汽车防冻液的配方及制备方法设计

张 华（无锡灵创工程技术服务有限公司，江苏无锡 214072）



汽车防冻液的配方及制备方法设计

张 华
（无锡灵创工程技术服务有限公司，江苏无锡 214072）

摘 要：随着国家生产力的不断提高和汽车性能的不断提升，国民对汽车防冻液的要求也不断提高，其不仅要求防冻液有完美的防腐蚀和防冻功能，更要求其沸点和耐高温的性能也能够不断提高，为内燃机的使用提供最优的条件。从汽车防冻液的性能出发，通过防冻液的不同种类简要分析了其配方确定，其中主要阐述了聚脲润滑脂制备原材料的选择和方法设计，希望对汽车防冻液的发展起到推动作用。

关键词：汽车防冻液；配方确定；制备方法设计

汽车防冻液的使用受到汽车技术和其材料技术的强大限制，如果汽车防冻液的金属防腐蚀技能不能满足汽车材料的要求，那么内燃机的使用寿命将会大大降低，同时也将影响到汽车的高效使用。汽车防冻液主要靠其中的化学物质来降低冰晶间的分子结合力，从而使降低水的冰点，使的水不容易结冰，保障汽车的正常使用，同时其中的防腐蚀、防垢等化学物质能够降低内燃机材料的损耗程度，因此，好的汽车防冻液对汽车的高效使用和寿命延长均具有重要意义。

1 汽车防冻液的性能

1.1 防腐蚀性能

水箱是汽车内燃机系统中的重要组成部分，而水与汽车材料的接触可能会造成这些材料的快速腐蚀，这时就需要汽车防冻液的加入，利用其高强度的金属防腐蚀性能优质地保护水箱材料。汽车防冻液的防腐蚀性能能够在水与箱壁之间形成一层性能良好的防水层，隔绝水与金属材料的接触，保护金属材料的使用性能，防止水箱焊缝开裂、甚至造成滴漏问题，延长发动机的使用年限，进而促进汽车使用寿命的提高。

1.2 防穴蚀性能

汽车防冻液同时也具有优质的防穴蚀性能，防止水箱内壁出现穴蚀现象，尤其在大功率发动机配置的情况下，造成防冻液和水透过缸套渗入燃烧室，降低发动机燃烧功率的现象。这种防穴蚀性能是在防腐蚀性能上的引发应用，具有具象引用的特点［1］。

1.3 高沸点性能

汽车在使用过程中同时也要防止水箱内的水温过高而达到沸点，这就要求汽车防冻液具有一个较高的沸点，防止水箱开锅。汽车防冻液的高沸点性能在水中的使用能够相对地提高水的沸点，进而降低水箱的使用温度。一般情况下，要求汽车防冻液的沸点要大于105℃，才能积极防止水箱开锅现象的发生。

1.4 防垢性能

普通的水中均含有大量的矿物质和杂质，这些杂质跟矿物质在高温后容易凝结形成易吸附固体凝结在水箱表面，影响发动机组的热度传递，而汽车防冻液由蒸馏水配置而成，其中不含有矿物质，具有有效的防垢性能。汽车防冻液的使用避免了自来水蒸发使得其中的矿物质凝聚金属表面，造成热传递障碍，使得缸套温度升高，活塞使用不灵活或卡死的现象，延长了发动机的使用寿命。

1.5 防冻性能

防冻性能是汽车防冻液的基础性能，主要靠其中的化学物质渗入到含水煤或粒状物中，改变冰晶的形状、降低其分子间结合力，使得水不容易结冰，同时也降低其冻结强度，保证汽车发动机的正常使用。一般情况下，汽车防冻液的冰点要求在-18℃～65℃之间即可［2］。良好的防冻性能才能保证汽车在低温情况下仍旧能够正常使用，是提高汽车使用效率的重要方法。

2 汽车防冻液的种类和配方确定

2.1 高效环保汽车防冻液的配方确定

汽车防冻液的配方灵活不断地发展，在以环境保护为前提的研究基础上发现了高效环保汽车防冻液。高效环保汽车防冻液摒弃了硅酸盐、钼酸盐、硼砂类等对环境有害的化学物质，采用了0.14%～0.5%有机二元羧酸类（丁二酸、乙二酸等）、0.75%～1.5%的有机一元羧酸类（苯甲酸钠、葵酸等）、0.1%～0.5%苯三唑、0.4%～3.0%无机盐类（硝酸钠、氢氧化钾等）等化学物质的有效配合，这种配方大大减少了有机酸的使用，不仅经济实惠，而且无机盐的使用还克服了有机酸用量不足可能导致的金属防腐蚀性能下降的缺点，是非常高效环保的材料。高效环保汽车防冻液的研究及使用说明人们正在逐渐提高对环境保护的重视［3］。

