專利名稱：一種抑制鎂合金在汽車發(fā)動機(jī)冷卻液中腐蝕的緩蝕劑配方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制鎂合金在乙二醇型汽車?yán)鋮s液中腐蝕的緩蝕劑配方，在緩蝕 劑作用下在鎂合金表面形成針狀致密的薄膜，增強(qiáng)鎂合金的耐腐蝕能力，是一種新型、高性 能、綠色環(huán)保的抑制鎂合金在乙二醇型汽車發(fā)動機(jī)冷卻液中腐蝕的緩蝕劑配方。屬精細(xì)化 工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，鎂合金的用量在世界范圍內(nèi)的年增長率高達(dá)20 %。目前中國是世界上第 一大鎂生產(chǎn)國，中國的鎂產(chǎn)量已占全球的75%以上。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異不斷向前 發(fā)展以及新工業(yè)領(lǐng)域的不斷涌現(xiàn)，鎂的用途也越來越廣泛，需求量與日俱增，在國民經(jīng)濟(jì)中 發(fā)揮著越來越重要的作用。鎂合金是最輕的實(shí)用金屬結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于航天器、航空器和火箭導(dǎo)彈制造 工業(yè)。鎂合金比強(qiáng)度高于鋁合金和鋼，略低于比強(qiáng)度最高的纖維增強(qiáng)塑料，比剛度與鋁合金 和鋼相當(dāng)，遠(yuǎn)高于纖維增強(qiáng)塑料，還具有較高的減震能力和磁屏蔽性，在受沖擊載荷時能吸 收較大的能量，還具有良好的吸熱性能，因此鎂合金在汽車行業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。在 汽車上應(yīng)用鎂合金具有17%到20%減重潛力，汽車質(zhì)量每減少10%，燃油消耗可降低6% 到8 %。使用鎂合金發(fā)動機(jī)組不僅更靈活輕便，起動機(jī)制能更好，可以有效減輕汽車的重量， 提高燃油利用率，降低環(huán)境污染，對實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。乙二醇型發(fā)動機(jī)冷卻液可以抑制腐蝕和結(jié)垢，同時因冰點(diǎn)低、沸點(diǎn)高，又可全年使 用，所以已在汽車上廣泛使用。但是在用乙二醇溶液(本身含有水)做冷卻介質(zhì)的情況下， 而乙二醇又會因?yàn)榉纸猱a(chǎn)生各種產(chǎn)物，如乙二醇醛、乙二醇酸、乙二醛、乙二醛酸、乙二酸 (草酸)等，雖然上述物質(zhì)是很弱的有機(jī)酸，但溫度較高時，化學(xué)性質(zhì)比較活潑的鎂及鎂合 金材料上在上述物質(zhì)中將產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。為此人們選用緩蝕劑來防止鎂及鎂合金在乙二醇 型發(fā)動機(jī)冷卻液中的腐蝕，但是目前已經(jīng)開發(fā)出來的應(yīng)用于抑制鎂合金在乙二醇型發(fā)動機(jī) 冷卻液中的緩蝕劑主要為價格低廉的鉬酸鹽與傳統(tǒng)硅酸鹽、磷酸鹽和鉻酸鹽等的無機(jī)鹽體 系。其中，硅酸鹽易產(chǎn)生膠凝物質(zhì)從而影響其緩蝕作用效果，而磷酸鹽和鉻酸鹽對環(huán)境具有 較大的污染，尤其六價鉻離子對人體有致癌作用，其在美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)最危險材料 表中是排名第17位的劇毒材料，工業(yè)上已經(jīng)在逐漸減少其應(yīng)用。隨著國內(nèi)外法律法規(guī)對六價鉻等有毒有害物質(zhì)使用的限制和人們環(huán)保意識的增 強(qiáng)，開展新型綠色環(huán)保緩蝕劑已成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明提供了一種抑制鎂合金在乙二醇型汽車發(fā)動機(jī)冷卻液中腐蝕的 新型、高性能、綠色環(huán)保的緩蝕劑配方，其目的是在不污染環(huán)境的前提下，能有效地抑制鎂 合金在乙二醇型汽車發(fā)動機(jī)冷卻液中的腐蝕，使鎂合金在汽車工業(yè)中的發(fā)動機(jī)制造方面能 得到更廣闊的應(yīng)用。
