高效环保型轿车防冻液的研究开发陶佃彬曹云龙（张家港迪克汽车化学品有限公司张家港市经济开发区215638）摘要：普通的防冻液配方由于其经济因素的制约，都含有对人体和环境有害的物质。
目前国内的主要防冻液都是属于中低档次的配方，而用于高档汽车的有机酸型防冻液，由于其昂贵的价格应用也受到限制。
笔者通过对有机酸型防冻液的深入研究，结合公司引进的日本乙烯L系列防冻液的使用经验，开发了具备经济、高效和环保特点的新型防冻液，该防冻液已经通过了交通部后勤研究所等权威部门的检测认定，有机酸和无机盐的结合，符合日本汽车工业无胺、非硼、非硅的防冻液品质要求，可广泛应用于日系汽车和其它中高档汽车。
关键词：有机酸防冻液经济、高效、环保Developing of High-efficiency,friendly Anti-freezing fluid for carTAO Dianbin CAO Yunlong(Zhangjiagang TEEC Automotive Chemicals CO.,LTD Economic district of Zhangjiagang city 215638 )Abstract: Traditional anti-freezing fluid has a lot of bad substance because of economical factor. Now in our country many compounds of anti-freezing fluid are normal or sleasy. For organic anti-freezing fluid its cost is very expensive, so its applying is limited. According to the experience using the L series of Ethylene Chemicals Corporation of Japan, we developed the High-efficiency，friendly anti-freezing fluid ，which has passed the product examination of Research Institute for Transport Engineering. The joint of organic and inorganic meet the industry applying of Japan, amide-free silicon-free, boron-free. It is widely supplied to manufacturer of Japan and other manufacturers for normal and advanced car as factory standard.Key words: organic acid anti-freezing fluid economic、high-efficiency and friendly1、前言防冻液是一种低冰点的液体，在低温下不会结冰，还有良好的流动性，和水一样带走发动机多余的能量。
它是汽车水冷式发动机的冷却介质，用于冬季汽车水箱防冻，保护发动机正常运转。
车用的发动机一般都采用水冷式，对于汽车水箱，其材质主要包括铸铁、钢、铝、焊锡、黄铜和紫铜等六种，它是一个典型的多金属体系。
发动机的燃气在燃烧过程中所产生的热效率只有30-40%，其余的热量40%通过润滑油带走，60%通过冷却散发，汽车在运行中水箱温度高达：80℃～100℃，流速：1m/s,长时间的运转后，系统内的高温将使水箱金属材料容易发生均匀腐蚀，冲刷腐蚀、电偶腐蚀、点蚀、孔蚀等。
因此，冷却介质的质量直接决定着发动机的使用寿命，采用防冻液代替水，可大大减少水中杂质对各种金属材料的腐蚀作用，同时还具有防止结垢、防止沸腾等功能。
据相关资料统计，发达国家汽车防冻液的普及率已达100%，而国内仅有5%左右，且仍以水做主要冷却介质。
近年来，随着我国经济的高速增长，汽车工业迅速发展，新兴的高档车不断问世，带动了防冻液的研制与生产。
目前，国内外广泛研究使用的防冻液是以乙二醇为抗冻液的水-乙二醇体系。
其冰点随乙二醇的浓度而变化，但高温下乙二醇和溶解氧作用易生成各种酸性腐蚀性物质，如乙醇酸、乙醛酸和乙二酸等，会加速金属的腐蚀。
因此，防冻液中必须加入腐蚀抑制剂。
另外，考虑到储存稳定性和使用方便等要求，还需加入防霉剂、消泡剂、着色剂等添加剂。
20世纪80年代以来，防冻液的研究主要致力于缓蚀剂的改进研究。
早期的亚硝酸盐、铬酸盐等缓蚀剂，因其毒性较大而被禁止使用。
而其后发展起来的硅酸盐配方得到广泛应用，硅酸盐是铝合金的特效缓蚀剂，它的出现大大解决了铝传热腐蚀的问题，现在的常规配方主要是硅酸盐配方，其特点是价格比较低廉，对铝合金有较好的防护作用，同时在和硼砂、磷酸盐的配合使用过程中，更是得到了广泛的应用。
但是对于硅酸盐来说，其配方存在其致命的缺点，硅酸盐不稳定，容易析出，在析出后的防冻液体系中反而导致了铝合金的传热腐蚀。
