本發(fā)明屬于抗凍劑，具體涉及一種耐極寒抗高壓抗凍劑及其制備方法與其優(yōu)良的物理性質在智慧能源清潔供熱間接循環(huán)系統(tǒng)以及其他抗凍、耐腐蝕等多功能需求的能源交換系統(tǒng)方面的應用。

背景技術：

1、抗凍劑（antifreeze?agents），全稱防凍冷卻液，是一種有機混合物材料，是一種具有防凍功能的冷卻液?？箖鰟┑闹饕饔檬墙档退谋c和提高沸點來確保發(fā)動機冷卻系統(tǒng)中的液體正常運作，避免散熱器和凍壞發(fā)動機氣缸體或蓋體脹裂，進而確保發(fā)動機在極寒和炎熱的天氣都能夠正常運行。此外，優(yōu)良的抗凍劑還具有防腐蝕、防銹和防水垢的功能，能夠有效延長冷卻系統(tǒng)組件的使用壽命。其中丙二醇型抗凍劑是一種采用丙二醇作為主要成分的抗凍劑，丙二醇由于其無色、無味、無毒且具有吸濕粘稠的物理特性，成為制備具有良好的防凍性能和熱傳導性能抗凍劑的首選材料。與傳統(tǒng)的乙二醇型抗凍劑相比，丙二醇型抗凍劑在抗腐蝕性、毒性和生物降解方面具有更明顯的優(yōu)勢。丙二醇型抗凍劑的冰點能夠低至-50.0?℃，沸點高達187.0?℃，因而在極端惡劣的氣候條件下任然保持穩(wěn)定的運作性能。此外，丙二醇抗凍劑具有重負荷冷卻液的性能特征，適用于各種汽車、卡車等機動車輛，并且具有生物可降解產品，對人體和環(huán)境安全無害，在使用的同時能夠有效的減少經濟成本和對環(huán)境的污染度，符合綠色環(huán)?？沙掷m(xù)的發(fā)展理念。然而，丙二醇型抗凍劑目前研發(fā)上市的問題中還有亟待解決的問題，如運動粘度較高導致工作系統(tǒng)的循環(huán)阻力增大，系統(tǒng)耗能增大，而目前出現(xiàn)的相應解決方法多是采用降粘劑等相關試劑，其額外組分添加會導致工作系統(tǒng)的消耗負擔加重，增加成本的同時也降低了發(fā)動機等運轉器械的使用壽命。此外，更好的解決機械管道的腐蝕性問題以及非金屬相容性差的問題也是目前迫切需要優(yōu)化的技術難關。因此，開發(fā)一種低溫下性能好、綜合導熱能力強、運動粘度低、耐腐蝕性好、非金屬相容性良好以及綠色環(huán)保的丙二醇型抗凍劑具有十分重要的科研意義以及實用價值。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐極寒抗高壓的新型抗凍劑的合成方法。該方法合成步驟簡單，為開發(fā)丙二醇型抗凍劑提供了一種經濟、環(huán)保和高效的途徑，從而解決上述背景技術中提出的技術問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

3、一種耐極寒抗高壓抗凍劑，包括以下質量比原料：

4、40.0﹣60.0?%的丙二醇、1.0?%的苯丙三氮唑、1.0?%的甲基苯丙三氮唑、3.0?%的癸二酸、1.5?%的三元聚羧酸、1.5?%的苯甲酸鈉、0.2?%的氫氧化鉀以及31.8﹣51.8?%去離子水。

5、更優(yōu)選的實施方案包括：一種耐極寒抗高壓抗凍劑，包括以下質量比原料：

6、50.0?%的丙二醇、1.0?%的苯丙三氮唑、1.0?%的甲基苯丙三氮唑、3.0?%的癸二酸、1.5?%的三元聚羧酸、1.5?%的苯甲酸鈉、0.2?%的氫氧化鉀以及41.8?%去離子水。

7、本發(fā)明還公開了一種耐極寒抗高壓抗凍劑的制備方法，包括以下步驟：

8、步驟一：將質量比為40.0﹣60.0?%的丙二醇、1.0?%的苯丙三氮唑、1.0?%的甲基苯丙三氮唑、3.0?%的癸二酸、1.5?%的三元聚羧酸、1.5?%的苯甲酸鈉以及0.2?%的氫氧化鉀依次加入到31.8﹣51.8?%去離子水中攪拌調和；

9、步驟二：將步驟一制備的混合溶劑，攪拌完成再經過冷卻過濾操作后，即得一種耐極寒抗高壓抗凍劑。

10、更優(yōu)選的實施方案包括：一種耐極寒抗高壓抗凍劑的制備方法，包括以下步驟：

11、步驟一：將質量比為50.0?%的丙二醇、1.0?%的苯丙三氮唑、1.0?%的甲基苯丙三氮唑、3.0?%的癸二酸、1.5?%的三元聚羧酸、1.5?%的苯甲酸鈉以及0.2?%的氫氧化鉀依次加入到41.8?%去離子水中攪拌調和；

