專利名稱：一種新型多功能防凍液及其配制方法
技術領域：
本發明涉及一種用于汽車發動機水箱冷卻系統的防凍液及其配制方法，它具有防凍、防沸、防腐、防銹、防結垢、除垢和宜于貯存穩定的性能，該防凍液屬于以甘醇水溶液為主，并和多種化學物質組成的混合液。
眾所周知，汽車發動機水箱中的水，在冬季低溫條件下，很容易結冰膨脹，輕者使發動機起動困難，嚴重時能凍裂水箱，損壞機件；而在夏天高溫時，行駛一段時間后，又很容易造成水箱中冷卻水沸騰的現象(俗稱“開鍋”)，使水箱的熱交換系數大大降低。這不僅嚴重影響水箱的傳熱效果、增加油耗和尾氣中有害氣體的濃度，甚至影響汽車的正常行駛，所以現在大部分汽車發動機水箱已改灌防凍液。
過去曾用過乙醇一水溶液作防凍液。但因其冰點較高，防凍效果不顯著，且易揮發、易著火、不安全而基本已經被淘汰。也用過甘油一水溶液作防凍液，但也因造價高不經濟而很少被人采用。目前國內生產的防凍液大體上均為甘醇類防凍液，它可以是乙二醇、丙烯醇、二乙二醇、丙二醇、或者是它們的混合物，但以已二醇一水型發動機冷卻液及其濃縮物為最佳，它可以根據不同的工作狀態，環境溫度條件、按我國石油化工行業標準SH0521-92《乙二胺發動機冷卻液及其濃縮液)》標準，配制成不同比重適合于不同低溫的乙二醇一水溶液作為冷凍液來滿足不同地區工作環境溫度的需要。但它具有較大的腐蝕性及易揮發等缺點，給使用帶來一定的影響和限制。
本發明的目的在于提供一種包括乙二醇和水溶液的、以多種化學物質組成、用于汽車發動機水箱冷卻系統的防凍液及其配制方法。
本發明所提供的防凍液其組成包括甘醇、蒸鎦水、三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA或其二鈉鹽和亞甲基蘭染料。
其中所述的甘醇是防凍液的主要成份，可以是乙二醇、丙烯醇、二乙二醇、丙二醇或其混合物，優選乙二醇。
其中所述的防凍液中各組分的配比是(重量份數表示)組 成 配 比甘 醇 10-90；蒸鎦水 10-75；三乙醇胺0.5-4；多聚磷酸鈉 0.1-0.5；水解馬來酸酐0.1-0.5；EDTA或其二鈉鹽 0.01-0.1；亞甲基蘭染料0.005-0.02。
其中所述的防凍液中各組分的配比還可以是(重量份數表示)組 成配 比甘 醇40；蒸鎦水58.71；
三乙醇胺0.8；多聚磷酸鈉 0.25；水解馬來酸酐0.2；EDTA或其二鈉鹽 0.03；亞甲基蘭染料0.01。
該配方的防凍液適用范圍為-30℃的溫帶氣候冬季用其中所述的防凍液中各組分的配比還可以是(重量份數表示)組 成配 比甘 醇 60；蒸鎦水 38.4；三乙醇胺1；多聚磷酸鈉 0.3；水解馬來酸酐0.25；EDTA或其二鈉鹽 0.04；亞甲基蘭染料0.01。
該配方的防凍液適用范圍為-50℃的寒帶氣候冬季用本發明中，使用多聚磷酸鈉的目的在于減少對鐵和鋁腐蝕，能防銹，提高貯存的穩定性。
本發明中，使用金屬離子螯合物—乙二胺四乙酸(EDTA)及其二鈉鹽(乙二胺四乙酸二鈉)的目的在于能有效地除垢、防垢和防銹。
本發明中，使用水解馬來酸酐的目的在于能有效調節緩沖酸堿度，并能提高貯存穩定性。
本發明所提供的防凍液的制備方法包括以下幾個步驟(1)在可加熱并帶有攪拌的搪瓷反應釜或不銹鋼反應釜中配制防凍液時；(2)按配方精確稱取三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應釜中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸加入到70～80℃的水中，不斷攪拌，使其全部溶解；(5)緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)將亞甲基蘭染料劑加入到混合液中充分混均；調整其顏色和PH到8-9；(7)按工藝要求檢驗，主要檢驗冰點、沸點、PH值及顏色；(8)對合格的防凍液進行灌裝、貼標簽、入庫。
本發明所述的防凍液具有較優的能性防凍、防沸、防腐蝕、防銹、防結垢及除垢、且不易揮發，貯存穩定、一般灌裝一次防凍液三年內不用更換、配制方法簡單、設備投資低，有顏色指示是一種較理想的防凍液。可適用于進口及國產之小轎車、中巴、大巴、小貨、大貨車汽油及柴油發動機、發動機、空調等。
實施例1選取重量份數為下列數值的組份10千克的乙二醇、10千克的蒸鎦水、0.5千克的三乙醇胺、0.1千克的多聚磷酸鈉、0.1千克的水解馬來酸酐、0.01千克的EDTA二鈉鹽、0.005千克的亞甲基蘭染料，然后按以下工藝流程制備(1)配制防凍液時，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三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA二鈉鹽、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應盒中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸二鈉、加入到70～80℃的水中，不斷攪拌到全部溶解；(5)按工藝要求緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)按工藝要求將亞甲基蘭染料及少量緩沖溶液加入到混合液中充分攪拌混均。調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求。
