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满足国标要求的发动机冷却液生产要素之四:添加剂

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摘要:添加剂主要由缓蚀剂、缓冲剂、防垢剂、消泡剂和着色剂组成。

添加剂主要由缓蚀剂、缓冲剂、防垢剂、消泡剂和着色剂组成。添加剂是冷却液的核心技术,去掉添加剂,冷却液也就没什么技术可言了。冷却系统的管路及水泵主要是由金属零件组成,主要金属有:铸铝、钢、铸铁、紫铜、黄铜、不锈钢等。同种金属内部、不同金属之间的接触电位不同,在冷却液组成的电解液中会产生电化学腐蚀。同时乙二醇在高温热负荷运转条件下会氧化,金属元件也会促进乙二醇氧化生成乙醇酸、乙二酸,这种混合溶液更会加剧腐蚀。试验表明,如不加添加剂,醇水混合溶液腐蚀速度比只使用水时还要快。因此,冷却液中一定要加入一定剂量的添加剂,工作液中一般不超过2.5%(有效含量,指固体药剂),如液体复合剂一般不超过5%

冷却液的缓释剂都是依据标准来研发设计的,一般分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。无机缓蚀添加剂主要以硅酸盐型和磷酸盐型为代表。磷酸盐和硅酸盐都是铝材质的特效保护剂,与硼酸盐、亚硝酸盐、BTA等复配后对钢、铸铁、铜、铝、焊锡等金属具有很好的保护作用,磷酸盐型因环保问题没被广泛使用。硅酸盐型因价廉易得,在汽车冷却液中广泛使用,占据冷却液市场的70%以上。但是硅酸盐在冷却液中很容易以硅胶形式析出,因此一定要加入硅酸盐稳定剂。目前国内使用的硅酸盐稳定剂一般是有机硅磷化合物,以分子间络合作用起到稳定硅酸盐的目的。有机缓蚀剂一般是由一元酸和二元酸复配得到,有机羧酸型缓蚀剂无论从各种实验数据和文献来看,均优于无机盐型缓蚀剂,只是成本过高,推广还要一定时间。同时,新国标中未明确标明有机羧酸型冷却液轻负荷、重负荷的区别,有待相关解答。

冷却液的缓蚀剂在冷却液体系中起到了防腐蚀、调节PH值、防结垢、抗气蚀等作用。

金属腐蚀过程的本质是电化学过程,不仅与冷却液中缓蚀剂有关,而且与冷却液的pH值有关。金属在酸性环境中容易腐蚀,在弱碱环境中容易得到保护。通常冷却液的pH值都控制在7.511之间,不同体系缓蚀剂配方pH值也略有不同。由于在加热使用过程中,醇类都会氧化产生酸性物质,同时酸性燃气有可能窜入冷却液中,使冷却液pH值降低,为了使冷却液在使用过程中维持一定的pH值,防止酸化,通常在溶液中要加入缓冲剂,配成缓冲体系,使之具有一定缓冲能力。常用缓冲剂有磷酸盐、硼酸盐和各种有机酸。

冷却液在使用中,经常会在金属表面形成水垢,并使循环管路变窄,继而影响散热导热效果,因此冷却液中还应该加入一定量的防垢剂,防止水垢生成或使已生成的水垢分散成细微颗粒悬浮在冷却液中,防止水垢沉积结垢。通常使用的防垢剂有配合型和分散型。配合性主要是金属配合剂或称为金属螯合剂,通过与金属离子配合,防止金属离子与阴离子结合形成水垢,分散型防垢剂是水溶性有机聚电解质,它能使形成的水垢分散成微小颗粒悬浮在冷却液中,从而起到防止在冷却液系统中沉积结垢。不同缓蚀剂配方体系选用的防垢剂也不同。

冷却液在循环管路中高速循环以及水泵中高低压转换过程中,会产生大量气泡,不但影响传热效率,气泡破裂也会产生气穴腐蚀。为了降低气泡产生的危害,冷却液中通常还要加入一定量的消泡剂。

冷却液在使用过程中,还需加入一定量着色剂,使之有醒目颜色。这样在冷却系统发生渗漏时,通过观察冷却系统外部管路就能容易判断出渗漏发生的位置。另,产品颜色与产品防腐蚀性能无关,可随主观意见变换。

