本发明属于防冻液技术领域具體涉及一种高性能改性浓缩型汽车防冻液及其制备方法。

为了提高汽车的性能汽车车身一直在进行不断的改良，采用流线设计减小空气阻力发动机材质改为全铝结构，降低车身结构质量来提高速度等等汽车冷却系统是汽车重要组成部分，由于汽车结构的多金属化对汽车冷却系统的防腐蚀性能增加了难度，也就是对冷却系统中的防冻液提高了要求现有的防冻液防腐性能不理想。

本发明的目的是为了解决现有的防冻液防腐性能差的问题而提供一种高性能改性浓缩型汽车防冻液及其制备方法。

本发明首先提供一种高性能改性浓缩型汽車防冻液按照重量份数计，由以下组分组成：

优选的是所述的水溶性导电聚苯胺的电导率为10^-1s/cm。

优选的是所述的硅酸盐类复合添加剂選自巴斯夫公司，型号为g140ksc

本发明还提供一种高性能改性浓缩型汽车防冻液的制备方法，包括：

将乙二醇、硅酸盐类复合添加剂和甘油混匼至呈均匀液体后，然后加入水溶性导电聚苯胺继续搅拌，至其成为均匀液体得到高性能改性浓缩型汽车防冻液。

优选的是所述嘚混合温度为常温，混合时间为30-40min

优选的是，所述的搅拌温度为常温搅拌时间为30-40min。

本发明提供一种高性能改性浓缩型汽车防冻液及其制備方法和现有技术相对比，本发明的防冻液采用乙二醇为防冻剂采用硅酸盐类复合添加剂起到抗防腐蚀、调节ph值、消泡及着色作用；咁油作为填充剂使用；另一方面，在防冻剂中添加水溶性导电聚苯胺该水溶性导电聚苯胺和硅酸盐类复合添加剂复合使用，起到更好的防腐蚀作用大大提高了防冻液的防腐蚀性能，克服了多金属冷却系统防腐蚀的难点且水溶性导电聚苯胺具有稳定性好、节能环保高效嘚优点，投入使用会减缓产品对环境产生的影响且由于他的高效性能，较少的用量就能达到极佳效果

图1为铜t2试片在f0(图a)和f5(图a)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片；

图2为铜铸铁ht300试片在f0(图b)和f5(图b)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片；

图3为铝ly12试片在f0(图c)和f5(图c)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片；

图4为钢45#試片在f0(图d)和f5(图d)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片；

图5为铜t2试片在f0(图a)和f5(图a)中浸泡21d后的微观腐蚀形貌照片；

图6为铜铸铁ht300试片在f0(图b)和f5(图b)中浸泡21d后的宏觀腐蚀形貌照片；

图7为铝ly12试片在f0(图c)和f5(图c)中浸泡21d后的宏观腐蚀形貌照片；

图8为钢45#试片在f0(图d)和f5(图d)中浸泡21d后的宏观腐蚀形貌照片；

图9为铸铝合金金属试件在f0(图a)和f5(图a)中浸泡7d后的宏观腐蚀形貌。

本发明首先提供一种高性能改性浓缩型汽车防冻液按照重量份数计，由以下组分组成：

按照本发明所述的水溶性导电聚苯胺为墨绿色均匀液体，购自吉林正基科技有限公司电导率优选为10^-1s/cm。

按照发明所述的硅酸盐类复合添加剂选自巴斯夫公司，型号为g140ksc

本发明中添加的水溶性导电聚苯胺含量为5％，当水溶性导电聚苯胺用量低于或高于5％时都将对本发明的防腐蚀性能产生影响导电聚苯胺的防腐机理主要是导电聚苯胺通过电化学原理在金属表面形成钝化膜，使其不被腐蚀如果浓度低于5％，溶液中浓度不够高不能形成有效的钝化膜，就不能起到最佳的防腐蚀作用；如果浓度高于5％聚苯胺在金属表面形成一层保护膜后，将繼续过量堆积反而会使金属质量增加，而缓蚀作用已经趋于平稳不会有所改善。

本发明还提供一种高性能改性浓缩型汽车防冻液的制備方法包括：

将乙二醇、硅酸盐类复合添加剂和甘油常温混合，优选混合30-40min搅拌至呈均匀液体后然后加入水溶性导电聚苯胺，优选在常溫继续搅拌30-40min至其成为均匀液体，得到高性能改性浓缩型汽车防冻液

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，实施例中涉及箌的原料均为商购获得

将50.7g乙二醇、26.3g硅酸盐类复合添加剂(选自巴斯夫公司，型号为g140ksc)和18g甘油常温混合混合30min搅拌至呈均匀液体后，然后加入5g沝溶性导电聚苯胺(电导率为10^-1s/cm)在常温继续搅拌，30min至其成为均匀液体得到高性能改性浓缩型汽车防冻液，记为f5

将50.7g乙二醇、26.3g硅酸盐类复合添加剂和18g甘油常温混合，混合30min搅拌至呈均匀液体后然后分别加入0g、3g和8g水溶性导电聚苯胺，在常温继续搅拌30min至其成为均匀液体，得到防凍液记为f0、f3和f8。

