在防凍液的配方體系中,無(wú)機(jī)與有機(jī)化工原料通過(guò)協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)低溫防凍、高溫防沸、防腐防銹等核心功能,常用原料可分為以下幾類:
一、核心防凍成分(基礎(chǔ)液)
這類原料是防凍液的主體,通過(guò)降低冰點(diǎn)、提升沸點(diǎn)發(fā)揮基礎(chǔ)作用。
1.乙二醇:最常用的基礎(chǔ)原料,占防凍液配方的 30%-60%。與水混合后可顯著降低冰點(diǎn)(如50%濃度時(shí)冰點(diǎn)約-37℃),同時(shí)提升沸點(diǎn)至108℃以上,適用于絕大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)。
2.丙二醇:毒性低于乙二醇,生物降解性好,常用于對(duì)環(huán)保要求高的場(chǎng)景(如食品加工設(shè)備、地暖系統(tǒng)),冰點(diǎn)抑制效果略遜于乙二醇,同等濃度下冰點(diǎn)約高 2-3℃。
3.甲醇/乙醇:雖能降低冰點(diǎn),但沸點(diǎn)低(64℃/78℃),易揮發(fā)導(dǎo)致濃度下降,僅在臨時(shí)應(yīng)急或低要求場(chǎng)景中使用,主流防凍液已較少采用。
乙二醇 | 丙二醇 |
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二、防銹緩蝕劑
防止金屬冷卻系統(tǒng)(鑄鐵、鋼、鋁、銅等)被腐蝕,是防凍液的關(guān)鍵功能助劑,以無(wú)機(jī)化合物為主。
1.磷酸鹽(磷酸三鈉/磷酸氫二鈉):通過(guò)在金屬表面形成鈍化膜抑制腐蝕,尤其對(duì)鋼和鑄鐵效果顯著,但過(guò)量可能導(dǎo)致水垢生成,需與其他緩蝕劑復(fù)配。
2.硅酸鹽(硅酸鈉/硅酸鉀):對(duì)鋁及鋁合金有特效防銹作用,能形成致密的硅氧保護(hù)膜,避免鋁制水箱腐蝕,但易受高溫水解影響,需添加穩(wěn)定劑(如鉬酸鹽)。
3.硼酸鹽(硼酸/硼砂):兼具緩蝕與 pH 緩沖功能,對(duì)銅、黃銅等有色金屬保護(hù)效果突出,與硅酸鹽協(xié)同使用可拓寬防銹范圍。
4.亞硝酸鹽(亞硝酸鈉):對(duì)鋼鐵防銹效果優(yōu)異,但具有致癌性,且會(huì)加速鋁的腐蝕,在歐美等地區(qū)已被限制使用,國(guó)內(nèi)部分工業(yè)防凍液中仍有應(yīng)用。
5.鉬酸鹽(鉬酸鈉):環(huán)保型緩蝕劑,通過(guò)氧化作用形成鈍化膜,對(duì)多種金屬有效,常替代亞硝酸鹽,但成本較高。
磷酸三鈉 | 磷酸氫二鈉 | 硅酸鈉 | 亞硝酸鈉 |
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三、pH 調(diào)節(jié)劑與緩沖劑
維持防凍液 pH 在 8.0-10.0 的弱堿性范圍,避免酸性腐蝕,同時(shí)穩(wěn)定緩蝕劑效能。
1.氫氧化鈉/氫氧化鉀:用于調(diào)節(jié) pH 至目標(biāo)范圍,確保堿性環(huán)境,增強(qiáng)防銹劑活性。
2.硼酸/硼砂:除緩蝕外,通過(guò)硼酸根離子的水解平衡緩沖 pH 波動(dòng),防止因外界污染(如滲入雨水)導(dǎo)致的 pH 驟降。
氫氧化鈉 | 氫氧化鉀 | 硼酸 | 硼砂 |
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四、消泡劑與抗泡劑
減少冷卻系統(tǒng)循環(huán)中因攪拌產(chǎn)生的氣泡,避免氣泡附著金屬表面引發(fā)局部腐蝕(氣蝕)。
1.硅酸鈉:兼具消泡與防銹功能,通過(guò)降低液體表面張力抑制氣泡生成,是低成本無(wú)機(jī)消泡成分,常與有機(jī)消泡劑(如聚硅氧烷)復(fù)配使用。
五、著色劑
無(wú)機(jī)顏料為主,用于區(qū)分防凍液類型(如不同冰點(diǎn)、用途),同時(shí)便于觀察泄漏。
1.熒光素鈉:無(wú)機(jī)熒光著色劑,使防凍液呈現(xiàn)熒光綠、粉色等,兼具一定的檢漏功能,化學(xué)穩(wěn)定性好,不影響其他成分效能。