專利名稱：鋁用耐蝕防凍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料的腐蝕和防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到ー種鋁用耐蝕防凍液。
背景技術(shù)：
防凍液是ー種含有特殊添加劑的冷卻液，具有冬天防凍，夏天防沸等優(yōu)良性能。為了使太陽能熱水器在氣溫太低吋，不至于管道凍裂，通常是采用雙循環(huán)系統(tǒng)，即在太陽能熱水系統(tǒng)中設(shè)置換熱器，集熱器與換熱器的熱側(cè)組成第一循環(huán)，并使用低凝固點(diǎn)的防凍液作傳熱エ質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防凍。現(xiàn)國內(nèi)外95%以上使用的是こニ醇的水基型防凍液，こニ醇防凍、沸點(diǎn)高、揮發(fā)性小、粘度適中并且隨著溫度變化小，熱穩(wěn)定性好，但是こニ醇的代謝產(chǎn)物有劇毒，對環(huán)境污染大，與國家提倡的環(huán)保不相符。另外，由于太陽能循環(huán)系統(tǒng)中的管道是由各類金屬制成，那么為了避免防凍液在長期工作引起的材質(zhì)腐蝕，延長熱水器的使用壽命，在防凍液中還應(yīng)加入緩蝕劑，達(dá)到防緩蝕的效果。
目前緩蝕劑的發(fā)展經(jīng)歷了從鋼鐵、銅等傳統(tǒng)金屬材料到鋁、鎂等新型輕合金材料以及多金屬復(fù)合構(gòu)件的防護(hù)，關(guān)于這些合金材料腐蝕防護(hù)的研究也日益增多。鋁用緩蝕劑有三類吸附性緩蝕劑，主要通過物理吸附及共價鍵的化學(xué)吸附，在分子表面形成牢固的吸附膜，將介質(zhì)與金屬隔離開來，從而抑制金屬的腐蝕；擴(kuò)散性緩蝕劑，緩蝕劑分子作用于金屬的全表面，是局部微電池內(nèi)的電阻増大，腐蝕電流降低，鋁的腐蝕受到抑制；表而變化型緩蝕劑，與金屬進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物覆蓋于金屬表面上。國內(nèi)在鋁合金腐蝕防護(hù)方面的研究起步較晚，最初是從無機(jī)物開始，如鑰酸鹽、鎢酸鹽等有一定的緩蝕效果，如今已經(jīng)發(fā)展到有機(jī)緩蝕劑，鋁用緩蝕劑的研究在追求高效的同時，逐漸向無毒、緑色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，而利用稀土鹽替代對環(huán)境有污染的傳統(tǒng)鉻酸鹽已經(jīng)成為鋁合金防腐領(lǐng)域發(fā)展的趨勢，另外將結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上具有互補(bǔ)性的不同化合物復(fù)配，實(shí)現(xiàn)協(xié)同緩蝕作用，則是鋁緩蝕劑的ー個重要研究方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種既可以保證了太陽能系統(tǒng)換熱效果，又對鋁合金有良好緩蝕作用的鋁用耐蝕防凍液，以克服緩蝕劑水溶性差、對環(huán)境不友好等問題。本發(fā)明提供了ー種鋁用耐蝕防凍液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性劑、茜素紅、內(nèi)ニ醇、丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度為0. 1-1.4克/升，聚山梨酯80濃度為1-2毫升/升，稀土鹽濃度為0. 01-0. I克/升，陽離子表面活性劑濃度為0. 05-0. 3克/升、茜素紅濃度為0. 001-0. 008克/升、丙ニ醇濃度為150-500毫升/升、丙三醇濃度為100-450毫升/升。優(yōu)選的技術(shù)方案有ー種鋁用耐蝕防凍液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性剤、茜素紅、丙ニ醇、丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度為0.8克/升，聚山梨酯80濃度為I. 5毫升/升，稀土鹽濃度為0. 05克/升，陽離子表面活性劑濃度為0. 15克/升、茜素紅濃度為0. 004克/升、丙ニ醇濃度為300毫升/升、內(nèi)三醇濃度為300毫升/升；所述的稀土鹽為三價鈰鹽；所述陽離子型表面活性劑為氨基吡啶衍生物。ー種鋁用耐蝕防凍液，其制備方法在于步驟ー通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀上鹽、陽離子表面活性齊U、茜素紅完全溶解在丙ニ醇和丙三醇中；步驟ニ 加入水，直至溶液中的苯并三氮唑濃度為0. 1-1. 4克/升，聚山梨酯80濃度為1-2毫升/升，稀土鹽濃度為0. 01-0. I克/升，陽離子表面活性劑濃度為0. 05-0. 3克/升、茜素紅濃度為0. 001-0. 008克/升、丙ニ醇濃度為150-500毫升/升、丙三醇濃度為100-450毫升/升；步驟三反復(fù)攪拌均勻。
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本發(fā)明鋁用耐蝕防腐劑組分中的苯并三氮唑通過其分子上的反應(yīng)基團(tuán)和腐蝕過程中生成的鋁離子相互作用而形成沉淀膜或不溶性配合物膜而起到緩蝕作用。聚山梨酯80屬于非離子型表面活性剤，它含有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)，當(dāng)它添加到腐蝕介質(zhì)中，極性基團(tuán)會在鋁合金表面發(fā)生吸附，使非極性基團(tuán)定向排列在鋁合金表面，阻擋腐蝕性介質(zhì)從而起到緩蝕作用。茜素紅和陽離子表面活性劑形成穩(wěn)定的締合物覆蓋在鋁合金表面，同時添加稀土鹽，與這些緩蝕劑之間發(fā)生協(xié)同作用，使鋁合金表面的保護(hù)膜完整，從而抑制鋁合金的腐蝕。本發(fā)明提供的鋁用耐蝕防凍液粘度小，提高了換熱效果；同時通過改變組分配比，獲得不同的冰點(diǎn)范圍，適合于不同地區(qū)使用而降低成本。而且對鋁合金的緩蝕效率都達(dá)到91 %以上，對環(huán)境友好，不破壞原來エ藝流程、不需要附加設(shè)備，使用方便、投資少、收效快。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一歩的闡述。實(shí)施例I首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性剤、茜素紅完全溶解在丙ニ醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑濃度為0. I克/升，聚山梨酯80濃度為I毫升/升，稀土鹽濃度為0. 