一种冷却液及其制备方法与应用与流程

1.本发明涉及冷却液制备技术领域，具体涉及一种冷却液及其制备方法与应用。


背景技术：

2.冷却液是汽车发动机不可缺少的一部分，他在发动机冷却系统中循环流动，将发动机工作时产生的热量及时带走，保证发动机在正常温度下工作。一般具有防冻、防沸、防腐蚀、保护发动机冷却系统、提高发动机效率的功能。在当代发动机动力中，压缩比不断增大的同时，发动机工作温度液不断升高，对发动机冷却系统的要求也越来越高，尤其是对其先关的冷却液产品也提出了更高的要求。
3.传统冷却液一般是以乙二醇和水为基液，添加多种金属缓蚀剂、消泡剂、阻垢剂、染色剂等，达到冷却系统的使用要求。但是水基冷却液产品时间久了之后产品易变质、容易产生水垢、出现金属腐蚀、橡胶管的老化等现象，维修成本较高。目前市场面的大部分冷却液产品也是水基产品。随着冷却液产品研发技术的提升，目前已经出现了一些无水型冷却液，比如美国的爱温公司，是世界上第一个研发无水冷却液产品的公司。无水冷却液主要是采用防冻剂和添加剂进行复配，，具有使用寿命长、防腐、防沸、防结垢等显著优点。但是这类产品也有一些明显的缺点，比如由无水冷却液中不含水或者含有极少量的水，其使用的溶剂都是有机溶剂，导致该产品导热系数较低，低温流动性较差，因此其散热性能与水基冷却液产品相比也较差。此外，由于现在越来越多的冷却系统采用了铝金属，与传统冷却液相比，需要强化对铝的保护，因此现在也需要开发出一种具有较高传热效率、优异的多种金属腐蚀抑制性、低泡沫性等显著优点的无水冷却液，以满足车辆的多种使用需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有较高传热效率、优异的铝金属腐蚀抑制性和较好的低温流动性的无水冷却液。
5.为提高无水冷却液的传热效率、实现多种铝金属的保护和较好的低温流动性，现有技术多需借助添加大量或成本较高或环境有害的功能添加剂，却往往并不能获得优异的传热效率、铝金属保护及较好的低温流动性。本发明巧妙地通过特定的有机溶剂与添加剂进行复配方式解决了上述问题。
6.具体来说，本发明提供了如下技术方案：
7.一种冷却液，含有传热强化剂、金属腐蚀抑制剂、铝金属保护剂和溶剂，所述传热强化剂为cu-乙二醇纳米流体或cuo-乙二醇纳米流体。
8.优选的，上述冷却液中，基于所述cu-乙二醇纳米流体的总质量，所述cu-乙二醇纳米流体中cu纳米颗粒的含量为1～2wt％；
9.和/或，基于所述cuo-乙二醇纳米流体的总质量，所述cuo-乙二醇纳米流体中cuo纳米颗粒的含量为0.5～1.5wt％。
10.优选的，上述冷却液中，所述金属腐蚀抑制剂为半胱氨酸或甲基半胱氨酸。
11.优选的，上述冷却液中，所述铝金属保护剂为羧甲基壳聚糖或席夫碱壳聚糖。
12.优选的，上述冷却液中，所述溶剂为丙二醇。
13.优选的，上述冷却液中，以重量份计，所述传热强化剂为0.1～0.5份，所述金属腐蚀抑制剂为1～5份，所述铝金属保护剂为0.5～2份，所述溶剂为10～30份。
14.优选的，上述冷却液中，还包括缓冲剂、泡沫抑制剂、酸碱调节剂、粘度调节剂和水。本发明通过大量研发和实践发现，采用丙二醇作为溶剂，佐以cu-乙二醇纳米流体或者cuo-乙二醇纳米流体作为热传导强化剂，以半胱氨酸或甲基半胱氨酸作为金属腐蚀抑制剂，添加羧甲基壳聚糖或席夫碱壳聚糖作为铝金属保护剂，同时添加缓冲剂、泡沫抑制剂、粘度调节剂、酸碱调节剂和水，按照特定的用量复配形成的组合物，能够获得一种具有较高传热效率、优异的铝金属腐蚀抑制性和较好的低温流动性等显著优点的无水冷却液。
15.优选的，上述冷却液中，所述缓冲剂为3-羟基-3-羧基戊二酸或2－羟基丁二酸；
16.和/或，所述泡沫抑制剂为tergitol l61；
17.和/或，所述酸碱值调节剂为naoh；
18.和/或，所述粘度调节剂为乙二醇；
