[发明专利]一种非醇类全水基发动机冷却液

说明书

技术领域

本发明属于发动机冷却液领域，特别涉及一种以水作为冷却剂的发动机冷却液。

背景技术

目前，国内外普遍采用的发动机冷却液是以乙二醇作防冻剂,配以适量的金属缓蚀剂、阻垢剂等添加剂与软化水调配而成。采用乙二醇作为防冻剂，是为了满足汽车在低温和冬季正常运行要求。

许多用户为了节约成本，在气温较高的季节，用水直接替代防冻液加入到水箱中，这样不仅对汽车冷却系统所涉及到的金属造成腐蚀，同时水箱中会产生大量的水垢锈垢，严重影响水箱性能。

作为发动机冷却液，要求比热要高、热传导性好，其主要用来冷却发动机部件，以免发生过热。水的比热是4.18kJ/kg·℃，而乙二醇的比热是2.72kJ/kg·℃。在同样循环量下，水从发动机中带走的热量要比乙二醇带走的多，因此水是比较理想的冷却剂。水是最佳的传热介质，水的热导率是0.00137卡/秒·厘米·℃，乙二醇的热导率0.00071卡/秒·厘米·℃。水基汽车冷却液，其热传导功能比乙二醇基，丙二醇基等醇类物质更好。

就环保方面而言，水是清洁介质，以水为冷却液，对环境无害，反之，甘醇系列化合物制备冷却液，排放之后对环境生物造成危害。从经济效益角度考虑，水是更经济最便宜的冷却液介质。

目前，国内外有关不含醇类全水基防冻液的报道较少，仅查到德国一家公司有类似产品简介，即采用水和添加剂制备冷却液。此外，查阅国内外标准，无论我国石化行业标准SH0521《汽车及轻负荷发动机用乙二醇型防冻液》，还是美国标准ASTM D 3306-11《轿车及轻负荷发动机用二元醇型冷却液规范》和ASTM D6210-10《重负荷发动机用全配方二元醇型冷却液规范》，均无涉及到有关不含醇类全水基型冷却液相关技术规范。国家新标准GB29743《机动车发动机冷却液》只规定，最低冰点为-15℃冷却液和最低沸点大于102℃的冷却液。开发满足常年最低气温在0℃以上区域，满足用户基本需求的全水基冷却液，将填补国内空白。

发明内容

本发明提供了一种非醇类全水基型发动机冷却液，解决了部分金属缓蚀添加剂在水中溶解度小，在使用过程中容易析出的问题，从而保证其对金属的防腐蚀性能。

此外，由于水沸点为100℃，比甘醇基冷却液挥发性大，在用户使用全水基冷却液过程中，需不断地补充纯净水。如果补充未经处理河水，江水，自来水等，会使汽车或冷却设备系统结垢及沉淀，影响冷却系统的正常运行。本发明通过采用经过处理的水溶剂、复合使用改性有机缓蚀剂、无机缓蚀剂和阻垢剂，从技术上解决了发动机冷却液抗硬水性能的问题。

本发明公开了一种非醇类全水基型发动机冷却液，其成分包括以下组分：

其中各组分含量比例为质量比例。

所述水是经过处理而得到的软水、脱盐水、或去离子水，作为发动机循环冷却剂。其中水在全部组分中所占的质量分数不低于97.5％。

所述有机缓蚀剂为改性有机缓蚀剂，分子机构包含以下官能团中的一种或多种：-O-，-OH，-NH-，-NH2，-NH3，-NH₄⁺，-CHO，-CO-，-COO-。

所述无机缓蚀剂选自铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐、硼酸盐中的一种或多种。

所述的阻垢剂选自：多元醇磷酸酯、丙烯酸系聚合物、膦羧酸聚合物、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸中的一种或多种。

所述消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂中的一种或多种。

所述的缓蚀剂作用，无机缓蚀剂是在金属表面形成氧化膜，起到防止金属腐蚀的目的。有机缓蚀剂通过吸附使得金属表面的能量状态趋于稳定，并由非极性基团造成憎水性膜，使电荷转移和腐蚀剂的扩散都受到抑制，从而降低金属的腐蚀。由于有机与无机缓蚀剂具有协同效应，从而使得对多种金属同时具有优异的防腐蚀性能。

所述的阻垢剂既对钢铁有缓蚀作用，又对碳酸钙有阻垢作用。采用多元醇磷酸酯而不使用聚磷酸盐作缓蚀剂，有利于降低水解所产生的正磷酸根浓度和碳酸钙的沉积倾向。采用对碳酸钙和磷酸钙都有阻垢作用的丙烯酸系聚合物则进一步加强了冷却水系统的结垢控制，有利于防止垢下腐蚀。

所述的消泡剂作用是：防冻液在高速循环过程中产生的泡沫会影响传热效率加剧气穴腐蚀，加入消泡剂以抑制泡沫的产生。

通过采用以上方案，具有以下有益效果：

本发明以水作为发动机冷却液的主要成分，其它添加剂含量少且无毒无害，非常有利于环境保护。