北京京脉工贸有限公司自行研发的轻负荷发动机冷却液液体复合剂JM6085、重负荷发动机冷却液液体复合剂JM6082,完全满足国标所有指标。有机羧酸型发动机冷却液复合剂JM6084,除去亚硝酸钠和钼酸钠含量外,也完全满足国标所有指标。

1、轻负荷发动机冷却液液体复合剂JM6085

JM-6085轻负荷发动机冷却液复合剂为硅酸盐轻载发动机冷却液复合功能剂,具有优异的抗穴蚀、点蚀及各种腐蚀的性能,为冷却系统提供长久的保护。适用于轻负荷发动机冷却液。可通过GB29743-2013中的玻璃器皿、铸铝传热、模拟使用腐蚀、气泵铝穴腐蚀实验。

一 物理化学性能

外观: 均匀液体

颜色: 浅黄

比重: 1.35

溶水性: 完全溶于水

冰点: -9

贮存安定性: 12个月

二、加剂量:

工作液(冰点-15-45℃) 每吨加剂量5%,浓缩液加剂量10%

三、配制工艺:

按实际冰点(-15℃~-45℃)的需要调配水-乙二醇冷却液基液1吨;

50kgJM6085加入冷却液基液,在常温下混合搅拌20分钟;

按每吨基液加入10-50克消泡剂,搅拌10分钟;

对产品进行冰点、沸点、pH值、泡沫倾向等项目的检验;

过滤(使用过滤布或过滤机,滤布孔径建议不大于1微米);

灌装后即可得到具有较好缓蚀性能的发动机冷却液成品。

8 JM-6085轻负荷发动机冷却液复合功能剂典型数据

检验项目
技术条件
实测结果
试验方法
玻璃器皿腐蚀
变化值,mg/
紫铜
±10
1.1
SH/T0085
黄铜
±10
0.1
±10
0.7
铸铁
±10
0.3
焊锡
±30
1.0
铸铝
±30
2.0
模拟使用腐蚀
变化值,mg/
紫铜
±20
1.1
SH/T0088
黄铜
±20
0.9
±20
1.5
铸铁
±20
2.6
焊锡
±60
2.8
铸铝
±60
3.9
铸铝合金传热腐蚀,mg/cm2 ≤
1.0
0.15
SH/T0620
铝泵气穴腐蚀,级 ≥
8
10
SH/T0087
抗穴蚀剂浓度 ≥
0.3单位
0.9单位
康明斯标准


    JM-6082
重负荷发动机冷却液复合剂为硅酸盐重载发动机冷却液复合功能剂,具有优异的抗穴蚀、点蚀及各种腐蚀的性能,为冷却系统提供长久的保护。适用于重负荷柴油发动机使用。JM-6082重负荷发动机冷却液复合功能剂用于水-乙二醇型发动机冷却液及浓缩液的生产,具有优异的抗蚀、阻垢、消泡性能。本产品满足GB29743SH/T 0521ASTM D6210标准要求,尤其适用于高强化系数湿式缸套重负荷柴油发动机长周期使用,可用于卡特、康明斯、约翰迪尔等重载柴油机2、重负荷发动机冷却液液体复合剂JM6082

一 物理化学性能

外观: 均匀液体

颜色: 浅黄

比重: 1.35

溶水性: 完全溶于水

冰点: -10

贮存安定性: 12个月

二 加剂量

工作液(冰点-15-45℃) 加剂量5%,浓缩液加剂量10%

三 调制工艺:

按实际冰点(-15℃~-45℃)的需要调配水-乙二醇冷却液基液待用;

JM-6082按每吨基液加入50公斤的比例添加到基液中,在室温下混合搅拌20分钟;

按每吨基液加入40克消泡剂,搅拌10分钟;

对产品进行冰点、沸点、pH值、泡沫倾向等项目的检验;

过滤(使用过滤布或过滤机,滤布孔径建议不大于1微米);

