乙二醇冰点
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汽车防冻剂
冬季气温低,为使汽车在冬季低温下仍能继续使用,发动机冷却液都加入了一些能够降低水冰点的物质作为防冻剂,保持在低温天气时冷却系统不冻结。因此人们有时把冷却液称作“防冻液”或“不冻液”。防冻液的全称应该叫防冻冷却液,意为有防冻功能的冷却液。
简介
乙二醇型;浓度配比为:55%——液45%——水、沸点:107℃;冰点:-40℃。根据所需预防的温度,可以配入1~3倍的水,通常当水按1:1的比例混合使用时,将使冷却液的冰点降至-36.7℃。乙二醇—水型的防冻液的最大使用浓度为75%,切记不可超过此浓度。
水分子之间是通过氢键的缔合而成为分子簇的,具有较高的冰点,在冬季若单以水为冷却液,低于0℃就会结冰而无法流动,启动时非但起不到循环冷却的作用,而且由于水变成冰晶是一个体积增大的过程,通常同样质量的水在变成冰时提及要增大9%~10%。产生的膨胀力会胀裂散热器及管路等部件,在含有乙二醇的防冻液中,由于乙二醇的存在,起始冰点就远比水低,当达到冰点时析出的冰晶成浆状,而且这些冰晶中的乙二醇的含量较低,显然大部分的乙二醇仍然留在了未凝固的液相之中,其结果是使得仍未结晶的溶液的冰点更低,正是由于乙二醇的这个特性,所以含有乙二醇的防冻液使用的实际温度比测定的冰点还可以再降一些。当然在超过最低点(-69℃,乙二醇的浓度68%)后冰点会有所上升,所以,以为增加乙二醇的浓度以求更低的冰点的做法,到最后是徒劳无效的。
种类
乙二醇一水防冻液
乙二醇是一种无色微粘的液体,沸点是197.4℃,冰点是-11.5℃,能与水任意比例混合。混合后由于改变了冷却水的蒸气压,冰点显著降低。其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降。当乙二醇的含量为68%时,冰点可降低至- 68℃,超过这个极限时,冰点反而要上升。乙二醇防冻液在使用中易生成酸性物质,对金属有腐蚀作用。因此,应加入适量磷酸氢二钠等以防腐蚀。乙二醇有毒,但由于其沸点高,不会产生蒸气被人吸入体内而引起中毒。乙二醇的吸水性强,储存的容器应密封,以防吸水后溢出。由于水的沸点比乙二醇低,使用中被蒸发的是水,当缺少冷却液时,只要加入净水就行了。这
种防冻液用后能回收(防止混入石油产品),经过沉淀、过滤,加水调整浓度,补加防腐剂,还可继续使用,一般可用3—5年。
二甘醇—水防冻液
二甘醇—水防冻液,不宜挥发和着火,对金属腐蚀性也较小,但二甘醇降低冰点的效果比乙二醇低,配制同一冰点的防冻液时,比乙二醇的用
量大,同时热传导效率下降。有不少厂家为了降低成本,会将乙二醇和二甘醇混用。
甘油—水防冻液甘油—水防冻液,不宜挥发和着火,对金属腐蚀性也小,但甘油降低冰点的效率低,配制同一冰点的防冻液时,比乙二醇、酒精的用量大。因此,这种防冻液用得较少。
酒精一水防冻液
酒精的沸点是78.3℃,冰点是-114℃。酒清与水可任意比例混合,组成不同冰点的防冻液。酒精的含量越多,冰点越低。酒精是易燃品,当防冻液中的酒精含量达到40%以上时,就容易产生酒精蒸气而着火。因此,防冻液中的酒精含量不宜超过40%,冰点限制在-30℃左右。酒精—水防冻液具有流动性好、散热快、取材方便、配制简单等优点。它的缺点是容易着火,酒精沸点低,蒸发损失大。酒精蒸发后,防冻液成分改变,冰点升高。在山区、高原地区行驶的汽车不宜使用酒精—水防冻液,因为酒精的蒸发损失大。一般地区行车应定期检测酒精的含量,及时补充。
优点
除防冻外,防冻液还具有以下几种优点:
第一个是防腐蚀功能。发动机及其冷却系统是金属制造的,有铜、有铁、有铝、有钢还有焊锡。这些金属在高温下与水接触,时间长了都会遭到腐蚀,会生锈。而防冻液不仅不会对发动机冷却系统造成腐蚀,还具有防腐和除锈功能。
