汽车防冻液的质量检测和研究分析

汽车防冻液的质量检测和研究分析

张业荣

佛山德联汽车用品有限公司， 528200

摘要：文章就国内外汽车防冻液的研究以及发展趋势进行阐述，分析并指出汽车防冻液以后的发展方向，并对国内外汽车防冻液的现状做出说明，对未来的发展做了详细的叙述。将防冻冷却液依照试剂组成，分为以无机盐为主的常规防冻液和以有机酸为主的防冻液。普通防冻液中含有对生命和环境十分有害的物质成分，而有机酸长效型环保防冻液的配方都是用在高档汽车上的，由于价格昂贵，所以在应用方面受到了限制。为了解决以上出现的问题，开发了新型防冻液，这种防冻液是有机酸和无机盐相结合的产品，它的优点是经济、高效和环保。新开发的防冻液产品，符合汽车防冻液质量、效能等各方面要求，可广泛应用于各种中高档汽车。

关键词：汽车防冻液；质量；研究；环保

一、防冻液的构成及作用

防冻液作为内燃机循环冷却系统的冷却媒介, 其主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等多种添加剂组成，合格的防冻液不仅要有良好的防冻、防蚀、防垢和防沸的作用, 而且还应该有外观色泽透明、无机械杂质、无毒或低毒、药效持久、贮存期长等特点，它能在冷却系统内连续工作2-3年不发生变质。

防冻液的保护作用：首先，对冷却系统的部件起到防腐保护作用。其次能防止水垢，有效避免降低散热器的散热作用。最后使发动机在正常温度范围之内工作。所以，发动机的防冻液，必须具备防冻、防沸、防腐蚀、防水垢、无泡沫的特点，还要不能受季节变化及地域的影响。

二、防冻液的质量标准

一些先进国家为了对防冻液的质量严格把关,规定了质量标准和对应的评定方法。例如, 日本工业标准(JIS-K 2234-87)、美国标准ASTM、日本防锈技术协会标准(JACC)及英国标准等, 一部分汽车行业也制定了相应的行业标准。我国在1992 年首次制定了有关防冻液的行业标准SH0521- 92《乙二醇型发动机冷却液及其浓缩液》 , 以此来规范防冻液的各项指标, 以指导生产。

根据美国、日本及我国相关的防冻液标准, 规定了以下防冻液的各项评定项目:抗冻性(冰点)；金属腐蚀性；发泡性；水泵气穴腐蚀性；沉淀性；溶解性；密度；酸度值(pH值)；储备碱度；变色性；沸点等。为了去判断各项技术指标，各国也制定了相应的评定方法，JACC 规定:体积分数为50%的防冻液，冰点要求在-35℃以下,体积分数为30%的防冻液冰点要求为-14 ℃以下,原液的沸点为149℃。ASTM 规定:原液的密度标准为1.105 -1.130，色泽为透明、无沉淀、无杂质，能与水以任意比例混合。我国的 JT 225-1996《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》交通行业标准中的常规质量指标与以上标准基本一致。

