[发明专利]防冻液组成物

说明书

本发明属于内燃发动机冷却水箱等冷却系统用防冻冷却液组成物制造技术。发动机冷却液要求具有良好的导热性能和热稳定性，以及不冻、不沸、不锈蚀、不起泡等特性。当前多以乙二醇为主体，加入乙二醇量1～10%的高沸点水溶性多元醇为辅助防冻成份。但是这类防冻液最低防冻温度只有-40℃左右，且因乙二醇在工业上的广泛用途，价格也很高。以一缩二乙二醇为防冻液成分可降低防冻温度且价格低廉，有人做过这类工作并已纳入美国试验和材料学会标准〔ASTM D 3585-77（1983）〕，近年日本也有类似工作，如〔JP61-21176A〕等，但因其防蚀均衡体系难溶于一缩二乙二醇等原因，其用量均在体系总量的10%以下。另外，作为防锈蚀组份，为了对多种金属特别是铝及铝合金具有防蚀保护性能，当前除用羟烷基胺的磷酸盐外，作为无机盐有钼酸钠、酸钠等，作为有机酸盐，最引人注目的是巯基噻唑钠盐和苯骈三氮唑的三乙醇胺或乙醇胺盐等。这些新型盐类在乙二醇为主体的防冻液中易溶而且稳定，但在一缩二乙二醇为主体的体系几乎不溶，因而难以利用。1987年，有人用多乙撑多胺作为螯合剂加入防冻体系抑制铝合金因形成局部原电池而发生的点蚀〔JP62-74985A〕，但并未做成一系列复盐加以利用以解决以一缩二乙二醇为防冻液主成份的问题。

本发明的目的在于利用国内廉价易得的一缩二乙二醇为防冻剂主成份，获得冻结温度低于-60℃的防冻液组成物。并为此寻求一类新的三氮唑或噻唑类化合物、苯甲酸或其它有机酸与多乙撑多胺的复合盐，使其能与惯用防蚀组份形成均衡防蚀体系并与以一缩二乙二醇为主体的防冻液体系很好地匹配溶解，从而组成一个新的有实用价值的防冻液组成物体系。

本发明的特征在于在100份（重量）一缩二乙二醇中加入0～100份（重量）其它辅助醇类，加入如下面式〔1〕的防锈蚀新物质0.5～10份（重量）：

其中n＝1～4，p+q≤n+2，p≤q，R为正己酸基、月桂酸基、己二酸基、丁二酸基、癸二酸基、苯二甲酸基、酒石酸基、羟基乙酸基等。再加入1～14份（重量）常用的防蚀物质和5～200份（重量）水，调整体系pH＝7.5～8.5而构成一种新的防冻缓蚀均衡防冻液组成物。

从以上配比可见，本发明以一缩二乙二醇为防冻液主成份，它在醇类总含量中占50～100%。实验证明，当一缩二乙二醇的使用量越大，防冻液的防冻能力越强，所以单独使用它是允许的。但是考虑到防冻液某些性能的改善，需要加入其它辅助醇类的一种或数种。一缩二乙二醇用量最好为总醇量的80～95%。

其它辅助醇类包括二缩三乙二醇、聚乙二醇、乙二醇、丁二醇、二丙二醇、聚丙二醇、酒石酸和羟基乙酸等羧基醇类、胺基醇类。不同的醇可使以一缩二乙二醇为主的防冻液某方面的性能得到改善。例如，加入二缩三乙二醇和聚乙醇能提高防冻液的沸点和抗腐蚀性能;加入乙二醇、巯基醇类能改善盐类的溶解性能并使体系的pH值不至于太高。辅助醇类用量为总醇量的0～50%，一般情况辅助醇类用量为总醇量的5～20%。

如上面〔1〕式所示的防锈防蚀物质为体系含量的0.4～2.4%。根据不同金属对保护作用的要求，式中R可以为不同的取代基。

辅助防蚀物质有硼砂、硝酸钠、亚硝酸钠、磷酸二氢钠（钾）磷酸氢二钠（钾）、硅酸钠等无机盐以及三乙醇胺等烷基醇胺的磷酸盐或有机酸盐，可单独使用，也可混合使用，用量为体系总量的0.9～3.3%。本发明优选了硝酸钠、亚硝酸钠、硼酸钠、磷酸二氢钠、三乙醇胺的一种或数种混合物为辅助性防蚀物质。

为了调整体系pH值，可选用三乙醇胺、苯二甲酸、磷酸、酒石酸、丁二酸、癸二酸、羟基乙酸、己二酸、巯基乙酸等有机酸。

为使颜色醒目，可加入10～30ppm水-醇可溶性兰色、黄色、兰绿色或绿色染料，例如碱性艳兰、亚甲基兰、醇溶兰、水溶性荧光黄等染料。

为防止震荡起泡，可加入10～50ppm有机硅水乳液。为增加清香感，还可在冷冻液中加入少量香料。

所用水最好是蒸馏水等去离子水，但使用自来水和清洁泉水或井水也是允许的，因为本发明所用多乙撑多胺有防止钙、镁离子沉淀结垢的作用，特别当复盐中使用酒石酸、柠檬酸等羟基酸时更为可靠。用量为体系总量的4.7～47.2%。