第二个是防冻液的沸点高。水的沸点是100℃,优质防冻冷却液的沸点通常在零上110℃,这样在夏季使用,防冻冷却液比水更难开锅。
第三是防冻液可以防垢,用水作冷却液最让司机头疼的就是水垢问题,水垢附着在水箱、水套的金属表面,使散热效果越来越差,而且清除起来也很困难。优质的防冻液采用蒸馏水制造,并加有防垢添加剂,不但不生水垢还具有除垢功能。当然,如果你的水箱水垢很厚,最好还是先用水箱清洗剂彻底清洗后再添加防冻液。
在水冷式发动机的冷却水中添加防冻剂配制成的低冰点冷却液体。当气温低于0℃时,使用防冻液可防止因冷却水结冰而引起的冷却系统故障和零件胀裂事故,还可免除收车后放水和出车前再加水等工作。
对防冻液性能的要求是:沸点和闪点高;比热和传导能力大,在低温时粘度小,蒸汽压不高,不易起泡;不致使冷却系统金属件腐蚀和橡胶软管、密封垫变质。
防冻液一般分乙醇-水型、甘油-水型和乙二醇-水型三种。乙醇的冰点为-114℃,沸点为78.3℃。乙醇易着火,易蒸发,配制时其含量一般不宜超过40%,也不宜在工作温度较高的柴油机冷却系统中使用。甘油(丙三醇)的冰点为-17℃,沸点为290℃,与水混合后的冰点最低可达-46.5℃。水中甘油的含量要相当大时才能得到低冰点防冻液,使用起来不经济。乙二醇的
冰点为-11.5℃沸点为197.4℃,与水混合后的冰点最低可达-68℃。乙二醇易腐蚀金属,调配防冻液时要添加防蚀剂,一般每升防冻液加磷酸氢二钠2.5~3.5克、糊精 1克。乙二醇吸湿性强,贮存容器应密封。乙二醇不易挥发,配制时用量少,因而使用较广。各种防冻液的热膨胀性较大,加注时只能加到冷却系总容量的95%。调配防冻液时,其冰点应比使用地区的最低温度低5℃。
选配
据调查,全球50%以上的汽车发动机故障来源于冷却系统!由此可见合理选配防冻液的重要性。目前市场上所销售的大部分防冻液是以乙二醇为主要原料的产品,再加入适量的有机或无机盐类来达到防腐防锈的作用。
衡量防冻液的优劣主要有以下两点:首先是防冻效果,水的冰点是0℃,一般普通型的防冻液都可达到-40℃,而优质的防冻液应能达到-60℃左右,这是标定防冻液质量的一个重要指标;另一个是防冻液的沸点,水的沸点是100℃,而防冻液至少应达到108℃以上,也就是说冰点越低,沸点越高,其中的温差越大,相对来说防冻液的品质就越好。
组成
降冰点剂
防冻剂是防冻液的主要成分,约占防冻液原液的92 %~98 %,防冻液原液可以根据各地气温的高低,按一定比例与水混合,将冰点控制在适当范围内。有效的防冻剂是各种有机醇。各国从50年代以来几乎全部采用乙二醇作为防冻剂。乙二醇是一种无色、透明、稍有甜味和具有吸湿性的粘稠液体,它能以任何比例与水相溶。乙二醇的浓度不同时。冰点亦不同。
乙二醇--水防冻液的冰点同乙二醇质量分数不成线性关系。它的水溶液的冰点并不完全是随浓度的增加而降低,当浓度超过70 %时,冰点反而上升。在配制过程中,应从实际出发加以合理选择,以达到防冻性及经济性的要求。一般可根据该地区最低气温并参考表1数据,进行防冻液配制。在中国江南,一般采用乙二醇质量分数为40 %的配比,而在寒冷的北方,需取乙二醇质量分数50 %左右的配比比较适宜。
缓蚀剂
汽车冷却系统一般由铜、铝、铸铁、钢、焊锡组成,乙二醇防冻液在长期工作中会引起冷却系统的材质腐蚀,腐蚀介质是水和乙二醇。关于水对金属的腐蚀已为人们所熟悉,而乙二醇在常温下不会引起材质的明显腐蚀,但温度升高,乙二醇会被氧化,使酸度增高,生成多种腐蚀性物质:这些腐蚀物质的析出而引起发动机热传导率下降,致使冷却器管部易堵塞,引起发动机过热,所以,必须在防冻液中添加缓蚀剂。而且要求添加的缓蚀剂具有用量少及缓蚀效果好的特点。
缓蚀剂可分为两类:一类是无机化合物缓蚀剂,它包括偏硅酸盐、磷酸盐、钨酸盐、硼酸盐、亚硝酸盐和钼酸盐、苯甲酸盐等。作为无机化合