本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液領(lǐng)域，具體涉及一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液及其制備方法。

背景技術(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液是維持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作、運(yùn)轉(zhuǎn)不可缺少的組成部分。冷卻液是發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)，起著冷卻、防腐、防垢、防凍等作用。冷卻液通常由水、防凍劑、緩蝕劑、阻垢劑、著色劑、消泡劑等組成。按照緩蝕劑的組成，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液可以分為無(wú)機(jī)鹽緩蝕劑為主的無(wú)機(jī)型冷卻液和有機(jī)酸緩蝕劑為主的有機(jī)型冷卻液。

目前國(guó)內(nèi)使用較多的是無(wú)機(jī)型冷卻液，主要應(yīng)用的無(wú)機(jī)鹽緩蝕劑有硅酸鹽、硼酸鹽、鉬酸鹽、磷酸鹽等。無(wú)機(jī)鹽緩蝕劑主要是通過(guò)使金屬表面鈍化，生成鈍化膜，來(lái)達(dá)到保護(hù)金屬的目的。應(yīng)用過(guò)程中無(wú)機(jī)鹽緩蝕劑表現(xiàn)出以下弱點(diǎn)：(1)消耗速度快，使用時(shí)需要補(bǔ)充添加劑；(2)生成的鈍化膜較厚，且導(dǎo)熱性較差，導(dǎo)致散熱性能降低；(3)無(wú)機(jī)鹽緩蝕劑穩(wěn)定性差；(4)環(huán)境不友好。上述缺點(diǎn)限制了無(wú)機(jī)型冷卻液的進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。

市面上使用較多的有機(jī)型冷卻液的緩蝕劑主要包括一元有機(jī)酸和二元有機(jī)酸。有機(jī)酸型緩蝕劑主要是通過(guò)在金屬表面的活性吸附，改變金屬表面的電化學(xué)性質(zhì)，從而防止金屬腐蝕。與無(wú)機(jī)型緩蝕劑相比，有機(jī)酸緩蝕劑的消耗慢，無(wú)需補(bǔ)充添加劑。但是，有機(jī)酸緩蝕劑形成的吸附膜較薄(只有幾納米)且不致密，導(dǎo)致其對(duì)焊錫以及鋁合金的防腐效果不太理想，特別是鑄鋁傳熱腐蝕和鋁泵氣穴腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是，提供一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，該冷卻液中的富勒醇和有機(jī)酸緩蝕劑協(xié)同作用，對(duì)金屬具有理想的防腐效果，特別是對(duì)鑄鋁傳熱腐蝕和鋁泵氣穴腐蝕的防腐效果顯著。

第一方面，本發(fā)明提供了一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，按重量份計(jì)，包括以下組分：二元醇30～95份、去離子水5～70份、富勒醇0.01～2份、有機(jī)酸緩蝕劑0.5～5.0份、唑類緩蝕劑0.01～0.5份、消泡劑0.001～0.01份、染料0.01～0.05份。

優(yōu)選的，所述二元醇和去離子水組成冷卻液的基礎(chǔ)液，按重量份計(jì)，所述一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，包括以下組分：基礎(chǔ)液100份、富勒醇0.01～2份、有機(jī)酸緩蝕劑0.5～5.0份、唑類緩蝕劑0.01～0.5份、消泡劑0.001～0.01份、染料0.01～0.05份。

優(yōu)選的，所述一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中的富勒醇為含有18～40個(gè)羥基的富勒醇。

優(yōu)選的，所述富勒醇為C60(OH)n，其中n為18～40。

更優(yōu)選的，所述富勒醇為C60(OH)n，n為20～36。

優(yōu)選的，所述一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，按重量份計(jì)，包括以下組分：二元醇50份、去離子水50份、含有24～30個(gè)羥基的富勒醇0.05份、有機(jī)酸緩蝕劑3份、唑類緩蝕劑0.1份、消泡劑0.002份、染料0.015份。

