[发明专利]一种纳米长效冷却液

说明书

技术领域

本发明涉及冷却液，特别是应用于汽车、卡车、摩托车、飞机、火车、拖拉机、发电机、压缩机发动机，船舶发动机，电力体系，工业发动机，电器发电机，燃料电池发动机和混合式动力发动机中的冷却液。

背景技术

目前市场上发动机使用的冷却液绝大多数基本上是乙二醇-水(EG-H₂O)型冷却液，在人体内，EG的产物是羟基、乙酸、草酸，容易使人身体酸碱平衡失调，对肾脏产生破坏；在使用中，EG还会随水蒸发到空气中，在更换冷却液时绝大多数的EG都洒落在地面上，造成环境和空气污染，对人和动物造成危害。由于EG是一种毒性大且难以生物降解的化合物，在瑞士联邦毒物法中被定为4类有毒化合物，EG型冷却液所带来的环保问题也日益受到人们的关注。英国和瑞士早在1972年就禁止在超市、汽车配件店出售EG型冷却液。

为了替代EG，许多欧美国家采用丙二醇(PG)作为冷却液的调配基础液；国内已有多种PG型无水冷却液和加入一定比例的蒸馏水(DW)配制的PG-DW型冷却液。表I-1是EG、PG、甘油(GC)的毒性比较数据：

表I-1

注：LD50值为半数致死量。

在实验室中，毒性通常用大鼠经口半数致死量LD50评估体系进行评估，LD50值越低，说明毒性越强，某一物质的LD50值小于或等于20.0g/kg^-1体重时，可视其为有害物质。由于EG的LD50值为4.7g/kg^-1，因此EG可视为有害物质。在生物降解方面，有数据表明，EG在5天后只有36％降解。随着汽车工业的迅速发展，因汽车冷却液带来的环保问题日益突出。

从表I-1可以看出PG、GC作为冷却液的基础液，在毒性及生物降解方面则有着EG无法比拟的优势。在抗气穴腐蚀方面，在水泵气穴架上试验也表明PG在整个试验温度范围内显示出比EG更优异的抗气蚀能力。PG在热传导、橡胶保护、冰点、沸点方面性能与EG相当。在无水冷却液方面，PG更是一种非常优秀的基础液体，其潜在优点如下：

1、冰点低达-59℃，沸点高达187℃，含水量对其沸点的影响随着浓度的变化呈规律性变化，防沸、抗冻功效好。

2、冷却系统中不会产生高压，避免高压对金属的腐蚀和对零部件强度的影响。

3、PG的蒸气压力和蒸气密度远小于水型冷却液，这在重负荷冷却系统中有重要的实际意义，大大减小了冷却液从低压区向高压区流动过程中出现的气蚀和发动机振动引起的气蚀。

PG作为冷却液的基础液是普遍关注的对象，现将几种常见基础液体的热物理性质列表如下：

表II-1基础常见液体的几种热物理性

注：参数均为常温和标准大气压下的值。

从上表可以看出用PG作为基础液体具有上述许多优点，但其导热性能不尽人意，其导热系数只有水的39％，这势必大大降低了导热能力，上述EG、GC等同样如此，因此，结论是不能将有机醇类单独作为冷却液使用。

目前国内市场上典型的产品是EVANS，如在申请号为94193360.1的专利文献中公开了一种非水热传导液；该产品的配方之一是99％的PG，另一配方使用了EG或EG-PG混合液，该产品自1995年在我国市场推广以来出现了一些问题，因此，影响了大范围的使用。在该产品中，使用了EG或EG-PG混合液作为基础液，同时所用的缓蚀剂中使用了硝酸钠，受热后会分解转化为亚销酸钠，这些对环保非常不利；另外，其使用的PG、EG-EG混合液，由于未经稀释，故其粘度较大，流动性差，影响系统热传导，增大水泵泵送能耗；再有，EG，PG-EG混合液导热系数低，影响车辆冷却系统散热，故有部分使用该产品的车辆出现高温现象；最后，基础液是PG，或PG+EG混合液成本高，价格高昂，不利推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米长效冷却液，所要解决的技术问题是：导热系数低，传热性能差，流动性差，成本高。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种纳米长效冷却液包括由二元醇和稀释剂组成的基础液、粒径为3-100nm的金属纳米颗粒或管径为8-100nm长度为100-600nm的碳纳米管颗粒、分散剂、缓蚀添加剂、PH调节剂和荧光着色剂；其中，上述原料所占的重量百分比如下：

作为具体化，所述的二元醇为丙二醇、丙三醇中的一种或两者的混合物。