三、无机盐型汽车防冻液的种类

3.1硅酸盐、磷酸盐、硼砂型防冻液

硅酸盐是一种具有多种功效的缓蚀剂，它是最早被应用在防冻冷却液中的配方类型，硅酸盐缓蚀剂能够很好地阻断铝金属表面发生的腐蚀现象，能对钢铁等很多金属起到很好的保护作用。硅酸盐不但缓冲作用效果比较好，而且价格非常便宜，特别适合长期广泛被应用于腐蚀防护的各个领域，此配方曾经被广泛发展，但该配方由于添加剂会随时间发生变化，导致硅酸盐的稳定性越来越差，时间久了会析出部分胶状沉淀，大大降低了其缓蚀性能，因而使用过程中，会出现由于传热效能降低所导致发动机本身因温度过高而发生损毁的现象，所以在缓蚀剂中添加了硅酸盐体系相应的稳定剂。经过长期调研结果表明，造成硅酸盐稳定性降低的主要原因是：形成的硅酸盐胶体沉淀以及硅酸盐与水中的钙镁等离子发生化学反应生成的沉淀。其中，硅酸盐胶体沉淀的形成的原因是很繁复的而且及其不易把控，对于后者，能够通过使用纯度较高的去离子水以及添加必要的试剂调节水中的钙镁离子浓度，但是加入稳定剂并没有从源头上解决凝胶形成的实际问题，只是推迟了沉淀和胶体的形成时间。即便是非常好的硅酸盐汽车防冻液也只能将稳定效果保持在一定的范围内，如果被广泛应用到市场汽车防冻液中，同样会因为超过限定的时间生成胶体沉淀，从而损坏汽车内部的部件。为了进一步改良汽车防冻液，将硼砂加入在硅酸盐体系中。由于硼砂具备很好的缓蚀作用，可以提高防冻冷却液的防腐蚀性，且硼砂能够有效防止钢、锌等金属发生锈蚀，但硼砂本身具有一定的毒性，且加快了铝合金的传热腐蚀，所以，在一些汽车防冻液中硼砂被禁止使用。经过研究表明，磷酸盐具有非常好的缓蚀性和 pH 值缓冲性，利用这个特点，可以将磷酸盐应用在汽车防冻冷却液中，但磷酸盐与钙镁等离子在水中反应也极易生成沉淀，使其传热性能降低。为了防止生成沉淀造成传热性能降低，必须在配制过程中，用去离子水和添加了磷酸盐的添加剂。由于汽车防冻液在国内的发展水平比较低，对汽车防冻液没有做深入研究，更没有意识到自身存在的不足，导致目前很多汽车在行驶一段时间后，经常会出现很难被忽视的汽车水箱泄漏等一系列问题，这些问题都是受防冻液的配方体系的影响。

3.2钼酸盐型防冻液

随着时代进步，钼酸盐型防冻液被开发出来，而钼酸盐经常用到钼酸钠，钼酸钠是一种非常好的非氧化型多金属缓蚀剂，能保护所有的金属冷却系统，在使用过程中，要在缓蚀剂中加入一定的氧化剂，可以使金属表面形成一层保护膜。由于其有非常好的防护性能，钼酸盐配方技术取代了常规硅酸盐配方技术，添加有机酸的钼酸盐配方的防冻液逐渐发展起来。虽然钼酸盐属于低毒性物质，对健康没有危害，但是它的价格十分昂贵，这使得钼酸盐型防冻液在推广以及使用过程中受到了很大的阻碍。

近年来人们生活水平不断提高，环保意识也越来越强，很多国家普遍开始使用环保、节能、健康的半有机以及全有机型的汽车防冻液，而我国相对来说比较落后，仍使用破坏生态平衡的无机盐型防冻液。所以，我国防冻液仍需进行深层次的研发。

四、结合无机盐和有机酸型的汽车防冻液应运而生

4.1有机酸成分优势及发展

近些年，由于有机酸缓蚀剂相对于一般的缓蚀剂消耗缓慢的多，所以有机酸配方在高级防冻冷却液中被广泛应用，它的缓蚀作用主要通过有机酸活性吸附的物理性质来体现，在冷却系统发生腐蚀或局部环境呈现酸性时，有机酸从其相应的盐溶液中分解出来，吸附在发生腐蚀的地方，通过产生隔离从而阻断腐蚀进一步发生，当抑制腐蚀再次发生时，局部的酸碱性恢复正常以后，有机酸又会回到以前的溶液里，这就是有机酸消耗非常慢的真正原因。