12、步驟二：將步驟一制備的混合溶劑，攪拌完成后再經過冷卻過濾操作后，即得一種耐極寒抗高壓抗凍劑。

13、優(yōu)選的，步驟二攪拌溫度為50.0﹣60.0?℃，攪拌反應時間為40﹣60?min。

14、優(yōu)選的，步驟二中ph調節(jié)至7.0﹣8.0。

15、本發(fā)明還公開一種耐極寒抗高壓抗凍劑的應用，包括上述一種耐極寒抗高壓抗凍劑。

16、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明提供了一種耐極寒抗高壓的抗凍劑的合成方法，在一般的配方中，丙二醇型抗凍劑通常采用40.0?%的丙二醇、50.0?%的純凈水以及10.0?%的其他物質混合而成。本發(fā)明中的苯丙三氮唑和甲基苯丙三氮唑各1.0?%配比的添加，在使用時可以滲透到金屬部件的表面并形成一層保護膜，在抑制金屬表明氧化反應的同時，能夠有效地保護金屬表面，有效防止金屬（如cu、fe、ag等）的腐蝕和銹蝕。此外，苯丙三氮唑和甲基苯丙三氮唑能與工作系統(tǒng)中出現(xiàn)的金屬離子形成穩(wěn)定的配位鍵，在降低抗凍劑的流動阻力的同時形成的螯合物更利于環(huán)境保護，還可以在一定程度上提高金屬的耐磨性和抗磨損性能，防止金屬的分解和降解，進而延長抗凍劑的使用壽命。而抗凍劑中的癸二酸和三元聚羧酸能夠降低水的冰點使其在極寒環(huán)境中也能保持相對較好的流動狀態(tài)，同時也具有一定的緩蝕作用，在減小發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和水泵、水管等部件受損的同時，進一步有效防止金屬部件的腐蝕，有助于延長發(fā)動機及其冷卻系統(tǒng)零部件的使用壽命。

18、此外，三元聚羧酸還具有優(yōu)良的消泡性能，能有效抑制抗凍劑中的泡沫生成，減少泡沫對冷卻系統(tǒng)的影響，提高抗凍劑的穩(wěn)定性能。值得一提的是，抗凍劑中食用級材料苯甲酸鈉的添加能夠有效抑制霉菌、細菌等微生物在抗凍劑中的生長，抗菌防霉的同時也可以起到降低水的冰點的作用，而氫氧化鉀的添加，與水分子結合形成的氫氧化鉀水合物在降低水的冰點方面，也能夠起到提高抗凍劑的防凍性能。此外氫氧化鉀還可以調節(jié)抗凍劑的酸堿度，使其保持在適宜的范圍，減緩對金屬零部件的腐蝕，延長使用壽命；并且氫氧化鉀作為強堿的一種，可以與工作系統(tǒng)中再生的fe2+、ca2+、mg2+等金屬離子結合，形成不易沉淀的鹽，因而有效抑制水垢的生成，從而起到保護散熱器、水泵等設備的作用。綜上所述，本發(fā)明高效地構建了一種耐極寒抗高壓的抗凍劑材料。運動粘度低，流動性好，綜合但熱能力強，寬溫度區(qū)使用地域更廣，能夠滿足-50.0﹣180.0?℃系統(tǒng)的使用需求。并且具有超強的耐腐蝕性，針對不同系列的鑄鋁、銅、碳鋼、鍍鋅等多種常見金屬具有良好的緩釋作用。

19、除此之外，本發(fā)明制得的耐極寒抗高壓抗凍劑還具有良好的非金屬相容性，對橡膠、硅膠、pp、ppr、pvc、per等多種常見非金屬管道與密封材料都具有良好有效的相容性。值得一提的是，本發(fā)明中涉及到的醫(yī)藥級材料丙二醇、苯丙三氮唑、甲基苯丙三氮唑、癸二酸、三元聚羧酸、苯甲酸鈉（食用級）以及氫氧化鉀均具有環(huán)保性能，無硝酸鹽、鉻酸鹽和鉬酸鹽等毒性材料，對環(huán)境和人體無害，綠色易降解，符合當今社會對環(huán)保的要求，具有良好的應用價值和應用前景。

技術特征：

1.一種耐極寒抗高壓抗凍劑，其特征在于，包括以下質量比原料：

2.一種耐極寒抗高壓抗凍劑，其特征在于，包括以下質量比原料：

3.一種耐極寒抗高壓抗凍劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.一種耐極寒抗高壓抗凍劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

5.根據(jù)權利要求3或4所述的一種耐極寒抗高壓抗凍劑的制備方法，其特征在于：步驟二攪拌溫度為50.0﹣60.0?℃，攪拌反應時間為40﹣60?min。

6.根據(jù)權利要求3或4所述的一種耐極寒抗高壓抗凍劑的制備方法，其特征在于：步驟二中ph調節(jié)至7.0﹣8.0。

7.一種耐極寒抗高壓抗凍劑的應用，包括權利要求1所述的一種耐極寒抗高壓抗凍劑。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種耐極寒抗高壓抗凍劑的應用，其特征在于：用于發(fā)動機或內燃機或供熱間接循環(huán)系統(tǒng)或能源交換系統(tǒng)。

技術總結
本發(fā)明涉及抗凍劑技術領域，具體提出了一種耐極寒抗高壓抗凍劑及其制備方法與應用，該抗凍劑包括以下質量比原料：40.0%﹣60.0%的丙二醇、1.0%的苯丙三氮唑、1.0%的甲基苯丙三氮唑、3.0%的癸二酸、1.5%的三元聚羧酸、1.5%的苯甲酸鈉、0.2%的氫氧化鉀以及31.8﹣51.8%去離子水。本發(fā)明提供的一種耐極寒抗高壓抗凍劑，適用于當下多種機械的使用要求，智慧能源清潔供熱間接循環(huán)系統(tǒng)以及其他抗凍、耐腐蝕等多功能需求的能源交換系統(tǒng)方面具有良好的應用價值和運營前景，克服了現(xiàn)有的丙二醇型抗凍劑低溫下性能下降、綜合導熱能力差、運動粘度較高、對機械管道的腐蝕性強、非金屬相容性差以及環(huán)境污染等問題。

技術研發(fā)人員：王杰
受保護的技術使用者：安徽三湖新材料科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/9