19.和/或，所述水为去离子水。
20.优选的，上述冷却液中，以重量份计，所述缓冲剂为0.1～1份，所述泡沫抑制剂为0.01～0.1份，所述酸碱调节剂为0.5～2份，所述粘度调节剂为30-60份，所述水为1-5份。
21.优选的，上述冷却液中，包含如下重量份的成分：
[0022][0023]
本发明提供的冷却液的玻璃器皿腐蚀试验、铸铝传热腐蚀试验、铝沉积试验、运动黏度、传热系数试验结果范围如表1所示：
[0024]
表1无水冷却液性能指标
[0025][0026]
本发明还提供一种上述冷却液的制备方法，按照配比将传热强化剂、金属腐蚀抑制剂、铝金属保护剂、缓冲剂、粘度调节剂和水溶于溶剂中，常温搅拌30-60分钟，再加入酸碱调节剂搅拌10-15分钟，最后加入泡沫抑制剂，搅拌15-20分钟，即得。
[0027]
本发明还提供上述冷却液或上述制备方法制备得到的冷却液在车辆发动机或液冷设备上的应用。
[0028]
本发明所取得的有益效果：
[0029]
(1)本发明的冷却液采用有机溶剂与多种添加剂进行复配，尤其是添加了纳米流体，增强了产品的热传导系数，显著提升了其散热效率；
[0030]
(2)本发明的无水冷却液采用黏度调节剂，在保证产品较低冰点和较高沸点的条件下降低了其低温黏度，大大提升了其低温流动性；
[0031]
(3)本发明的冷却液采用新型的对人体无害的金属腐蚀抑制剂及铝金属保护剂，具有很好的金属腐蚀抑制性，尤其是对多种铝金属的防护。
具体实施方式
[0032]
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
[0033]
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0034]
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0035]
实施例1
[0036]
实施例1提供一种高效传热的新型冷却液，其组成为：
[0037][0038]
实施例2
[0039]
实施例2提供一种高效传热的新型冷却液，其组成为：
[0040][0041][0042]
实施例3
[0043]
实施例3提供一种高效传热的新型冷却液，其组成为：
[0044][0045]
实施例4
[0046]
实施例4提供一种高效传热的新型冷却液，其组成为：
[0047][0048][0049]
实施例5
[0050]
实施例5提供一种高效传热的新型冷却液，其组成为：
[0051][0052]
对比例1
[0053]
对比例1提供一种冷却液，其与实施例5的区别仅在于：不含有甲基半胱氨酸。
[0054]
对比例2
[0055]
对比例2提供一种冷却液，其与实施例5的区别仅在于：不含有席夫碱壳聚糖。
[0056]
试验例
[0057]
按照表1中的性能指标方法对实施例1～5提供的高效传热的新型无水冷却液进行评定，检测结果如表2所示。
[0058]
表2高效传热的新型无水冷却液检验结果
[0059][0060]
由表2可知，实施例1的评价结果最优，实施例5效果最差，其中对比例1与实施例5相比，去掉了甲基半胱氨酸，从对比例1的评价结果可以看出，其不只玻璃器皿腐蚀试验结果变得更差，铸铝传热和铝沉积数据也明显增大，效果更差，说明金属保护剂不仅对多种金属有保护作用，同时也会与其他的添加剂共同作用，对铝金属起到一定的腐蚀抑制作用。对比例2与实施例5相比，不含有席夫碱壳聚糖，从性能的评价结果可以看出，去掉了铝金属保护剂之后，铸铝传热腐蚀和铝沉积试验结果明显变差，此外，玻璃器皿腐蚀试验结果也随之变差，因此，铝金属保护剂在该配方中也同样会起到协同作用，而不只对铝金属有保护。
[0061]
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。