由于有机酸型汽车防冻液对环境有十分显著的保护功能，这非常有利于汽车防冻液的研究进程，使用这类型的防冻液以后能够通过微生物的降解作用来保护并绿化环境。有机酸型汽车防冻液在国际上的应用有了显著发展，我国近几年也研究了许多有关有机酸型的防冻冷却液，但只是停留在生产阶段，并未得到广泛应用，主要原因是广大用户难以接受它昂贵的价格。有机酸型的研究技术具备长期防护的特性，并且对环境有非常好的保护作用，由于目前人们没有很好的去认知这种技术，导致推广此产品受到一定的影响。

4.2无机盐的有机酸型防冻液

目前我国对有机酸型防冻液的应用比较少，主要原因是其价格非常昂贵。国外很多汽车生产企业认为有机酸型汽车防冻液可以延长汽车防冻液的使用寿命，所以有机酸型汽车防冻液得在国外被广泛应用。我国为了研制出性能更加优良的防冻液配方，将有机酸与无机盐型配方的各自的特点结合在一起做研究，创新了配方技术，开发出全新的防冻液产品，它同时具备经济、高效和环保的特点，满足了人们对汽车防冻液的使用需求。

五、我国汽车防冻液存在的问题与建议

5.1我国汽车防冻液存在的问题

首先，我国汽车防冻液的生产企业质量意识非常淡薄，不熟悉国家相关的法规及产品标准，对原材料进货渠道不进行把关，产成品在出厂时不进行检验，同时认为配方和技术是一成不变的，种种原因导致生产出的产品合格率非常低。可想而知，企业没有完善的质检机构，也没有足够的检验设备，就不能对产品质量进行有效把控。其次，在金属腐蚀性、气味、沸点、冰点等项目上应用到的成分含量没有达到标准，导致产品质量不合格。另外，生产防冻液的企业大多都是生产规模小，一般只有几个到几十个人，生产设施比较简陋，也没有必需的检验手段，根本无法保证产品的质量。特别是个体私营企业，很多都没有正式的厂房和基础的生产设备，人员素质比较差，企业管理也比较混乱，产品质量劣质，大多是盲目生产。

5.2就存在的问题提出的建议

在生产防冻液时加大技术投入，使整体配方设计更加完善，还要对产品质量严格把关， 使防冻液产品的性能尽可能地满足应用要求。要从多方面去评价防冻液的质量标准，其中最重要的是防冻性、金属腐蚀性以及发泡性。希望各地技术监督部门严格把关，坚决查封产品质量严重不合格的企业，避免不合格防冻液进入市场，给消费者带来损失。广大消费者要增强自我保护意识，购买合格的防冻液产品，以免使发动机受到损坏。回收废旧防冻液，然后重新利用，这样的做法不仅能减少环境污染，还能降低生产成本。

六、汽车防冻液的发展现状和未来规划

根据调查资料显示，生产汽车防冻液的防冻效果好且质量过关的是国有企业和一些规模比较大的生产企业，大规模企业的年产量超过上百吨。国有企业公司的产品合格率是80.0%，大规模公司的产品合格率是90.9%。我国一直都在不断研究防冻液生产制作的各种方法，但是进展缓慢，目前国外已研发出很多比较先进又绿色环保的汽车防冻液，而在我国生产的汽车防冻液大概有50% 以上冰点和沸点不合格，30%的腐蚀效果较差，由此可见，我国汽车防冻液在质量上还有很多问题存在，需要进行改进。随着科学不断深入研究，纳米技术发展迅速，这给汽车防冻液的发展带来新的突破，纳米技术早就在发达国家被广泛应用，相信通过人们的不懈努力以及科学技术的不断发展，一定能够创造生产出更加高效、绿色环保的新型纳米防冻液，以促进当今社会和未来世界的发展。

参考文献：

[1]周晓光.汽车防冻液的研究与发展[J].吉林师范大学学报(自然科学版),2013,34(01):60-64.DOI:10.16862/j.cnki.issn1674-3873.2013.01.016.

[2]刘媛媛,陈晓霞,王震平,盛成.浅谈汽车防冻液研究与应用[J].内蒙古石油化工,2010,36(10):43.