有机酸型发动机冷却液缓蚀剂的研究

发布时间：2017-04-18 10:04

  本文关键词：有机酸型发动机冷却液缓蚀剂的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：汽车工业发动机功率密度的越来越高、铝合金应用的逐渐普及、人们环保意识的不断增强,使传统的发动机冷却液面临着严峻的挑战,在使用中出现的问题也越来越突出。而目前国内使用较多的仍是无机型冷却液,其缓蚀剂配方中含有国外已经淘汰或者将要淘汰的硼酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等物质。国外研究证明,有机酸型冷却液的实际使用性能高,综合防护效果好,消耗速率低,安全环保。传统的无机盐型冷却液让位于有机酸型冷却液(OAT)是大势所趋。因此,为了满足国情追求发展,研制出一种高效低价的有机型冷却液缓蚀剂具有经济和社会效益。本文对20多种有机缓蚀剂的缓蚀性能进行测试,并在此基础上对一元酸和二元酸进行复配,并结合其他添加剂配制成冷却液配方,实验室条件下测试并评价冷却液的缓蚀性能。通过研究得到以下结论:1、采用电化学极化法,以水-乙二醇体系为介质,测试20多种有机缓蚀剂单一使用时的缓蚀性能,并筛选出对铜、黄铜、碳钢、铸铁、铸铝、焊锡六种金属有效的缓蚀剂。结果表明,苯三唑类是铜系金属的特效缓蚀剂;苯甲酸钠对钢的缓蚀效果最好,异辛酸、癸二酸、甲基苯并三氮唑也对钢有一定的缓蚀效果;异辛酸对铁的缓蚀效果最明显;对焊锡作用明显的缓蚀剂为苯甲酸钠;铸铝的防腐蚀比较困难,在试验范围内,仅庚酸对其有缓蚀作用。总之,单一缓蚀剂难以实现对多种金属的全面腐蚀防护。2、以苯甲酸钠与癸二酸、异辛酸与癸二酸进行复配,以水-乙二醇体系为介质,采用电化学极化法,测试复配体系的缓蚀性能,探讨了使用环境的pH、苯甲酸钠用量、异辛酸用量、苯甲酸钠/癸二酸摩尔比、异辛酸/癸二酸摩尔比、BTA含量、其他添加剂等对缓蚀效果的影响。结果表明,苯甲酸钠含量0.6wt%、苯甲酸钠/癸二酸摩尔比为5.9时协同效果最好,能够同时实现对六种金属的缓蚀;苯甲酸钠含量过高或过低,苯甲酸钠/癸二酸摩尔比过大或过小,都不利于达到缓蚀效果;在苯甲酸钠/癸二酸体系中,苯三唑的缓蚀效果优于甲苯三唑;而异辛酸/癸二酸复配的体系难以在同一摩尔比实现对多种金属的缓蚀;在苯甲酸钠/癸二酸/苯三唑体系中添加甲基叔丁基醚、二甘醇甲醚、对羟基苯甲醚、丙三醇能够进一步提高铝的缓蚀效果。3、以苯甲酸钠/癸二酸/苯三唑复配体系作为缓蚀剂,外加其他冷却液添加剂,采用电化学极化法、玻璃器皿腐蚀失重法,测试了-25号乙二醇型冷却液的缓蚀性能,并探讨了缓蚀剂用量、染料、消泡剂等对冷却液缓蚀性能的影响。最终通过优化确定了性能优异的缓蚀剂配方,该配方具有良好的腐蚀抑制性、长效性、储存稳定性、抗硬水能力,环保安全且价格低廉,性能指标可媲美国外产品。
【关键词】：发动机冷却液 有机酸 缓蚀剂
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 文献综述10-24
• 1.1 发动机冷却系统10-11
• 1.2 发动机冷却液11-15
• 1.2.1 冷却液简介11-12
• 1.2.2 冷却液的组成与功能12-13
• 1.2.3 冷却液的分类13-14
• 1.2.4 冷却液技术标准及性能测试方法14-15
• 1.2.5 缓蚀——冷却液的重点15
• 1.3 金属的腐蚀15-16
• 1.3.1 金属腐蚀概述15-16
• 1.3.2 金属腐蚀的控制与防护16
• 1.4 缓蚀剂16-22
• 1.4.1 缓蚀剂16-17
• 1.4.2 缓蚀剂的发展历程17
• 1.4.3 缓蚀剂的分类17-18
• 1.4.4 缓蚀剂的选用原则18
• 1.4.5 缓蚀剂的评价方法18-20
• 1.4.5.1 电化学极化测试18-19
• 1.4.5.2 玻璃器皿腐蚀失重19-20
• 1.4.6 有机酸型缓蚀剂的研究发展现状20-22
• 1.4.7 有机酸型缓蚀剂的缓蚀机理22
• 1.5 本文研究内容22-24