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本發(fā)明提供的緩蝕劑配方中包括氟化鈉、鉬酸鈉等無機(jī)鹽和六次甲基四胺、苯并 三唑和十二烷基苯磺酸鈉等有機(jī)物；其配方如下所述的氟化鈉能在各種環(huán)境介質(zhì)中，在鎂合金表面有效地形成氟化鎂保護(hù)膜，隔 離鎂合金基材和腐蝕介質(zhì)的接觸。所述的鉬酸鈉極易與其他物質(zhì)發(fā)生協(xié)同作用，在鎂合金表面成膜，能夠減小乙二 醇及其分解產(chǎn)物對鎂合金的腐蝕。所述的六次甲基四胺作為工業(yè)上常用的緩蝕劑，具有化學(xué)吸附作用，單獨(dú)作用時 對鎂合金也具有較好的抑制腐蝕。所述的苯并三唑包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巰基苯并噻唑，首選苯并三 唑、甲基苯并三唑，具有很好的表面螯合效應(yīng)。所述的十二烷基苯磺酸鈉本身作為常用的表面活性劑，不僅可以提高其他緩蝕劑 成分之間的協(xié)同作用，而且其本身就具有一定緩蝕作用。具體步驟如下(1)將0. 1 20%氟化鈉、0. 1 20%鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均 勻備用；(2)將0. 1 10%六次甲基四胺、0. 1 5%十二烷基苯磺酸鈉、0. 1 5%苯并三 唑加入(1)項物料中繼續(xù)攪拌，待物料混合均勻備用；(3)將去離子水在30分鐘內(nèi)加入(2)項物料中繼續(xù)攪拌，待物料混合均勻，即為緩 蝕劑成品。本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)如下本發(fā)明緩蝕劑配方由于不含六價鉻(鉻酸鹽)、亞硝酸鹽及磷酸鹽等有毒有害物 質(zhì)，對環(huán)境沒有污染；且緩蝕劑不含硅酸鹽及其穩(wěn)定劑，成份簡單，易于控制，成分不易分 解，工藝穩(wěn)定。本發(fā)明在鎂及鎂合金表面形成的為針狀、致密的保護(hù)性薄膜，使鎂及鎂合金獲得 優(yōu)越的耐蝕性能。本發(fā)明原料易得，充分利用無機(jī)鹽和有機(jī)物的協(xié)同作用，大大降低了有機(jī)物的使 用量，使得成本低，易實(shí)施，易推廣，適于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1為實(shí)施例1緩蝕劑時所制備的鎂合金表面的1000倍掃描電鏡圖(在20kV下 操作的日立S-4700型掃描電子顯微鏡)。圖2為實(shí)施例1緩蝕劑時所制備的鎂合金表面的10000倍掃描電鏡圖(在20kV化學(xué)組成氟化鈉鉬酸鈉
重量百分?jǐn)?shù) 0. 1 20% 0. 1 20% 0. 1 10% 0. 1 5% 0. 1 5%六次甲基四胺苯并三唑十二烷基苯磺酸鈉去離子水
余里ο下操作的日立S-4700型掃描電子顯微鏡)。圖3為實(shí)施例1緩蝕劑時所制備的鎂合金表面的20000倍掃描電鏡圖(在20kV 下操作的日立S-4700型掃描電子顯微鏡)。圖4是實(shí)施例1所使用的AZ91D鎂合金在乙二醇溶液(體積濃度為50%)和加有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的緩蝕劑的乙二醇溶液(體積濃度為50%)中的極化曲線比較。其中(1) 乙二醇溶液，(2)加有緩蝕劑的乙二醇溶液。圖5是實(shí)施例2所使用的AZ91D鎂合金在乙二醇溶液(體積濃度為10% )和加有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的緩蝕劑的乙二醇溶液(體積濃度為10% )中的極化曲線比較。其中(1) 乙二醇溶液，(2)加有緩蝕劑的乙二醇溶液。圖6是實(shí)施例3所使用的AZ91D鎂合金在乙二醇溶液(體積濃度為90%)和加有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的緩蝕劑的乙二醇溶液(體積濃度為90%)中的極化曲線比較。其中(1) 乙二醇溶液，(2)加有緩蝕劑的乙二醇溶液。圖7是實(shí)施例4所使用的AZ91D鎂合金在乙二醇溶液(體積濃度為10% )和加有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的緩蝕劑的乙二醇溶液(體積濃度為10% )中的極化曲線比較。其中(1) 乙二醇溶液，(2)加有緩蝕劑的乙二醇溶液。圖8是實(shí)施例5所使用的AZ91D鎂合金在乙二醇溶液(體積濃度為10% )和加有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的緩蝕劑的乙二醇溶液(體積濃度為10% )中的極化曲線比較。其中(1) 乙二醇溶液，(2)加有緩蝕劑的乙二醇溶液。圖9是實(shí)施例6所使用的AZ91D鎂合金在乙二醇溶液(體積濃度為10% )和加有 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的緩蝕劑的乙二醇溶液(體積濃度為10% )中的極化曲線比較。其中(1) 乙二醇溶液，(2)加有緩蝕劑的乙二醇溶液。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 ；將4克氟化鈉、4克鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均勻后，再將2克六次 甲基四胺、1克十二烷基苯磺酸鈉和1克苯并三唑加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌，待 物料混合均勻后，再取8毫升去離子水在30分鐘內(nèi)加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌， 待物料攪拌混合均勻，即得到產(chǎn)品。