專利名稱：耐蝕防凍液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬的腐蝕和防護技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可以兼顧鋁合金和碳鋼兩種不同金屬的耐蝕防凍液。
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。隨著太陽能熱水器的廣泛應(yīng)用，當氣溫太低時，通常是在裝置上采用間接式系統(tǒng)達到防凍的效果，即在主水箱上設(shè)置用于換熱的盤管或夾套，盤管或夾套通過連接管與集熱器密封連接，作為循環(huán)的管路系統(tǒng)，繼而在上述封閉的循環(huán)管路系統(tǒng)中加入防凍液。現(xiàn)國內(nèi)外95% 以上的防凍液使用的都是こニ醇的水基型，こニ醇防凍、沸點高、揮發(fā)性小并且隨著溫度變化小，熱穩(wěn)定性好，但是也存在粘度大，影響換熱效果；代謝產(chǎn)物有劇毒，對環(huán)境污染大等問題。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，最為普遍的材質(zhì)是碳鋼和鋁合金，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，達到防緩蝕的效果。緩蝕劑分為無機緩蝕劑，主要包括鉻酸鹽、亞硝酸鹽、硅酸鹽、鑰酸鹽、鎢酸鹽、聚磷酸鹽、鋅鹽等；有機緩蝕劑，包括膦酸(鹽)、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木質(zhì)素等ー些含氮氧化合物的雜環(huán)化合物；聚合物類緩蝕齊U，主要包括聚こ烯類，P0CA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化學物。目前，世界各國對防凍液專利申請比較多，主要成分為こニ醇和水，并加入防腐齊U、防銹劑、穩(wěn)定劑、顏色染色劑，個別的還加入了防滲劑，例如中國專利201110252501.5，但是緩蝕劑組分中含有的亞硝酸鉀，對人體健康是有害的。若單就對碳鋼的緩蝕效果而言，鉻酸鹽，尤其是配合以聚磷酸鹽和鋅鹽的鉻酸鹽，至今仍然是緩蝕劑中最為理想者。美國在相當程度上仍在應(yīng)用著它。但鉻酸鹽有毒，對環(huán)境造成污染。因此，在世界范圍內(nèi)己逐漸為(聚)磷酸鹽所取代。但是，磷酸鹽是水中微生物的營養(yǎng)源，它的排放會造成水體富營養(yǎng)化，結(jié)果，從另一方面對環(huán)境造成污染。因此，對環(huán)境及人體無危害的環(huán)境友好型緩蝕劑的研究和開發(fā)已經(jīng)成為目前緩蝕劑研究領(lǐng)域的ー個重要的方向。經(jīng)研究認為稀土有望成為鉻酸鹽的替代品，而我國又是世界上稀土礦資源最為豐富、品種較全的國家，但是，單純稀土作為緩蝕劑用量大，效果也不是很穩(wěn)定。

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，穩(wěn)定性好且環(huán)保，又能對鋁合金和碳鋼的緩蝕效率都達到90%以上的耐蝕防凍液。本發(fā)明提供了ー種耐蝕防凍液，其特征在于其由苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性剤、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽、丙ニ醇和丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度為0. 1-2. 0克/升，聚山梨酯80濃度為1-5毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為0. 01-0. I克/升，高分子聚合物鹽濃度為0. 1-0. 2克/升，雜環(huán)化合物濃度為0. 05-0. 15克/升，稀土鹽濃度為0.01-0. I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)方案有ー種耐蝕防凍液，由苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性剤、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽、內(nèi)ニ醇和丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度為I. 0克/升，聚山梨酯80濃度為3毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為0. 05克/升，高分子聚合物鹽濃度為0. 15克 /升，雜環(huán)化合物濃度為0. I克/升，稀土鹽濃度為0. 05克/升，丙ニ醇濃度為300毫升/升、丙三醇濃度為300毫升/升；所述非離子型表面活性劑為醚類衍生物；所述高分子聚合物鹽為聚丙烯酸鈉；所述雜環(huán)化合物為吲哚衍生物；所述稀土鹽為氯化鑭。ー種耐蝕防凍液，其制備方法在于首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酷80、非離子型表面活性剤、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽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. 1-2.0克/升，聚山梨酯80濃度為1-5毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為0. 01-0. I克/升，高分子聚合物鹽濃度為0. 1-0. 2克/升，雜環(huán)化合物濃度為0. 05-0. 15克/升，稀土鹽濃度為0. 01-0. I克/升，丙ニ醇濃度為150-500毫升/升、丙三醇濃度為100-450毫升/升；最后反復攪拌均勻，形成本發(fā)明的耐蝕防凍液。本發(fā)明耐蝕防凍液組分中的苯并三氮唑等雜環(huán)化合物通過有機類緩蝕劑分子上的反應(yīng)基團和腐蝕過程中生成的金屬表面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，對鐵的緩蝕保護則是通過孤對電子向鐵表面空的d軌道提供電子而形成配位鍵，吸附在鐵表面；聚山梨酯80等非離子表面活性劑一般含有極性基團和非極性基團，當它添加到腐蝕介質(zhì)中，極性基團會在鋁或鐵表面發(fā)生吸附，使非極性基閉定向排列在鋁或鐵表面，阻擋腐蝕性介質(zhì)從而起到緩蝕作用；高分子聚合物鹽可以與金屬離子形成高分子聚合膜覆蓋在金屬表面；稀上鹽，與這些緩蝕劑之間發(fā)生協(xié)同作用，使金屬表面的保護膜完整，從而抑制金屬的腐蝕。本發(fā)明用粘度不大的丙ニ醇和丙三醇從而保證了太陽能系統(tǒng)的換熱效果，且對鋁合金和碳鋼的緩蝕效率都達到90%以上，具有適用性強，投資少，對環(huán)境友好，不需附加設(shè)備等優(yōu)點。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進行進一歩的闡述。實施例I首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性剤、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽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2. 