01克/升，陽離子表面活性劑濃度為0. 05克/升、茜素紅濃度為0. 001克/升、內(nèi)ニ醇濃度為500毫升/升、丙三醇濃度為100毫升/升；最后反復(fù)攪拌均勻，形成本發(fā)明的鋁用耐蝕防凍液。在加入及未加入上述鋁用耐蝕防凍液的自來水中均放置鋁合金試片，浸泡一段時間。在未加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面有點(diǎn)蝕；而在加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面無明顯腐蝕痕跡。并且經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得出，這種耐蝕防凍液對鋁合金緩蝕效率可以達(dá)到91%。實(shí)施例2首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性剤、茜素紅完全溶解在丙ニ醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑濃度為I. 4克/升，聚山梨酯80濃度為2毫升/升，稀土鹽濃度為0. I克/升，陽離子表面活性劑濃度為0. 3克/升、茜素紅濃度為0. 008克/升、丙ニ醇濃度為150毫升/升、丙三醇濃度為450毫升/升；最后反復(fù)攪拌均勻，形成本發(fā)明的鋁用耐蝕防凍液。在加入及未加入上述鋁用耐蝕防凍液的自來水中均放置鋁合金試片，浸泡一段時間。在未加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面有點(diǎn)蝕；而在加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面光潔，無點(diǎn)蝕。并且經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得出，這種耐蝕防凍液對鋁合金緩蝕效率可以達(dá)到95%。實(shí)施例3首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性剤、茜素紅完全溶解在丙ニ醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑濃度為0. 8克/升，聚山梨酯80濃度為I. 5毫升/升，稀上鹽濃度為0. 05克/升，陽離子表面活性劑濃度為0. 15克/升、茜素紅濃度為0. 004克/升、丙ニ醇濃度為300毫升/升、丙三醇濃度為300毫升/升；最后反復(fù)攪拌均勻，形成本發(fā)明的鋁用耐蝕防凍液。在加入及未加入上述鋁用耐蝕防凍液的自來水中均放置鋁合金試片，浸泡一段時間。在未加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面有點(diǎn)蝕；而在加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面光潔，無點(diǎn)蝕。并且經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)得出，這種耐蝕防凍液對鋁合金緩蝕效率可以達(dá)到97%。 用表格表示本發(fā)明耐蝕防凍液的配方和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下
鋁試樣緩蝕效鋁試樣表面形貌
權(quán)利要求
1.一種鋁用耐蝕防凍液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性劑、茜素紅、丙二醇、丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度為O. 1-1. 4克/升，聚山梨酯80濃度為1-2毫升/升，稀土鹽濃度為O. 01-0. I克/升，陽離子表面活性劑濃度為O. 05-0. 3克/升、茜素紅濃度為O. 001-0. 008克/升、丙二醇濃度為150-500毫升/升、丙三醇濃度為100-450毫升/升。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁用耐蝕防凍液，其特征在于所述的苯并三氮唑濃度為O.8克/升，聚山梨酯80濃度為I. 5毫升/升，稀土鹽濃度為O. 05克/升，陽離子表面活性劑濃度為O. 15克/升、茜素紅濃度為O. 004克/升、丙二醇濃度為300毫升/升、丙三醇濃度為300暈升/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁用耐蝕防凍液，其特征在于稀上鹽為三價鈰鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鋁用耐蝕防凍液，其特征在于所述陽離子型表面活性劑為雙子季銨鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁用耐蝕防凍液，其制備方法如下 步驟一通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性劑和茜素紅完全溶解在丙二醇和丙三醇中； 步驟二 加入水，直至溶液中的苯并三氮唑濃度為O. 1-1. 4克/升，聚山梨酯80濃度為1-2毫升/升，稀土鹽濃度為O. 01-0. I克/升，陽離子表面活性劑濃度為O. 05-0. 3克/升、茜素紅濃度為O. 001-0. 008克/升、丙二醇濃度為150-500毫升/升、丙三醇濃度為100-450毫升/升； 步驟三反復(fù)攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁用耐蝕防凍液，由苯并三氮唑、聚山梨酯80、稀土鹽、陽離子表面活性劑、茜素紅、丙二醇、丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度0.1-1.4克/升，聚山梨酯80濃度1-2毫升/升，稀土鹽濃度0.01-0.1克/升，陽離子表面活性劑濃度0.05-0.3克/升、茜素紅濃度0.001-0.008克/升、丙二醇濃度150-500毫升/升、丙三醇濃度100-450毫升/升。本發(fā)明粘度小，提高了換熱效果；同時通過改變組分配比，獲得不同的冰點(diǎn)范圍，適合于不同地區(qū)使用而降低成本。而且對鋁合金的緩蝕效率都達(dá)到91％以上，對環(huán)境友好，不破壞原來工藝流程、不需要附加設(shè)備，使用方便、投資少、收效快。
文檔編號C09K5/20GK102851002SQ201210376288
公開日2013年1月2日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者黃永偉, 靳惠明, 鄧學(xué)鵬 申請人:黃永偉