(7)對合格的防凍液進行灌裝、貼標簽、入庫、在標簽上注明批號及生產日期。
由于各類汽車的發動機水箱中水，在實際運行中，由于用的水質(自來水、坑塘水、河溝水、井水等)的不同，及使用時間長短的不同，在水箱內壁結垢的厚薄相差很大，對水箱的使用效果和使用壽命的影響也很大。為了克服上述的缺陷，在本發明中加入了金屬離子螯合物—乙二胺四乙酸(EDTA)或乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉鹽)，它能對金屬離子起螯合作用，對硬水特別起作用，在有垢情況下，它能除垢；在無垢情況下，可起到軟化水的作用，比其它除垢防腐劑的除垢防垢效果都好，而且它能在金屬表面形成一層保護膜，可起到防銹和防止結冰的作用。
實施例2選取重量份數為下列數值的組份40千克的乙二醇、58千克的蒸鎦水、0.8千克的三乙醇胺、0.2千克的多聚磷酸鈉、0.2千克的水解馬來酸酐、0.08千克的EDTA、0.01千克的亞甲基蘭染料，然后按以下工藝流程制備(1)配制防凍液時，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三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA二鈉鹽、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應盒中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸二鈉、加入到70～80℃的水中，不斷攪拌到全部溶解；(5)按工藝要求緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)按工藝要求將亞甲基蘭染料及少量緩沖溶液加入到混合液中充分攪拌混均。調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求。
在其它物料不變的情況下，增加EDTA的用量，防凍液的冰點為-30℃，、沸點108℃，灌入水箱正常行駛一周內，即可將原水箱內壁上的重垢全部清洗干凈。因此時的防凍液中含有大量的水垢，故必須排放干凈，并用水清洗一下，再換成正常的防凍液，即可長期作用。
由于乙二醇一水溶液對鐵鑄鐵和鋁還是有一定的腐蝕作用，可對水箱及至發動機有影響。為此，經多次篩選和實驗結果表明，采用多聚磷酸鈉加入到防凍淮中來改善其防腐蝕效果顯著。
實施例3選取重量份數為下列數值的組份40千克的乙二醇、58千克的蒸鎦水、0.8千克的三乙醇胺、0.35千克的多聚磷酸鈉、0.2千克的水解馬來酸酐、0.03千克的EDTA、0.01千克的亞甲基蘭染料，然后按以下工藝流程制備(1)配制防凍液時，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三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA二鈉鹽、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應盒中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸二鈉、加入到70～80℃的水中，不斷攪拌到全部溶解；(5)按工藝要求緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)按工藝要求將亞甲基蘭染料及少量緩沖溶液加入到混合液中充分攪拌混均。調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求。
在其它物料不變的情況下，增加多聚磷酸鈉，防凍液的冰點為-30℃，沸點為108℃本SH/T0085標準作腐蝕試驗結果為青鋼片腐蝕減重3.1mg鑄鐵片腐蝕減重1.6mg鋼片腐蝕減重1.2m鑄鋁腐蝕減重0.8mg焊錫腐蝕減重4.6mg均低于標準100mg及30mg的標準。
實施例4選取重量份數為下列數值的組份40千克的乙二醇、58千克的蒸鎦水、0.8千克的三乙醇胺、0.25千克的多聚磷酸鈉、0.2千克的水解馬來酸酐、0.03千克的EDTA、0.01千克的亞甲基蘭染料，然后按以下工藝流程制備(1)配制防凍液時，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三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA二鈉鹽、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應盒中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸二鈉、加入到70～80℃的水中，不斷攪拌到全部溶解；(5)按工藝要求緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)按工藝要求將亞甲基蘭染料及少量緩沖溶液加入到混合液中充分攪拌混均。調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求。
本配方應合溫帶氣候冬季用實施例5選取重量份數為下列數值的組份60千克的乙二醇、38.1千克的蒸鎦水、1千克的三乙醇胺、0.3千克的多聚磷酸鈉、0.25千克的水解馬來酸酐、0.04千克的EDTA、0.01千克的亞甲基蘭染料，然后按以下工藝流程制備