0克/升，聚山梨酯80濃度為5毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為0. I克/升，高分子聚合物鹽濃度為0. 2克/升，雜環(huán)化合物濃度為0. 15克/升，稀土鹽濃度為0. I克/升，丙ニ醇濃度為500毫升/升、丙三醇濃度為100毫升/升；最后反復攪拌均勻，形成本發(fā)明的耐蝕防凍液。在加入及未加入上述耐蝕防凍液的自來水中均放置鋁合金和碳鋼試片，浸泡一段時間。在未加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面有點蝕，碳鋼表面嚴重局部腐蝕；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，碳鋼表面輕微銹跡。并且經(jīng)過反復試驗得出，這種耐蝕防凍液對鋁合金緩蝕效率可以達到99%，對碳鋼緩蝕效率可以達到85%。實施例2首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性剤、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽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，非離子型表面活性劑濃度為0. 01克/升，高分子聚合物鹽濃度為0. I克/升，雜環(huán)化合物濃度為0. 05克/升，稀土鹽濃度為0. 01克/升，丙ニ醇濃度為150毫升/升、丙三醇濃度為450毫升/升；最后反復攪拌均勻，形成本發(fā)明的耐蝕防凍液。在加入及未加入上述耐蝕防凍液的自來水中均放置鋁合金和碳鋼試片，浸泡一段時間。在未加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面有點蝕，碳鋼表面嚴重局部腐蝕；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，碳鋼表面輕微銹跡。并且經(jīng)過反復試驗得出，這種耐蝕防凍液對鋁合金緩蝕效率可以達到97%，對碳鋼緩蝕效率可以達到88%。實施例3首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性剤、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽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. 0克/升，聚山梨酯80濃度為3毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為0. 05克/升，高分子聚合物鹽濃度為0. 15克/升，雜環(huán)化合物濃度為0. I克/升，稀土鹽濃度為0. 05克/升，丙ニ醇濃度為300毫升/升、丙三醇濃度為300毫升/升；最后反復攪拌均勻，形成本發(fā)明的耐蝕防凍液。在加入及未加入上述耐蝕防凍液的自來水中均放置鋁合金和碳鋼試片，浸泡一段時間。在未加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面有點蝕，碳鋼表面嚴重局部腐蝕；而在加入耐蝕防凍液的自來水中，鋁合金表面光潔，碳鋼表面無明顯腐蝕痕跡。并且經(jīng)過反復試驗得出，這種耐蝕防凍液對鋁合金緩蝕效率可以達到94%，對碳鋼緩蝕效率可以達到90%。用表格表示本發(fā)明耐蝕防凍液的配方和實驗結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種耐蝕防凍液，其特征在于由苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性劑、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽、丙二醇和丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度為O. 1-2. O克/升，聚山梨酯80濃度為1-5毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為0.01-0. I克/升，高分子聚合物鹽濃度為O. 1-0. 2克/升，雜環(huán)化合物濃度為O. 05-0. 15克/升，稀土鹽濃度為O. 01-0. I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所述的耐蝕防凍液，其特征在于所述苯并三氮唑濃度為I.O克/升，聚山梨酯80濃度為3毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為O. 05克/升，高分子聚合物鹽濃度為O. 15克/升，雜環(huán)化合物濃度為O. I克/升，稀土鹽濃度為O. 05克/升，丙二醇濃度為300暈升/升,丙三醇濃度為300暈升/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的耐蝕防凍液，其特征在于所述非離子型表面活性劑為醚類衍生物。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的耐蝕防凍液，其特征在于所述高分子聚合物鹽為聚丙烯酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的耐蝕防凍液，其特征在于所述雜環(huán)化合物為吲哚衍生物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的耐蝕防凍液，其特征在于所述稀土鹽為氯化鈰。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐蝕防凍液，其制備方法如下首先通過超聲波振動使苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性劑、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物和稀土鹽完全溶解在丙二醇和丙三醇中；然后加入水，直至溶液中的苯并三氮唑濃度為O. 1-2. O克/升，聚山梨酯80濃度為1-5毫升/升，非離子型表面活性劑濃度為O. 01-0. I克/升，高分子聚合物鹽濃度為O. 1-0. 2克/升，雜環(huán)化合物濃度為O. 05-0. 15克/升，稀上鹽濃度為O. 01-0. I克/升，丙二醇濃度為150-500毫升/升、丙三醇濃度為100-450毫升/升；最后反復攪拌均勻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐蝕防凍液，由苯并三氮唑、聚山梨酯80、非離子型表面活性劑、高分子聚合物鹽、雜環(huán)化合物、稀土鹽、丙二醇和丙三醇組成，其中苯并三氮唑濃度0.1-2.0克/升，聚山梨酯80濃度1-5毫升/升，非離子型表面活性劑濃度0.01-0.1克/升，高分子聚合物鹽濃度0.1-0.2克/升，雜環(huán)化合物濃度0.05-0.15克/升，稀土鹽濃度0.01-0.1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)明采用粘度不大的丙二醇和丙三醇作為防凍液，保證了換熱效果，穩(wěn)定性好且環(huán)保；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C09K5/20GK102851003SQ201210376290
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 申請人:黃永偉