (0.01 0.03)千克抗泡劑、(0. 02 0.05)千克染色劑、(0. 05 0. ll)千克穩定劑， 按下述步驟制備-(1) 配制重負荷發動機冷卻液時，可在加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或不 銹鋼反應釜進行；(2) 按上述配方精確稱取乙二醇、軟化水、砌砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化 鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑和 穩定劑；(3) 在一反應釜中將加入硼砂乙二醇中，攪拌至全溶；(4) 在另一容器中加入軟化水，加溫(60x: 80x:),在攪拌下按本發明確定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀水溶液、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、 巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)和穩定劑至全部溶解。(5) 將步驟(3)和步驟(4)所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染 色劑，調整其顏色和pH值，使其達到規定的要求；(6) 檢驗冰點、沸點、PH值和顏色；(7) 對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。 實施例4中重負荷發動機冷卻液冰點為-5(TC、沸點為120t:、 pH值為8.權利要求
1. 一種重負荷發動機冷卻液，其組成包括二元醇、軟化水、硼砂、偏硅酸鉀水溶液、氫氧化鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50％水溶液)、抗泡劑、染色劑和本發明特有的穩定劑。
2、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的二元醇是乙二 醇、丙二醇、二乙二醇或其混合物。
3、 權利要求1或2中任意一項所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述 的二元醇是乙二醇。
4、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的硅酸鉀水溶液 中Si02和K20的優選重量比應為1. 8 2.1:1.0。
5、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的穩定劑可以是 改性的乙基硅氧烷，丙基硅氧烷、苯乙基硅氧垸等，優選的是能長期有效防止硅 酸鹽析出凝膠或沉淀的穩定劑。
6、 權利要求1或2或3中任意一項所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中 所述的二元醇含量可以是10% 90%,優選30% 70%。
7、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的軟化水含量可 以是10% 90%,優選30% 70%。
8、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的硼砂含量可以 是O. 1% 2%，優選0.3%~1.5%。
9、 權利要求1或4所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的硅酸鉀水 溶液含量可以是0. 05% 0. 5%,優選0.1% 0.3%。
10、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的氫氧化鈉含量 可以是0.05* 0.5%,優選O. 1% 0.3%。
11、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的硝酸鈉含量可 以是0.05% 0.5%，優選O. 1% 0.3%。
12、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的十二水磷酸鈉 含量可以是O. 1% 1%,優選0.2% 0.6%。
13、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的巰基苯并噻唑 鈉(50%水溶液)含量可以是0.1%~2%，優選0.3% 0.8%。
14、 權利要求1或5所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的穩定劑含 量可以是0.01% 0.2%,優選0.05% 0.1%。
15、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的抗泡劑含量可 以是0. 005%~0.05*，優選0.01% 0. 03%。
16、 權利要求1所述的一種重負荷發動機冷卻液，其中所述的染色劑含量可 以是0.001% 0.01%，優選0.002% 0.005%。
17、 一種制備如權利要求1所述的重負荷發動機冷卻液的制備方法，包括以 下幾個步驟(1) 配制重負荷發動機冷卻液時，可在加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或不 銹鋼反應釜進行；(2) 按配方精確稱取二元醇、軟化水、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化鈉、 硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)、抗泡劑、染色劑、和本 發明特有的穩定劑；(3) 在一反應釜中將硼砂加入乙二醇中，攪拌至全溶；(4) 在另一容器中加入軟化水，加溫(60r 801C)，在攪拌下按本發明確 定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀水溶液、硝酸鈉、十二水磷,、 巰基苯并噻唑鈉(50%水溶液)和穩定劑至全部溶解。(5) 將步驟(3)和步驟(4)所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染 色劑，調整其顏色和pH值，使其達到規定的要求；(6) 檢驗冰點、沸點、密度、pH值、泡沫特性和顏色；(7) 對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。
全文摘要
本發明公開了一種重負荷發動機冷卻液，其組成包括二元醇、軟化水、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50％水溶液)、抗泡劑、染色劑和本發明特有的穩定劑。其制備方法包括按配方精確稱取二元醇、軟化水、硼砂、硅酸鉀水溶液、氫氧化鈉、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50％水溶液)、抗泡劑、染色劑和穩定劑；在一反應釜中將硼砂加入乙二醇中，攪拌至全溶；在另一容器中加入軟化水，加溫(60℃～80℃)，在攪拌下按本發明確定的工藝程序加入精確稱量的氫氧化鈉、硅酸鉀水溶液、硝酸鈉、十二水磷酸鈉、巰基苯并噻唑鈉(50％水溶液)和穩定劑至全部溶解；將前面兩步驟所得溶液混合攪拌至全溶，加入抗泡劑、染色劑，調整其顏色和pH值，使其達到規定的要求；檢驗冰點、沸點、pH值和顏色；對合格的重負荷發動機冷卻液進行灌裝、貼標簽、入庫。
文檔編號C09K5/00GK101210172SQ20061015613
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優先權日2006年12月29日
發明者猛 王, 龔燦錚 申請人:北京中石統一潤滑油有限公司