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7.5到11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:
1 按实际冰点(-15℃~-45℃)的需要调配水-乙二醇冷却液基液1吨;
2 将50kg的JM6085加入冷却液基液,在常温下混合搅拌20分钟;
3 按每吨基液加入10-50克消泡剂,搅拌10分钟;
4 对产品进行冰点、沸点、pH值、泡沫倾向等项目的检验;
5 过滤(使用过滤布或过滤机,滤布孔径建议不大于1微米);
6 灌装后即可得到具有较好缓蚀性能的发动机冷却液成品。
表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/片
|
紫铜
|
±10
|
1.1
|
SH/T0085
|
黄铜
|
±10
|
0.1
|
||
钢
|
±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/片
|
紫铜
|
±20
|
1.1
|
SH/T0088
|
黄铜
|
±20
|
0.9
|
||
钢
|
±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GB29743、SH/T 0521、ASTM 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:
1 按实际冰点(-15℃~-45℃)的需要调配水-乙二醇冷却液基液待用;
2 将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;
3 按每吨基液加入40克消泡剂,搅拌10分钟;
4 对产品进行冰点、沸点、pH值、泡沫倾向等项目的检验;
5 过滤(使用过滤布或过滤机,滤布孔径建议不大于1微米);
6 灌装后即可得到具有较好缓蚀性能的发动机冷却液成品。
表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/片
|
紫铜
|
±10
|
1.1
|
SH/T0085
|
黄铜
|
±10
|
0.1
|
||
钢
|
±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/片
|
紫铜
|
±20
|
1.1
|
SH/T0088
|
黄铜
|
±20
|
0.9
|
||
钢
|
±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GB29743、SH/T0521、ASTM 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:
1 按实际冰点(-15℃~-45℃)的需要调配水-乙二醇冷却液基液1吨;
2 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;
3 对产品进行冰点、沸点、pH值、泡沫倾向等项目的检验;
4 过滤(使用过滤布或过滤机,滤布孔径建议不大于1微米);
5 灌装后即可得到具有较好缓蚀性能的发动机冷却液成品。
表10 JM-6084有机羧酸型发动机冷却液复合功能剂典型数据
项 目
|
技 术 要 求
|
实 测 数 据
|
||
外 观
|
无沉淀、清亮透明液体
|
符 合
|
||
气 味
|
无异味
|
无异味
|
||
密 度(20.0℃),kg/m3
|
1107~1142
|
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
|
7.5~11.0
|
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
|
||
钢
|
≤±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
|
符 合
|
||
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
|
||
钢
|
≤±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
|
符 合
|
||
泡 沫
倾 向
|
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
|
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