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不同配方体系冷却液的特点

2021-02-02 07:02:50    1399次浏览

汽车发动机冷却液主要由水、乙二醇和添加剂组成,而添加剂以腐蚀抑制剂为主。添加剂的主要作用是防腐,同时兼有防垢和抗泡作用。目前,汽车发动机冷却液的基础液主要是乙二醇,不同冷却液配方的差异在于采用了不同的腐蚀抑制体系。在水和乙二醇作为基液的前提条件下,冷却液配方研究的关键技术是腐蚀抑制剂的选择与复配。通常根据腐蚀抑制剂的组成,将冷却液分为无机盐型和有机酸型,其中,无机盐型又分磷酸盐型、胺型、硅酸盐型。

磷酸盐型

无机磷酸盐型缓蚀体系以磷酸盐和硼砂为主剂,不含硅酸盐。该体系对冷却系统中钢、铸铁有较好的保护作用,对铝也有一定保护作用,适合以钢、铸铁为主要材质的发动机冷却系统。但研究发现,磷酸盐在高温条件下对铝的保护作用减弱,硼砂还将促进铝合金传热腐蚀。因此,该体系不适合以铸铝合金为主要材质的发动机冷却系统。再者,磷酸盐会与硬水中的钙、镁离子结合形成絮状物沉淀,阻塞散热器盘管,造成冷却液流动不畅,产生过热现象;而且当水中磷酸根浓度超过10mg/kg时,即可产生富营养化,加重水质污染,不利于环保。因此,20世纪70年代后,发达国家对磷酸盐的使用加以严格限制,以磷酸盐为主剂的缓蚀体系逐渐被淘汰。

胺型

胺型腐蚀抑制体系主要由磷酸、三乙醇胺组成。该体系对铝的保护有利,曾在针对飞机发动机铝合金冷却系统的冷却液中使用。好的胺型体系可以满足SH 0521标准规定要求。胺型冷却液的不足之处有2点:

①胺与亚硝酸钠同时存在会产生致癌物质—亚硝酸胺,因此,配方中不能含亚硝酸钠,而且胺型冷却液也不能与含亚硝酸钠的其他类型冷却液混用;

②当体系中的铜缓蚀剂作用减弱时,胺会与铜反应生成络合物,从而加剧铜腐蚀。

由于存在以上不足,该体系一般不提倡使用。

硅酸盐型

硅酸盐是铝的缓蚀剂,对冷却系统中的多种金属都具有保护作用。随着汽车工业的发展,汽车发动机的结构和材质发生了显著变化。冷却系统广泛使用铸铝合金材料,增强冷却液对铸铝合金的保护作用尤其重要。随着硅酸盐在冷却液中应用增多,硅酸盐型冷却液获得较快发展。常用的硅酸盐冷却液配方有硅一磷混合型和低硅酸盐半有机型。前者是单纯的无机盐配方,使用寿命短,而且还存在磷酸盐型配方的缺陷,抗硬水性差,其应用逐渐受到限制;后者以有机酸缓蚀剂为主剂,含一定量的硅酸盐,通过加入硅酸盐稳定剂解决硅酸盐的析出问题。体系中不含磷酸盐、亚硝酸盐、胺盐等,满足许多冷却液规范对化学成分的限制性要求,符合冷却液向节能和环保方向发展的大趋势,体系的防腐性能优异,使用寿命显著延长,获得了较为广泛的应用。

有机酸型

有机酸配方有的只使用有机酸缓蚀剂和铜缓蚀剂,有的以有机酸缓蚀剂为主,含少量无机缓蚀剂。有机酸缓蚀剂主要指含4个碳原子以上的一元酸和6个碳原子以上的二元酸及相应的盐,对冷却系统中的钢铁及铝等多种金属都有保护作用,而且在使用中消耗缓慢,用于轻负荷发动机冷却液可以显著延长冷却液的使用寿命;用于重负荷发动机冷却液,则可以免除添加延效剂的麻烦,因而同时受到轻负荷和重负荷发动机冷却液的青睐,是近年来应用较多的一类缓蚀剂。有机酸型冷却液的主要技术难点是选择合适的抗泡剂以及解决玻璃器皿腐蚀、传热腐蚀和模拟使用腐蚀中铝片变黑的问题。经过多方面试验研究,目前在这方面取得了较大进展。

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