優(yōu)選的，所述二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述有機(jī)酸緩蝕劑包括一元羧酸和二元羧酸；所述一元羧酸為C₆～C₁₀的一元羧酸中的一種或幾種，所述二元羧酸為C₄～C₁₀的二元羧酸中的一種或幾種。

所述C₆～C₁₀的一元羧酸即碳鏈中碳原子數(shù)為6～10個(gè)的只帶有一個(gè)羧基的羧酸；所述C₄～C₁₀的二元羧酸即碳鏈中碳原子數(shù)為4～10個(gè)的帶有兩個(gè)羧基的羧酸。

優(yōu)選的，所述唑類緩蝕劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑或有機(jī)醚類消泡劑的一種。

優(yōu)選的，所述染料為酸性湖藍(lán)、弱酸藍(lán)、玫瑰紅和嫩黃中的至少一種。

單獨(dú)的富勒醇不能在金屬表面形成保護(hù)膜；雖然合適比例的的一元酸和二元酸協(xié)同作用，能形成保護(hù)膜，但保護(hù)膜太薄且不致密，容易使金屬受到侵蝕。而合適比例的富勒醇與有機(jī)酸緩蝕劑通過(guò)羥基和有機(jī)酸的協(xié)同作用，使得富勒醇中的碳結(jié)構(gòu)與有機(jī)酸緩蝕劑的碳鏈(與碳鏈長(zhǎng)短和碳鏈的分支結(jié)構(gòu)有關(guān))在金屬表面很好的吸附堆砌，形成致密、柔韌性好的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的防護(hù)膜。富勒醇/有機(jī)酸防護(hù)膜柔韌性好，并具有相當(dāng)高的機(jī)械強(qiáng)度和硬度，所以對(duì)于氣穴腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊壓力具有很好的抵擋作用；另一方面，富勒醇/有機(jī)酸防護(hù)膜薄且致密，導(dǎo)熱性很好，所以對(duì)于鑄鋁傳熱腐蝕的防腐效果顯著。

本發(fā)明與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液相比，具有以下有益效果：

冷卻液中富勒醇和有機(jī)酸緩蝕劑協(xié)同作用，在金屬表面吸附，形成致密的富勒醇/有機(jī)酸防護(hù)膜，從而提高對(duì)金屬的綜合防腐效果，特別是鑄鋁傳熱腐蝕和鋁泵氣穴腐蝕；

富勒醇和有機(jī)酸緩蝕劑在水/二元醇基液中相容性好、穩(wěn)定性好、消耗緩慢，使用壽命更長(zhǎng)，且環(huán)保安全。

另一方面，本發(fā)明提供了上述含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的制備方法，包括以下步驟：

(1)將30～95重量份的二元醇與5～70重量份的去離子水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；

(2)向步驟(1)得到的基礎(chǔ)液中加入0.5～5.0重量份的有機(jī)酸緩蝕劑和0.01～0.5重量份的唑類緩蝕劑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降谝换旌先芤海?/p>

(3)向步驟(2)得到的第一混合溶液中加入0.01～2重量份的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤海?/p>

(4)在步驟(3)得到的第二混合溶液中加入0.001～0.01重量份的消泡劑，充分?jǐn)嚢?，使完全溶解至得到澄清透明溶液?/p>

(5)向步驟(4)得到的澄清透明溶液中加入0.01～0.05重量份的染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，最后制得所述冷卻液產(chǎn)品。

優(yōu)選的，按重量份計(jì)，所述一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，包括以下組分：基礎(chǔ)液100份、富勒醇0.01～2份、有機(jī)酸緩蝕劑0.5～5.0份、唑類緩蝕劑0.01～0.5份、消泡劑0.001～0.01份、染料0.01～0.05份。

優(yōu)選的，所述一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液中的富勒醇為含有18～40個(gè)羥基的富勒醇。

優(yōu)選的，所述富勒醇為C60(OH)n，其中n為18-40。

更優(yōu)選的，所述富勒醇為C60(OH)n，n為20-36。

優(yōu)選的，所述一種含富勒醇的有機(jī)型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液，按重量份計(jì)，包括以下組分：二元醇50份、去離子水50份、含有24～30個(gè)羥基的富勒醇0.05份、有機(jī)酸緩蝕劑3份、唑類緩蝕劑0.1份、消泡劑0.002份、染料0.015份。

