2011届应用化工技术专业毕业设计[1]

2013届精细化学品生产技术专业毕业设计

（论文）

题目：汽车防冻液的配方以及制备方法设计

班级：精化1001班

姓名：黄垂能

学号：201000191029

指导老师：曾腊梅

完成时间：2013年6月

摘要

内燃车辆的发动机冷却系统是一个由汽缸、夹套与水箱组成的液冷式密闭循环体系。冷却系统的工作状态直接影响车辆的正常运行及车辆的使用寿命。防冻液是内燃机循环冷却系统的冷却介质，主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等。随着汽车工业的发展，对发动机的性能要求也越来越高，不仅要求防冻液具有较低的冰点和较高的沸点，还应具有较好的金属防腐性、防气蚀性、防结垢性，以及对环境污染小或不污染环境，且有较长的使用寿命等等方面的综合性能。

为了开发研制汽车防冻液，本文主要开展了以下研究工作：1、介绍了汽车防冻液的性能特点、组成；2、分析脲基润滑脂在制备过程中的关键问题，指出了原料选择、工艺条件和工艺流程；3、讨论了基础油、稠化剂、添加剂、制备工艺和后处理工艺等影响脲基润滑脂性能的主要因素，并进行了分析。

关键词：汽车防冻液制备性能影响因素

目录

第一章概论 (1)

（一）世界润滑脂的发展趋势及我国润滑脂的现状与差距 (1)

1、国外润滑脂的应用现状 (1)

2、润滑脂的发展趋势 (2)

3、我国润滑脂现状及差距 (2)

（二）聚脲润滑脂的性能特点及应用 (2)

1、聚脲润滑脂的主要性能特点 (2)

2、聚脲润滑脂的各项应用 (3)

（三）聚脲润滑脂的毒性分析及对策 (5)

1、脲基润滑脂的组成 (5)

2、脲基润滑脂的毒性分析 (6)

3、降低脲基润滑脂毒性的对策 (8)

第二章聚脲润滑脂的研制 (9)

（一）选择制备聚脲润滑脂的原料 (9)

1、基础油的选择 (9)

2、异氰酸酯的选择 (9)

3、有机胺的选择 (10)

（二）探讨脲基润滑脂的工艺条件 (13)

1、反应温度 (13)

2、异氰酸酯的加入速度 (13)

3、炼制温度对脲基润滑脂结构和滴点的影响 (14)

4、研磨条件的选择 (14)

5、复合添加剂的选择 (15)

（三）聚脲润滑脂的生产工艺 (15)

第三章影响脲基润滑脂性能的因素 (17)

（一）基础油的影响 (17)

（二）稠化剂的影响 (17)

1、异氰酸酯的影响 (17)

2、有机胺的影响 (17)

（三）添加剂的影响 (18)

（四）制备工艺的影响 (18)

（五）后处理工艺对性能的影响 (18)

第四章总结 (20)

参考文献 (21)

第一章汽车防冻液的概述

（一）防冻液的发展历程

在汽车工业发展初期，人们就开始使用的冷却液要比今天简单得多。最早的冷却介质为纯净水，但是为了确保冬季里发动机能够正常运行，福特汽车公司开始使用甲醇作为高级冷却冷却液。不久由于甲醇过低的沸点和很强的毒性，直接影响了汽车在冬天的安全运行和使用者的健康，于是到二十世纪三十年代甲醇就被淘汰。乙醇具有比甲醇更高的沸点和较低的毒性而成为其替代品，长时间占据世界冷却液市场的主流地位，但是到了夏天则要与甲醇一样需要换成纯净水，以防因蒸发而导致发动机过热。第二次世界大战后大量的军事技术转为民用，发动机强化系数越来越高，发出更多的热量，这就需要选用冷却效果和使用稳定性更好的化学物质来作为冷却液。于是原本为二次大战军用飞机和军用汽车开发的乙二醇加水的混合液，引起沸点更稳定，而结冰的温度比纯净水还要低，可以再冷却系统内全年使用，因而在战后民用领域内，这种冷却液被广泛使用至今。

汽车工业发展到今天，发动机冷却液已经不仅仅停留在冷却和防冻两大功能上，汽车功率不断的增长，促使能源的小号和不断恶化的环境产生的矛盾日益尖锐，为解决这一矛盾汽车技术迅猛发展，发动机冷却系统中各种金属材料的使用条件日益苛刻，于是很快发动机冷却液的防腐功能，防垢功能和防沸功能成为其主要技术指标。今天冷却液产品的研发也主要是集中于这五个方面。

目前国内用户对汽车发动机冷却液的人士，基本上还停留在夏天用水作为发动机冷却系统中的工作介质，进入冬季换用冷却液。由于认识上存在这一误区，因此本该全年使用的冷却液，到夏季却排掉换成水，到冬天又重新加注冷却液，如此这般以后，冷却液在我国用户的习惯中就成为季节性的“防冻”液。也因这一误区，让国内诸多的不法商贩钻了空子，凡是只要加载水中能降低水中能降低

水冰点的物料（例如乙醇、甲醇、无机盐）都往水中加，将水变成“防冻”液给用户使用。由此一系列使用腐蚀出现泄漏，发动机也被腐蚀这不仅影响车辆正常运转，而且还将造成很大经济损失这一切其实就是护士冷却液对发动机五大功能的重要性所致。

（一）汽车防冻液的简介

内燃车辆的发动机冷却系冷却系统是一个由汽缸、夹套与冰箱组成的液冷密闭循环体系。冷却系统的工作状态直接影响车辆的正常运行及车辆的使用寿命。防冻液是内燃机循环冷却系统的冷却介质，发动机的冷却系统应使用冷却液，特别是在高原寒冷(O℃以下)环境下使用发动机更需使用防冻液，这对发动机的使用很有好处。

防冻液的发展受汽车发动机的构成及其材料的影响很大，随着汽车发动机的飞速发展，对防冻液的要求日益苛刻，不仅要求防冻液具有较高的沸点和较低的冰点，还应具有较好的金属防冻液、防气蚀性、防结垢性、以及对环境的污染小，或不污染环境，而且具有较长的使用寿命等综合性能。其中防冻液的金属腐蚀性的优劣将会直接影响冷却系统的寿命，劣质的防冻液给内燃机水冷系统带来重大隐患，由于防冻液的性质与水有很大的区别，如果使用不当，不仅冻坏发动机，甚至会引起火灾并危及人、机安全，因此掌握防冻液的正确的使用方法十分重要。目前，一般都采用乙二醇作为防冻剂。无论是乙二醇还是水，对金属都有一定的腐蚀性，需要在防冻液中加人防腐剂尤为重要。

1.防冻液的防冻原理

化学防冻液本身具有较低的冰点，可作为水的冰点调节剂。在运输中，给含水煤喷洒一定量的防冻液，能改变煤中冰的结晶形状，使冰晶的分子间结合力减