將所得產(chǎn)品添加到980毫升的體積濃度為50%的乙二 醇溶液中，得到汽車發(fā)動機(jī)冷卻液。實(shí)施例2 將4克氟化鈉、4克鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均勻后，再將2克六次 甲基四胺、1克十二烷基苯磺酸鈉和1克苯并三唑加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌，待 物料混合均勻后，再取8毫升去離子水在30分鐘內(nèi)加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌， 待物料攪拌混合均勻，即得到產(chǎn)品。將所得產(chǎn)品添加到980毫升的體積濃度為10%的乙二 醇溶液，得到汽車發(fā)動機(jī)冷卻液。實(shí)施例3:將4克氟化鈉、4克鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均勻后，再將2克六次 甲基四胺、1克十二烷基苯磺酸鈉和1克苯并三唑加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌，待 物料混合均勻后，再取8毫升去離子水在30分鐘內(nèi)加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌，待物料攪拌混合均勻，即得到產(chǎn)品。將所得產(chǎn)品添加到980毫升的體積濃度為90%的乙二 醇溶液，得到汽車發(fā)動機(jī)冷卻液。實(shí)施例4 將2克氟化鈉、2克鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均勻后，再將1克六次 甲基四胺、0. 5克十二烷基苯磺酸鈉和0. 5克苯并三唑加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪 拌，待物料混合均勻后，再取4毫升去離子水在30分鐘內(nèi)加入上述混合均勻的物料中繼續(xù) 攪拌，待物料攪拌混合均勻，即得到產(chǎn)品。將所得產(chǎn)品添加到990毫升的體積濃度為10%的 乙二醇溶液，得到汽車發(fā)動機(jī)冷卻液。實(shí)施例5 將6克氟化鈉、6克鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均勻后，再將3克六次 甲基四胺、1. 5克十二烷基苯磺酸鈉和1. 5克苯并三唑加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪 拌，待物料混合均勻后，再取12毫升去離子水在30分鐘內(nèi)加入上述混合均勻的物料中繼續(xù) 攪拌，待物料攪拌混合均勻，即得到產(chǎn)品。將所得產(chǎn)品添加到970毫升的體積濃度為10%的 乙二醇溶液，得到汽車發(fā)動機(jī)冷卻液。實(shí)施例6 將8克氟化鈉、8克鉬酸鈉同時加入燒杯中攪拌，待物料混合均勻后，再將4克六次 甲基四胺、2克十二烷基苯磺酸鈉和2克苯并三唑加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌，待 物料混合均勻后，再取16毫升去離子水在30分鐘內(nèi)加入上述混合均勻的物料中繼續(xù)攪拌， 待物料攪拌混合均勻，即得到產(chǎn)品。將所得產(chǎn)品添加到960毫升的體積濃度為10%的乙二 醇溶液，得到汽車發(fā)動機(jī)冷卻液。
權(quán)利要求
一種抑制鎂合金在汽車發(fā)動機(jī)冷卻液中腐蝕的緩蝕劑配方，其特征在于，配方如下化學(xué)組成重量百分?jǐn)?shù)氟化鈉 0.1～20％鉬酸鈉 0.1～20％六次甲基四胺0.1～10％苯并三唑0.1～5％十二烷基苯磺酸鈉0.1～5％去離子水余量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抑制鎂合金在乙二醇型汽車?yán)鋮s液中腐蝕的緩蝕劑配方。該配方包括0.1～20％氟化鈉、0.1～20％鉬酸鈉等無機(jī)鹽和0.1～10％六次甲基四胺、0.1～5％苯并三唑和0.1～5％十二烷基苯磺酸鈉等有機(jī)物，余量的去離子水。鎂及鎂合金在加有該緩蝕劑的乙二醇溶液中，其表面上可形成針狀、均勻致密的薄膜，從而獲得優(yōu)越的耐蝕性能。此外該緩蝕劑具有很高的緩蝕效率。本發(fā)明能夠很好地解決現(xiàn)在常用的乙二醇型汽車?yán)鋮s液中加入的鉻酸鹽、磷酸鹽、亞硝酸鹽等有毒有害物質(zhì)對環(huán)境的嚴(yán)重污染和危害人體健康等方面存在的問題，也簡化了常用的硅酸鹽及其穩(wěn)定劑復(fù)配的有機(jī)鹽體系，大大降低了生產(chǎn)與使用成本。
文檔編號C23F11/16GK101922009SQ20101024914
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者左禹, 江珊, 熊金平 申請人:北京化工大學(xué)