所以一般硅酸盐的配方中，都加入了硅酸盐的稳定剂，其效果因配方的不同所起到的效果也不同，但是都局限于短期的效果，加上后来所出现的硼酸盐配方，基本都应用于一年防冻液体系。
而对于所出现的的钼系、钨系缓蚀剂，因为其独特的性能在配方上存在一定的比例，但是其应用因为价格因素也受到很大的限制。
随着汽车工业的发展，又出现了有机酸型的长效环保防冻液配方，但是由于有机酸型配方比较昂贵，所以其应用仅限于少量的高档轿车上，应用不是很普遍。
目前我公司主要的配方是基于钼酸盐配方，而用于高档汽车的L系列主要引进日本技术并用于日产汽车进行配套装车。
由于目前两种配方价格都比较昂贵，公司迫切需要开发一种经济、高效、环保的防冻液配方来代替目前我公司所使用的钼酸盐的配方。
2、配方2.1技术要求张家港迪克汽车化学品有限公司高效环保防冻液产品标准采用日本”JIS K 2234”标准，并超过国家SH/T0521-1999标准，其明确了不含胺类、硼酸盐类、硅酸盐类添加剂。
2.2 配方2.2.1配方确定镀锡铁片、钢、铁的特效缓蚀剂：钼酸盐、胺类、磷酸盐、硝酸盐、有机酸等紫铜、黄铜的特效缓蚀剂：苯三唑、甲基苯三唑、噻唑类杂环化合物铝的特效缓蚀剂：硅酸盐、硼砂、硝酸盐、苯甲酸钠、有机酸等锌的有效缓蚀剂：有机酸、磷酸盐、苯三唑、甲基苯三唑等根据配方经常使用的化合物种类，为了确保所有金属都能够得到很好的保护，所以选择防冻液配方必须全面、科学。
由于配方中明确了不含胺、硼、硅，所以对于上述金属试片特效缓蚀剂的选用，就摒弃了这三类化合物。
常用对铁系金属缓蚀效果比较好的化合物就只能使用硝酸盐、磷酸盐。
对铜具有优异防护效果的我们选用了常用的苯三唑化合物。
对于铝的特效缓蚀剂，我们选用了苯甲酸钠，而对于锌的特效缓蚀剂目前还没有专用缓蚀剂，所见报道都是采用了协同防护，根据我们所应用于日产轿车L系列防冻液的经验，我们采用了有机酸型协同防护，其结果证明是十分有效的。
具体配方为(所用比例均为质量百分比)：有机二元羧酸类总量：0.14 - 0.5%[采用丁二酸、T02（二元酸代号）有机二元酸复配]有机一元羧酸类总量： 0.75 – 1.5% (苯甲酸钠、异辛酸、对硝基基苯甲酸)苯三唑： 0.1 – 0.5%无机盐总量： 0.4 – 3.0%（硝酸钠、磷酸氢二钠、氢氧化钾）本配方由于应用了极少量的有机酸，所以整体十分经济，相对于单纯的有机酸配方，大大节省了有机酸用量，而且缓蚀效果十分优异，和无机盐的复配使用，避免了因单纯的减少有机酸用量而导致的缓蚀效果不佳的缺点。
3、性能分析根据SH/T0521、日本JIS K 2234标准，对上述配方进行测试，并通过和国内标准进行性能对比。
结果见表一、SH/T0521和高效环保防冻液的比较报告，表二、JIS K 2234 日本汽车防冻液的工业标准和高效环保防冻液的比较报告表一、SH/T0521和高效环保防冻液的报告项目 SH/T0521-1999质量指标 检测结果 试验方法 颜色 有醒目的颜色 绿色 目测 气味 无异味 无异味 嗅觉 密度20℃ kg/m 3 1.107～1.142 1.125 SH/T0068 冰点℃ 50%V/V 蒸馏水 ≤-37 -37.5 SH/T0090 沸点℃ 原液 ≥163.0 163.8 SH/T0089 沸点℃50%V/V 蒸馏水 ≥107.8 108对有机涂料的影响 无影响 无影响 SH/T0084 灰份%m/m ≤5.0 2.5 SH/T0067pH 值 50%V/V 蒸馏水 7.5～11.0 7.85 SH/T0069 水分%m/m ≤5.0 3.0 SH/T0086 储备碱度，ml 见报告 14 SH/T0091 氯含量，mg/kg ≤25.0 10.0 SH/T0621玻璃器皿腐蚀试片，变化值，mg/片紫铜 ±10 +2.9 SH/T0085黄铜 ±10 +0.2 钢 ±10 -0.4 铸铁 ±10 -0.9 焊锡 ±30 +1.3 铸铝 ±30 +4.1 模拟使用腐蚀 试片 变化值 mg/片紫铜 ±20 +3.1 SH/T0088黄铜 ±20 +1.0 钢 ±20 -0.5 铸铁 ±20 -0.71 焊锡 ±60 +3.5 铸铝±60 +9.5 铝泵气穴腐蚀，级≥8.0 2.0 SH/T0087 铸铝合金传热腐蚀，mg/cm 2 ≤1.0 0.1 SH/T0620 泡沫倾向 泡沫体积ml≤150 55 SH/T0066 泡沫消失时间，s≤5.02.0表二、JIS K 2234 日本汽车防冻液的工业标准和高效环保防冻液的比较报告对产品进行全面测试，其行车试验等各项指标都符合要求，对于该配方的设计由于采用了比较保守的配方设计，还有进一步改进的空间。
进一步的实验正在完善中，相信不久的将来，我们将推出更经济合理的配方，以满足国家汽车工业不断发展的要求，另外，用于代替日本进口L-192系列的有机酸型配方也已经到了最后的检测阶段，相信不久我们公司自主研发的长效环保型防冻液将投放到市场，可以满足2-3年的防护效果，用于高档轿车的需要。
4、结论本配方属于国家积极提倡的环保型产品，产品质量指标优于市场上普遍销售的防冻液产品，并且价格等于或低于市场上销售的同类添加剂配方。
本产品最大的特点就是属于国际上先进的无胺、非硼系列产品，不含对环境有害的物质，属于推荐使用的高效环保型汽车防冻液。