2.2 乙二醇汽车防冻液的配方确定

乙二醇汽车防冻液是现今市面上流通最广的防冻液之一，其中也因乙二醇用量的不同而分为三个版本：第一个是最为简单的一种，将乙二醇：水=1：1.5的比例勾兑到一起后加入适量的磷酸氢二纳和蓝色颜料即可；第二中配方中乙二醇的用量相对提高，即55%乙二醇、43%水、1.0%邻苯二甲酸酐、0.5%促进剂M、0.3%磷酸二氢钾、0.2%氢氧化钠和适量的红色染料以先加水、再加乙二醇搅拌，再加其他物质的顺序充分混合形成；在第三种配方中乙二醇的用量是最高的，该种乙二醇汽车防冻液由60%乙二醇、39%水、0.5%三乙醇胺、0.5%甘氨酸、0.2%甲基硅油、0.1%苯并三氮唑及适量红色染料，在乙二醇加入反应皿中再加入三乙醇胺、甘氨酸、甲基硅油搅拌，再加其他物质的顺序搅拌而成。

2.3 聚脲润滑脂防冻液的原材选择

聚脲润滑脂是一种固液态防冻液［4］。其中主要含有基础油、异氰酸酯、有机胺等化学物质，在异氰酸酯则在二异氰酸酯二苯甲烷、甲苯二异氰酸酯及二者的混合物与脂肪胺DDA分别反应后选择出了脲基润滑脂滴点、钢网分油、稠化能力均良好的二异氰酸酯为聚脲润滑脂的主要制备原料，有机胺则多用脂肪胺DDA。在制备过程中要求基础油在100℃、运动粘度为25mm2/s的条件下加入反应物，当基础油的反应条件达到制备要求时，加入二异氰酸酯和脂肪胺的反应物，再经冷却后即可得到作为汽车防冻液的聚脲润滑脂。

3 聚脲润滑脂制备方法设计

聚脲润滑脂在生产过程中对生产工艺具有较高的要求［5］。经实验得知，聚脲润滑脂对反应温度、异氰酸酯的加入速度、炼制温度、复合剂等都做出了明确要求：随着反应温度的不断提高，聚脲润滑脂的稠化能力明显下降，胶体的稳定性能则逐渐变差，因此在制备聚脲润滑脂的过程中一般采用较低的温度来作为反应条件；异氰酸酯的加入速度过慢时，聚脲润滑脂的滴点需要经过高温处理才能够完成，因此为提高反应速度一般选择快速加入异氰酸酯的反应方法；反应温度越低，聚脲润滑脂的滴点越低，因此要想快速达到聚脲润滑脂的滴点，就要选择较高的炼制温度，而具体炼制温度的选择则需要根据滴点的不同来判断；为使得到的聚脲润滑脂滴点高且防腐蚀性强，一般采用复合剂p—8作为复合添加剂。

4 结束语

综上所述，汽车防冻液能够很好地保证内燃机冷却系统的正常运行，延长车辆的使用寿命，主要是因为汽车防冻液的防腐蚀、高沸点、防穴蚀、防冻、防垢等性能对内燃机材料的保护，而在汽车防冻液的配方根据防冻液种类的不同也有所不同，常用的有乙二醇防冻液、聚脲润滑脂等，本文就制备各种防冻液的配方及聚脲润滑脂制备方法设计方面做出了简要阐述，一定程度上解析了汽车防冻液的神秘，希望对汽车防冻液的发展起到积极作用。

参考文献

［1］ 邓才超，郭小川，蒋君卓.浅谈脲基润滑脂性能的影响因素［J］.合成润滑材料，2014，33（03）：1672-1712.

［2］ 李小红，闵晓兵，胡轶.低噪音聚脲润滑脂的研制及摩擦性能研究［J］.石油炼化与化工.2013，12（02）：1031-1059.

［3］ 苏铭宇，那佳欣.浅谈聚脲基润滑脂等汽车防冻液的制备研究［J］.化工材料工程与研究，2012，16（01）：1063-1064.

Automobile Antifreeze Formulations and Preparation Methods Design

Zhang Hua

Abstract：With the rising national productivity and the continuous improvement of vehicle performance，national automotive antifreeze is also rising，which requires not only has the perfect anti-corrosion antifreeze and antifreeze function，but also require high temperature and the boiling point it is possible to continuously improve performance，provide optimal conditions for the use of the internal combustion engine.From the starting performance automobile antifreeze，through different types of antifreeze brief analysis of its formula to determine，mainly elaborated selection and design methods polyurea grease preparation of raw materials，hope for the development of automobile antifreeze play a catalytic role.

Key words：automobile antifreeze；formula determined；preparation of design

中图分类号：TG 174.42

文献标志码：A

文章编号：1003–6490（2016）02–0070–02

收稿日期：2016–01–20

作者简介：张华（1980—），男，江苏无锡人，工程师，主要从事化工工程设计工作。