(1)配制防凍液時，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三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA二鈉鹽、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應盒中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸二鈉、加入到70～80℃的水中，不斷攪拌到全部溶解；(5)按工藝要求緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)按工藝要求將亞甲基蘭染料及少量緩沖溶液加入到混合液中充分攪拌混均。調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求。
本配方適合寒帶氣候冬季用實施例6選取重量份數為下列數值的組份60千克的乙二醇、38千克的蒸鎦水、1千克的三乙醇胺、0.25千克的多聚磷酸鈉、0.2千克的水解馬來酸酐、0.03千克的EDTA、0.01千克的亞甲基蘭染料，然后按以下工藝流程制備(1)配制防凍液時，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三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA二鈉鹽、亞甲基蘭及乙二醇；(3)將水加入到反應盒中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸二鈉、加入到70～80℃的水中，不斷攪拌到全部溶解；(5)按工藝要求緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)按工藝要求將亞甲基蘭染料及少量緩沖溶液加入到混合液中充分攪拌混均。調整其顏色和PH值，使其達到規定的要求。
本配方為最佳多功能防凍液配方本發明所述的防凍液性能與日本JIS及美國ASTM的防凍液作性能對比實驗其結果如下表所示
幾種防凍液性能指標比較表
*8h，105～140℃**336h，88℃
權利要求
1.一種新型多功能防凍液，其組成包括甘醇、蒸鎦水、三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA或其二鈉鹽和亞甲基蘭染料。
2.權利要求1所述的一種新型多功能防凍液，其中所述的甘醇是乙二醇、丙烯醇、二乙二醇、丙二醇或其混合物。
3.權利要求1或2中任意一項所述的一種新型多功能防凍液，其中所述的甘醇是乙二醇。
4.權利要求1所述的一種新型多功能防凍液，其中所述的防凍液中各組分的配比是(重量份數表示)組 成 配 比甘 醇 10-90；蒸鎦水 10-75；三乙醇胺 0.5-4；多聚磷酸鈉 0.1-0.5；水解馬來酸酐 0.1-0.5；EDTA或其二鈉鹽 0.01-0.1；亞甲基蘭染料 0.005-0.02。
5.權利要求1所述的一種新型多功能防凍液，其中所述的防凍液中各組分的配比是(重量份數表示)組 成配 比甘 醇40；蒸鎦水58.71；三乙醇胺 0.8；多聚磷酸鈉0.25；水解馬來酸酐 0.2；EDTA或其二鈉鹽0.03；亞甲基蘭染料 0.01。
6.權利要求1所述的一種新型多功能防凍液，其中所述的防凍液中各組分的配比是(重量份數表示)組 成 配 比甘 醇 60；蒸鎦水 38.4；三乙醇胺1；多聚磷酸鈉 0.3；水解馬來酸酐0.25；EDTA或其二鈉鹽 0.04；亞甲基蘭染料0.01。
7.一種制備如權利要求1所述的新型多功能防凍液的配制方法，包括以下幾個步驟(1)按配方精確稱取三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸、亞甲基蘭及乙二醇；(2)將水加入到反應釜中，加溫并開啟攪拌；(4)將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸加入到70～80℃的水中，不斷攪拌，使其全部溶解；(5)緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻；(6)將亞甲基蘭染料劑加入到混合液中充分混均；調整其顏色和PH到8-9。
全文摘要
本發明公開了一種新型多功能防凍液，其組成包括甘醇、蒸餾水、三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、EDTA或其二鈉鹽和亞甲基蘭染料；其配制方法包括按配方精確稱取三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸、亞甲基蘭及乙二醇，將水加入到反應釜中，加溫并開啟攪拌，將三乙醇胺、多聚磷酸鈉、水解馬來酸酐、乙二胺四乙酸加入到70～80℃的水中，不斷攪拌，使其全部溶解，緩緩地加入乙二醇于混合液中在攪拌條件下，使其混合均勻，將亞甲基蘭染料劑加入到混合液中充分混均；調整其顏色和pH到8-9。具有防凍、防沸、防腐、防銹、防結垢、除垢和宜于貯存穩定的性能。
文檔編號C09K5/00GK1147006SQ96109058
公開日1997年4月9日 申請日期1996年8月6日 優先權日1996年8月6日
發明者許學伊, 俞國翔 申請人:北京北方大康科貿有限責任公司