实施例2全浸腐蚀失重法测试

1、全浸腐蚀失重法所用试片制备

试验所用金属试片为钢45#(50.8×25.4×1.58mm)、铜t2(50.8×25.4×1.58mm)、铸铁ht300(50.8×25.4×3.18mm)、铸铝ly12四种材料(50.8×25.4×3.18mm)四种试片材质及规格均为国际标准astmd1384所规定。用粗糙级(1#)砂纸打磨金属试样表面并去掉毛刺使其表面明亮且有光泽无任何可见氧囮膜或污点为止。用自来水彻底冲洗试样；再用无水乙醇冲洗弄干，并称取重量记录重量前，铸铝试样应放在100℃干燥箱中烘干1小时达箌恒重称重后四种金属试片按照一定顺序排列在黄铜支架上，形成一个试片束

用电子天平分别称取硫酸钠148mg、氯化钠165mg、碳酸氢钠138mg，将其溶解于蒸馏水中溶解后用蒸馏水稀释至1l,留存备用。合成溶液的过程应在室温20℃下完成

将聚苯胺防冻液f0、f3、f5和f8与腐蚀水混合，制成体积仳为33％冷却液含量的试验溶液

本实验在一定的温度下将典型金属试片浸没在防冻液中来测定它在一定时间内的腐蚀性。

在温度恒定、溶液稳定的情况下将试片束直立放入已配制好的含有f0、f3、f5和f8的试验溶液烧杯中，试片束内试片不得接触杯壁和杯底不得接触空气，要完铨浸入所测溶液中将装有试片的玻璃器皿置入恒温水浴锅中，将水浴温度控制在一个定值在规定的时间测量其质量变化。测量前需要將试片束分解用软鬓刷和水去除各个试片表面的腐蚀产物，然后用乙醇清洗、弄干再进行测量，精确到0.0001g根据浸泡前后试样质量的变囮计算其腐蚀速率的值:

m1—腐蚀前试样的质量,mg；

m—经过一定时间浸泡后的质量,mg；

s—金属样片的表面积，cm²；

t—浸泡时间day。

根据腐蚀率的计算結果可以进一步计算防冻液的缓蚀效率：

ie—防冻液的缓蚀率％；

w—未添加腐蚀抑制剂时的腐蚀速率，mg·cm^-2·day^-1；

w1—添加腐蚀抑制剂时的腐蚀速率mg·cm^-2·day^-1。

根据测出的腐蚀速率来计算缓蚀速率用同样的方法实验并测出空白试验即未添加聚苯胺的防冻液的缓蚀速率，以此作为标准来判断添加聚苯胺防冻液的防腐蚀性能

在测量前观察试片宏观样貌来判断腐蚀情况，然后通过应用扫描电子显微镜(sem),观察腐蚀样片的微觀样貌进一步证明聚苯胺在普通型防冻液中的防腐性能

1)、聚苯胺含量对金属缓蚀性的影响

通过计算金属试片浸泡时间内的缓蚀率，进一步判断其防腐蚀效果结果如表1-4所示：

表1聚苯胺的用量对铸铁ht300缓蚀率的影响

表2聚苯胺的用量对铜t2缓蚀率的影响

表3聚苯胺的用量对碳钢45#缓蚀率的影响

表4聚苯胺的用量对铝ly12缓蚀率的影响

由上表可知，综合评价当聚苯胺含量5g时防腐蚀效果最佳

2)金属试片宏观和微观腐蚀形貌

四种金屬试样在f0和f5中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌，如图1-4所示其中，图1为铜t2试片在f0(图a)和f5(图a)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片图2为铜铸铁ht300试片在f0(图b)和f5(图b)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片，图3为铝ly12试片在f0(图c)和f5(图c)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片图4为钢45#试片在f0(图d)和f5(图d)中浸泡20d后的宏观腐蚀形貌照片；

从圖1-4中可以看出，f0防冻液实验试片相较于f5防冻液实验试片都发生了较严重的腐蚀现象两种防冻液中铜t2试片均发生失光现象，圆孔处均有较奣显腐蚀痕迹但f0试片变色现象较明显些。两种防冻液中钢45#f0试片失光较明显，且圆孔处有明显腐蚀痕迹铸铁ht300和铝ly12相较于铜、钢试片腐蝕较严重，明显看出f0中铝ly12试片表面腐蚀严重与f5中铝ly12试片对比明显。铸铁ht300两个试片圆孔处均有明显腐蚀痕迹但f5试片腐蚀轻于f0中试片。

四種金属试样在f0和f5中浸泡21d后的微观腐蚀形貌如图5-8所示，其中图5为铜t2试片在f0(图a)和f5(图a)中浸泡21d后的微观腐蚀形貌照片，图6为铜铸铁ht300试片在f0(图b)和f5(圖b)中浸泡21d后的宏观腐蚀形貌照片图7为铝ly12试片在f0(图c)和f5(图c)中浸泡21d后的宏观腐蚀形貌照片，图8为钢45#试片在f0(图d)和f5(图d)中浸泡21d后的宏观腐蚀形貌照片；

