防冻液是如何演变成现在这个样子的?
发表时间:2020-11-28
自从1885年卡尔·本茨研制成功第一辆汽车开始,怎么为汽车发动机冷却降温这一课题就摆在了人们面前。早起人们使用天然的水为发动机冷却降温,但是水在冬天会结冰,因此寻找冬天不结冰且能散热的溶液成了人们研究的方向,自此汽车冷却液开始有了防冻的功能,又被称作防冻液、防冻冷却液。
为了找到冬天不结冰且能够降温散热的溶液,人们试用了很多介质,如NaCl溶液(盐水溶液)、蜂蜜、淀粉、乙醇(酒精)、甲醇等。但是,这些介质有些对金属铁的腐蚀性较强,有些稳定性差,最终酒精和甲醇成了上世纪三十年代以前最佳的防冻冷却液,但是酒精和甲醇易蒸发、易燃、气味很重,使用不便。幸运的是,上世纪三十年代,人们发现了将性能稳定,且无气味、不蒸发、不易燃的乙二醇添加到水中形成了防冻液,直到今天,乙二醇一直是主流防冻液技术中起防冻效果的物质。随着汽车工业的发展及对汽车冷却系统的深入了解,人们开始发现腐蚀会造成水泵和散热器的损坏,所以,解决腐蚀问题成了新的研究问题。自此,防冻冷却液中开始引入了添加剂。
上世纪八十年代以前,铸铁和铜是冷却系统的主要金属材料。铸铁一直被用作包括发动机缸套组件等零件的材料,铜被用来作为散热器的金属材料。初期的金属铁防腐蚀剂主要为铬盐类的防腐蚀剂。铬盐虽然防腐效果好,但是属于强毒性的重金属。铜防腐蚀剂方面,苯三唑类有很好防腐蚀功能,一直沿用至今。八十年代之后,随着汽车轻量化趋势,开始用铝作为发动机和散热器的金属材料。为了应对铝腐蚀,磷酸盐防腐蚀剂和硅酸盐类的防腐蚀剂,以及相应的稳定剂的出现,将防冻冷却液的技术达到了一个新的高度。由于世界各地的水质和环保要求的不同,各地区使用的防腐蚀剂不同,主流为主磷酸盐和硅酸盐,世界各地的产品不能通用,因此,开发出来全世界通用的冷却液成了新时代的研究课题。
也就是说,排除各个国家汽车公司限制使用的所有添加剂,开发出所有允许使用的添加剂的冷却液。有机羧酸盐添加剂,作为新型的有机酸防腐蚀剂被研发出来,不含硅酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、硝胺盐、硼酸盐等无机盐,不受水质和地域的限制,因此既环保,又能世界通用。除此之外,有机羧酸盐添加剂分解消耗速度缓慢,能够长期保持良好的性能。因此未来一段时间内,有机羧酸技术防冻冷却液将成为世界防冻冷却液的主流。
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