優(yōu)選的，所述二元醇為乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述有機(jī)酸緩蝕劑包括一元羧酸和二元羧酸；所述一元羧酸為C₆～C₁₀的一元羧酸中的一種或幾種，所述二元羧酸為C₄～C₁₀的二元羧酸中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述唑類緩蝕劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一種或兩種。

優(yōu)選的，所述消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑或有機(jī)醚類消泡劑的一種。

優(yōu)選的，所述染料為酸性湖藍(lán)、弱酸藍(lán)、玫瑰紅和嫩黃中的至少一種。

該制備方法工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，成本低廉，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合實(shí)施例以及對(duì)比例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。

一、以下各實(shí)施例中所使用的原料選擇

含有不同羥基數(shù)的富勒醇：購(gòu)自蘇州大德碳納米科技公司。

實(shí)施例中使用的其他化學(xué)試劑，均是分析純，購(gòu)自青島海力泰化學(xué)試劑公司。

二、實(shí)施例及數(shù)據(jù)

實(shí)施例1

將30kg乙二醇與70kg蒸餾水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；在上述基礎(chǔ)液中加入0.25kg正庚酸，0.25kg己二酸，0.01kg苯并三氮唑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降谝换旌先芤?；在第一混合溶液中加?.01kg含有18～24個(gè)羥基的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤?；在第二混合溶液中加?.001kg的有機(jī)硅消泡劑，充分?jǐn)嚢瑁雇耆芙庵恋玫匠吻逋该魅芤?；在上述澄清透明的混合溶液中加?.01kg的酸性湖藍(lán)染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，最后制得冷卻液產(chǎn)品1。

冷卻液產(chǎn)品1的組成為：乙二醇30kg、蒸餾水70kg、含有18～24個(gè)羥基的富勒醇0.01kg、正庚酸0.25kg、己二酸0.25kg、苯并三氮唑0.01kg、有機(jī)硅消泡劑0.001kg、酸性湖藍(lán)染料0.01kg。

實(shí)施例2

將45kg乙二醇、50kg丙二醇與5kg蒸餾水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；在上述基礎(chǔ)液中加入2.0kg己二酸，3kg正己酸，0.5kg甲基苯并三氮唑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降谝换旌先芤?；在第一混合溶液中加?kg含有32～40個(gè)羥基的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤海辉诘诙旌先芤褐屑尤?.01kg的有機(jī)硅消泡劑，充分?jǐn)嚢?，使完全溶解至得到澄清透明溶液；在上述澄清透明溶液中加?.05kg嫩黃染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，最后制得冷卻液產(chǎn)品2。

冷卻液產(chǎn)品2的組成為：乙二醇45kg、丙二醇50kg、蒸餾水5kg、含有32～40個(gè)羥基的富勒醇2kg、正己酸3kg、己二酸2kg、甲基苯并三氮唑0.5kg、有機(jī)硅消泡劑0.01kg、嫩黃染料0.05kg。

實(shí)施例3

將60kg乙二醇與40kg蒸餾水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；在上述基礎(chǔ)液中加入2kg己二酸，1kg正辛酸，0.3kg甲基苯并三氮唑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降谝换旌先芤?；在第一混合溶液中加?.1kg含有24～30個(gè)羥基的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤?；在第二混合溶液中加?.005kg的有機(jī)醚消泡劑，充分?jǐn)嚢?，使完全溶解至得到澄清透明溶液；在上述澄清透明溶液中加?.03kg玫瑰紅染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓詈笾频美鋮s液產(chǎn)品3。

冷卻液產(chǎn)品3的組成為：乙二醇60kg、蒸餾水40kg、含有24～30個(gè)羥基的富勒醇0.1kg、正辛酸1kg、己二酸2kg、甲基苯并三氮唑0.3kg、有機(jī)醚消泡劑0.003kg、玫瑰紅染料0.03kg。