灌装后即可得到具有较好缓蚀性能的发动机冷却液成品。

9 JM-6082重负荷发动机冷却液复合功能剂典型数据

检验项目
技术条件
实测结果
试验方法
玻璃器皿腐蚀
变化值,mg/
紫铜
±10
1.1
SH/T0085
黄铜
±10
0.1
±10
0.7
铸铁
±10
0.3
焊锡
±30
1.0
铸铝
±30
2.0
模拟使用腐蚀
变化值,mg/
紫铜
±20
1.1
SH/T0088
黄铜
±20
0.9
±20
1.5
铸铁
±20
2.6
焊锡
±60
2.8
铸铝
±60
3.9
铸铝合金传热腐蚀,mg/cm2 ≤
1.0
0.15
SH/T0620
铝泵气穴腐蚀,级 ≥
8
10
SH/T0087
抗穴蚀剂浓度 ≥
0.3单位
0.9单位
康明斯标准
亚硝酸盐含量
≥300mg/kg
400
SH/T0521
钼酸盐含量
≥300mg/kg
485
SH/T0521

3、有机羧酸型发动机冷却液膏状复合剂JM6084

本产品为汽车发动机冷却液有机羧酸型系列复合功能剂,具有优异的抗穴蚀、点蚀及各种腐蚀的性能,为冷却系统提供长久的保护。适用于柴油、汽油以及燃气发动机使用。JM-6084有机羧酸发动机冷却液复合功能剂用于水-乙二醇型发动机冷却液及浓缩液的生产。不含传统发动机冷却液中的无机盐添加剂,不会形成各种垢,不损害橡胶水管及水泵密封,最大限度地保护设备冷却系统部件。符合全球各大发动机制造商对发动机冷却液的要求,其中包括通用、福特、奔驰,MAN及大众汽车等。适用于各种发动机的冷却系统,如货车、发电机、挖泥机、拖拉机等。在使用过程中不需要补充外加抑制剂(SCA)或更换水过滤器,因而尤其适用于重型/高载荷车辆如集装箱卡车、工程机械。该产品的使用寿命高达60万公里或1万小时,大大减少维护,节省开支。本产品满足GB29743SH/T0521ASTM D4985等标准要求。

一、物理性能:

外观:膏状体

颜色:黄白色

单位包装:40公斤(桶装)

二、加剂量:

工作液(冰点-15-45℃) 加剂量4.0%,浓缩液加剂量8%

三、调制工艺:

按实际冰点(-15℃~-45℃)的需要调配水-乙二醇冷却液基液1吨;

将一个单位包装的JM-6084加入到基液中,在室温下混合搅拌120分钟;

对产品进行冰点、沸点、pH值、泡沫倾向等项目的检验;

过滤(使用过滤布或过滤机,滤布孔径建议不大于1微米);

灌装后即可得到具有较好缓蚀性能的发动机冷却液成品。

10 JM-6084有机羧酸型发动机冷却液复合功能剂典型数据

 
   
   
 
无沉淀、清亮透明液体
 
 
无异味
无异味
 度(20.0℃),kg/m3 
11071142 
1121 
冰点 50%V/V)蒸馏水,℃
≥-37.0 
-37.8
沸点,℃
50%V/V)蒸馏水,℃
≥163.0
≥107.8
167.0
108.0
灰分,m/m
≤ 5.0
1.2
pH值, 50%V/V)蒸馏水
7.511.0
8.2
水分,m/m
≤ 5.0
3.0
氯离子含量,mg/kg 
≤25
18
对汽车有机涂料的影响
无影响
无影响
储备碱度,mL 
报告 
14.6
玻璃器皿腐蚀
试验后金属试片状态
质量变化
mg/试片
紫铜
≤±10
1.2
黄铜
≤±10
0.3
≤±10
1.5
铸铁
≤±10
1.2
焊锡
≤±30
1.9
铸铝
≤±30
1.3
外观
无肉眼可见的坑蚀
 
模拟使用腐蚀
试验后金属试片状态
质量变化
mg/试片
紫铜
≤±20
1.0
黄铜
≤±20
1.6
≤±20
1.9
铸铁
≤±20
2.4
焊锡
≤±60
2.3
铸铝
≤±60
1.7
外观
无肉眼可见的坑蚀
 
 
 
泡沫体积,mL
≤150
35
泡沫消失时间,s
≤5
1.8
铸铝合金传热腐蚀,mg/cm2
±1.0
0.6 
铝泵气穴腐蚀,级
≥8
9

北京京脉工贸有限公司也可以根据客户不同需求定制不同种类、不同型号的各种复合剂.

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