• 第二章 单一有机物的缓蚀性能探讨24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 实验部分24-26
• 2.2.1 实验试剂24-25
• 2.2.2 实验仪器25
• 2.2.3 实验方法25-26
• 2.2.3.1 试样的制备25-26
• 2.2.3.2 测试液相的配制26
• 2.2.3.3 动电位扫描法26
• 2.2.3.4 玻璃器皿腐蚀测试26
• 2.3 结果与讨论26-31
• 2.3.1 铜系金属的特效缓蚀剂27-28
• 2.3.2 铁系金属的有效缓蚀剂28-30
• 2.3.3 焊锡的有效缓蚀剂30-31
• 2.3.4 铸铝的有效缓蚀剂31
• 2.4 本章小结31-33
• 第三章 有机缓蚀剂复配体系缓蚀性能的电化学评价33-66
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-34
• 3.2.1 实验试剂33-34
• 3.2.2 实验仪器34
• 3.2.3 实验方法34
• 3.2.3.1 试样的制备34
• 3.2.3.2 测试液相的配制34
• 3.2.3.3 动电位扫描法34
• 3.3 结果与讨论34-64
• 3.3.1 pH对苯甲酸钠/癸二酸/苯三唑体系的影响34-36
• 3.3.2 pH对苯甲酸钠/癸二酸/甲苯三唑体系的影响36-38
• 3.3.3 BTA含量对苯甲酸钠/癸二酸体系缓蚀性能的影响38-40
• 3.3.4 苯甲酸钠/癸二酸不同摩尔比对缓蚀性能的影响40-50
• 3.3.4.1 苯甲酸钠 0.2wt%时摩尔比的影响40-42
• 3.3.4.2 苯甲酸钠 0.4wt%时摩尔比的影响42-44
• 3.3.4.3 苯甲酸钠 0.6wt%时摩尔比的影响44-46
• 3.3.4.4 苯甲酸钠 0.8wt%时摩尔比的影响46-48
• 3.3.4.5 苯甲酸钠 1.0wt%时摩尔比的影响48-50
• 3.3.5 pH对异辛酸/癸二酸/苯三唑体系的影响50-52
• 3.3.6 异辛酸/癸二酸不同摩尔比的影响52-60
• 3.3.6.1 异辛酸 0.2wt%时摩尔比的影响52-54
• 3.3.6.2 异辛酸 0.4wt%时摩尔比的影响54-56
• 3.3.6.3 异辛酸 0.6wt%时摩尔比的影响56-58
• 3.3.6.4 异辛酸 0.8wt%时摩尔比的影响58-60
• 3.3.7 针对铸铝缓蚀剂配方的探讨60-64
• 3.3.7.1 缓蚀剂种类对铝效果的影响60-61
• 3.3.7.2 二甘醇甲醚含量的影响61-62
• 3.3.7.3 甲基叔丁基醚含量的影响62
• 3.3.7.4 对羟基苯甲醚含量的影响62-63
• 3.3.7.5 丙三醇含量的影响63-64
• 3.4 本章小结64-66
• 第四章 冷却液的配制及性能研究66-80
• 4.1 引言66
• 4.2 实验部分66-68
• 4.2.1 实验试剂66
• 4.2.2 实验仪器66
• 4.2.3 实验方法66-68
• 4.2.3.1 玻璃器皿腐蚀失重法66-67
• 4.2.3.2 交流阻抗法67-68
• 4.3 结果与讨论68-79
• 4.3.1 空白试验68
• 4.3.2 苯三唑单独使用时的缓蚀性能68-69
• 4.3.3 苯甲酸钠含量的影响69-70
• 4.3.4 苯三唑含量的影响70-72
• 4.3.5 甲基叔丁基醚的影响72
• 4.3.6 丙三醇的影响72-73
• 4.3.7 苯甲酸钠/癸二酸含量浮动的影响73-74
• 4.3.8 消泡剂含量的影响74-75
• 4.3.9 染料的影响75-76
• 4.3.10 与国外缓蚀剂的对比76-77
• 4.3.11 缓蚀剂缓蚀机理的探讨77-79
• 4.4 本章小结79-80
• 结论80-81
• 参考文献81-87
• 致谢87-88
• 攻读硕士研究生期间已发表及待发表的相关论文88-91
• 青岛科技大学研究生学位论文电子版提交单91

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