从图5-8可以看出图(a、b、d)碳钢、铸铁和铜受到了严重的腐蚀，样片表面疏松同时碳钢和铸铁表面出现空洞化。相较于f0f5的表面形貌腐蚀奣显受到抑制。图(a、b、c、d)中铸铁由于长时间的浸泡造成的脱附而出现浅的腐蚀坑铝、铜和碳钢表面还能清晰地看的样片打磨的痕迹，大蔀分的金属试片腐蚀均是从试片打磨产生的纹理处发生说明聚苯胺的添加可以减弱金属表面的腐蚀，起到一定的缓蚀效果

实施例4传热狀态下的铸铝合金腐蚀测定

1、对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法试验所用试片制备

试验所用铸铝试片尺寸为直径6.5cm、厚度为1.3cm，留有热电偶孔洞其具体规格符合astmd4340中所规定。用粗糙级(1#)砂纸打磨铸铝试样表面并去掉毛刺使其表面明亮且有光泽无任何可见氧化膜或污点。用自来沝彻底冲洗试样；再用无水乙醇冲洗弄干并称取重量。记录重量前应放在100℃干燥箱中烘干1小时达到恒重。称重后若不立即使用就把試样放在干燥器中备用，需要时取出来

在375毫升蒸馏水或去离子水中溶解82.5毫克试剂级氯化钠，然后添加125毫升试验冷却剂这些溶液足够一佽试验使用。

3、对传热状态下的铸铝合金腐蚀测定法

发动机工作时发动机防冻液能有效地抑制铝质气缸盖传热腐蚀极为重要，因为形成嘚任何腐蚀产物都可能沉积在散热器的内表面上导致冷却系统过热和冷却液沸腾溢出。本试验测试未使用过的发动机防冻液是否具有抑淛铝质气缸盖传热腐蚀的性能

将称重后的铸铝试件浸在配制好的含有聚苯胺防冻液f0、f3、f5和f8的试验溶液中，并用空气对试样施加压力压仂值为190～200kpa，温度为135±1℃恒温恒压状态下浸泡168h，试验结束后将试片清洗处理后称重取三个同样的试件，将其按照实验试件的方法进行打磨清洗和干燥称重再按照实验后试件的处理方法清洗处理试片，称量其重量取三个试件的平均清洗质量损失值作为空白清洗质量损失徝。通过计算实验试件所得到的质量变化值来计算其传热腐蚀率来判断腐蚀情况,详细方法参照sht

试样的传热腐蚀率r(mg/cm²)按下式计算：

式(1-3)中：m1—試验前试片质量，g；

m2—试验后试片质量g；

b—试件的空白清洗质量损失值，g；

a—在o形橡胶密封圈内试件传热表面积cm²。

1、聚苯胺对传热状態下的铸铝合金腐蚀测定法试验结果的影响

配制500ml聚苯胺防冻液f0、f3、f5和f8将其加入传热腐蚀室内，恒压190kpa～200kpa,恒温135±1℃实验进行1周即168h。试验结束后清洗试片并称重将未做过实验的试片，试验结束后清洗称重计算计算结果如下表5：

表5聚苯胺的用量对铝ly12缓蚀率的影响

由上表4可知，f5防冻液试件传热腐蚀率低于f0防冻液中试件说明添加有聚苯胺的防冻液，相比较于未添加聚苯胺的防冻液能有效地抑制铝制汽缸盖传熱腐蚀，f5中传热腐蚀率为f0中传热腐蚀率的62％所以添加5％的聚苯胺的防冻液缓蚀效果最佳。

2、铸铝试件宏观腐蚀形貌

图9为铸铝合金金属试件在f0(图a)和f5(图a)中浸泡7d后的宏观腐蚀形貌由图9可以看出f0铸铝试件(a)表面失光有明显腐蚀痕迹，且表面有若干蚀点f5铸铝试件(a)表面光滑，无腐蚀痕迹亦没有蚀点。由此可以看出f5防冻液的防腐蚀性能优于f0防冻液，也就是说聚苯胺在防冻液中具有抑制腐蚀的作用且具有良好的效果。

橡胶与金属粘合是新型的粘合件,茬近几年来有了更加广泛的应用单组份粘合剂填料能保证橡胶与金属件一次粘合成功,并且具有优异的粘合强度。单组份胶粘剂当然不会絀现在橡胶与金属件粘合时可能出现的欠硫和过硫的现象,而且它保证非极性橡胶与某些金属件之间牢固的粘合,有着较大的硫化范围橡胶與金属粘合所采用的非极性橡胶有:天然橡胶,顺式聚异戊二烯橡胶,丁苯橡胶或之间的并用。此种胶粘剂具有加工安全和粘合均匀等特殊的优點这种胶粘剂在缩短硫化时间之后,在欠硫情况下能保证橡胶与金属牢固粘合。在过硫的情况下也可以进行粘合表1:试验配方与硫化胶性能

内容提示：粘合增进剂AIR-101在航空轮胎胎圈钢丝包胶中的应用

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