汽车防冻剂的组成
乙二醇-水防冻液的冰点与乙二醇的质量分数不是线性关系。其水溶液的凝固点并没有随着浓度的增加而完全降低,而是在浓度超过70%时升高。在配制过程中,应从实际出发进行合理选择,以满足抗冻性和经济性的要求。一般可以根据本地区最低温度,参考表1中的数据来配制防冻液。在我国江南地区,乙二醇的比例一般为40%,而在寒冷的北方,取质量分数为50%左右的乙二醇比例较为合适。汽车冷却系统一般由铜、铝、铸铁、钢和焊料组成。乙二醇防冻液在长期工作中会引起冷却系统的材料腐蚀,腐蚀介质为水和乙二醇。人们熟悉水对金属的腐蚀,乙二醇在常温下不会对材料造成明显的腐蚀,但随着温度的升高,乙二醇会被氧化,使酸性增加,生成多种腐蚀性物质。这些腐蚀性物质的沉淀会导致发动机的导热性降低,容易堵塞冷却器管路,导致发动机过热。因此,防冻液中必须添加缓蚀剂。而且需要添加的缓蚀剂具有用量少、缓蚀效果好的特点。
缓蚀剂可分为两大类:一类是无机复合缓蚀剂,包括偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐和苯甲酸盐。作为一种无机复合缓蚀剂,能在金属表面形成致密的钝化膜,阻断或阻止金属的氢和酸渗透。比如加0。05% ~ 0.03%的偏硅酸钠可以防止铝件的腐蚀。另一种是有机复合缓蚀剂,在防冻液中常用作防锈添加剂。常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸酯等,具有良好的缓蚀性能。比如只加0。1% ~ 0.5%苯并三氮唑能防止铜部件的腐蚀。不同成分的金属部件需要不同的缓蚀剂。亚硝酸钠对钢和铸铁有良好的缓蚀作用,但对焊料造成点蚀。三乙醇胺、磷酸盐和有机磷酸盐对黑色金属有良好的缓蚀作用,但对黄铜和铜有腐蚀性。硅酸盐是铝的优良缓蚀剂,但极易水解,形成大量絮状沉淀。这些单一抑制剂虽然成本较低,但在很多方面难以满足防冻液的性能要求。目前市场上的防冻液采用多种缓蚀剂协同作用的复合配方,缓蚀率很高。目前国外专利使用的缓蚀剂由多种缓蚀剂组成,缓蚀效果比较理想。值得一提的是苯并三唑和巯基苯并噻唑是铜和黄铜的专用缓蚀剂。
从近几年防冻液的专利来看,文献中至少有一半的缓蚀剂含有硅酸盐。硅酸盐虽然在使用过程中不稳定,易析出凝胶,但对Al、Cu、Fe等金属有很好的保护作用,且廉价易得,完全无毒,所以一直沿用至今。为了避免凝胶的形成,必须在防冻液中加入少量的硅酸盐稳定剂。关于稳定剂的报道很多,主要是硅氧烷、Si2N、Si2P类化合物。各种缓蚀剂对不同的金属有不同的作用。一种缓蚀剂对同一种金属有防腐作用,但对另一种金属可能几乎没有或没有防腐作用。在多种金属存在的情况下,为了达到良好的整体防锈效果,需要使用多种缓蚀剂进行复配。一般来说,缓蚀剂的总量为0。5% ~ 5%的防冻原液。冬天气温低。为了使汽车在冬季低温下继续使用,在发动机冷却液中加入一些可以降低水的冰点的物质作为防冻剂,使冷却系统在低温天气下不会结冰。因此,人们有时会将冷却液称为“防冻液”或“非防冻液”。