實(shí)施例4

將95kg丙二醇與5kg蒸餾水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；在上述基礎(chǔ)液中加入3kg辛二酸，2kg正己酸，0.5kg苯并三氮唑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降谝换旌先芤?；在第一混合溶液中加?kg含有36～40個(gè)羥基的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤?；在第二混合溶液中加?.007kg有機(jī)醚消泡劑，充分?jǐn)嚢?，使完全溶解至得到澄清透明溶液；在上述澄清透明溶液中加?.01kg弱酸藍(lán)染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓詈笾频美鋮s液產(chǎn)品4。

冷卻液產(chǎn)品4的組成為：丙二醇95kg、蒸餾水5kg、含有36～40個(gè)羥基的富勒醇1kg、正己酸2kg、辛二酸3kg、苯并三氮唑0.5kg、有機(jī)硅消泡劑0.007kg、弱酸藍(lán)染料0.01kg。

實(shí)施例5

將50kg乙二醇與50kg蒸餾水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；在上述基礎(chǔ)液中加入1.5kg癸二酸，1.5kg正己酸，0.1kg甲基苯并三氮唑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降谝换旌先芤海辉诘谝换旌先芤褐屑尤?.05kg含有24～30個(gè)羥基的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤海辉诘诙旌先芤褐屑尤?.002kg有機(jī)硅消泡劑，充分?jǐn)嚢?，使完全溶解至得到澄清透明溶液；在上述澄清透明溶液中加?.015kg玫瑰紅染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，最后制得冷卻液產(chǎn)品5。

冷卻液產(chǎn)品5的組成為：乙二醇50kg、蒸餾水50kg、含有24～30個(gè)羥基的富勒醇0.05kg、正己酸1.5kg、癸二酸1.5kg、甲基苯并三氮唑0.1kg、有機(jī)硅消泡劑0.002kg、玫瑰紅染料0.015kg。

實(shí)施例6

將40kg丙二醇與60kg蒸餾水混合攪拌均勻，得到冷卻液基礎(chǔ)液；在上述基礎(chǔ)液中加入1.5kg癸二酸，2.0kg正辛酸，0.25kg苯并三氮唑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾牡降谝换旌先芤?；在第一混合溶液中加?.5kg含有24～30個(gè)羥基的富勒醇，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙獾玫降诙旌先芤?；在第二混合溶液中加?.003kg有機(jī)醚消泡劑，充分?jǐn)嚢?，使完全溶解至得到澄清透明溶液；在上述澄清透明溶液中加?.03kg酸性湖藍(lán)染料，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓詈笾频美鋮s液產(chǎn)品6。

冷卻液產(chǎn)品6的組成為：丙二醇40kg、蒸餾水60kg、含有24～30個(gè)羥基的富勒醇0.5kg、正辛酸2.0kg、癸二酸1.5kg、苯并三氮唑0.25kg、有機(jī)硅消泡劑0.003kg、酸性湖藍(lán)染料0.03kg。

三、對(duì)比例及性能測(cè)試

對(duì)實(shí)施例1-6及市場(chǎng)現(xiàn)有有機(jī)酸型冷卻液和硅酸鹽型冷卻液，按照GB-T 29743-2013進(jìn)行防腐蝕性能測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1：

對(duì)比例使用的有機(jī)酸型冷卻液和硅酸鹽型冷卻液均產(chǎn)自青島康普頓科技有限公司，硅酸鹽型冷卻液的型號(hào)為CPC30-1，有機(jī)酸型冷卻液的型號(hào)為CPC30-2。

從表1可以看出，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液對(duì)紫銅、黃銅、碳鋼、鑄鐵、焊錫、鑄鋁具有全面的防腐蝕性能；與已有的硅酸鹽發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和有機(jī)酸型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液相比，具有更優(yōu)異的鑄鋁合金傳熱防腐蝕性能和鋁泵氣穴防腐蝕性能。本發(fā)明制備的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的防腐蝕性能明顯優(yōu)于已有的硅酸鹽發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和有機(jī)酸型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液。

表1 防腐蝕性能測(cè)試結(jié)果

應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的表述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。