一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，所述防冻液的组成及含量为：乙二醇98.5‑99.5wt％、添加剂0.5‑1.5wt％；其中添加剂为1,8‑二氮杂环[5,4,0]十一烯‑70.02‑0.2wt％，N‑甲基‑N‑(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺0.005‑0.5wt％，3‑甲基吲哚0.04‑0.4wt％，双嘧达莫0.005‑0.5wt％，烷醇酰胺聚氧乙烯醚0.03‑0.3wt％，聚丙烯酰胺0.05‑0.5wt％。本发明专利技术在不使用水作为基底的情况下采用全新的添加剂配方，降低了防冻液的电导率，保护不锈钢在高温下不受腐蚀，且该防冻液成本低，制备工艺简单，适合应用于燃料电池汽车。

An Antifreeze Fluid for High Temperature Corrosion Resistant Fuel Cell Engine and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液及其制备方法
本专利技术涉及一种防冻液，具体涉及一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液及其制备方法。
技术介绍
为了使燃料电池汽车在冬季低温、夏季高温下仍能使用，需在发动机(燃料电池电堆)中加入一种冬天能防冻、夏天能防沸的防冻液，保护发动机的冷却系统，改善散热效果，提高发动机效率。由于传统的防冻液中具有大量的离子，这些大量离子的流动会增加防冻液的电导率，由此造成发动机的短路；且传统的防冻液中可能存在Cl-等离子，这将腐蚀316L不锈钢，损坏燃料电池电堆，缩短燃料电池的使用寿命。现有的很多防冻液都有以上几种缺点，难以满足燃料电池汽车正常运行的要求。为此，急需开发一种低电导率(10μs/cm以下)，高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，来满足日益增长的市场需求。基于上述理由，提出本申请。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液及其制备方法。本专利技术在未添加水的情况下采用全新的添加剂配方，解决了防冻液的高电导率的问题，保护了316L不锈钢，从而达到燃料电池汽车正常运行的要求，且该防冻液成本低，制备工艺简单，适合应用于燃料电池汽车中。为了实现本专利技术的上述第一个目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：进一步地，上述技术方案，所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：更进一步地，上述技术方案，所述防冻液的电导率为0.38～0.42μs/cm，pH值为7.44～7.47，粘度为1.3～1.9mPa·s。优选地，上述技术方案，所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：更优选地，上述技术方案，所述抗氧化剂为双嘧达莫。更优选地，上述技术方案，所述烷醇酰胺聚氧乙烯醚为椰油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚，其中的聚氧乙烯链节数n为1～50。本专利技术的第二个目的在于提供上述所述高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：室温条件下，将1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7、N-甲基-N-(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺、3-甲基吲哚，抗氧化剂依次溶解于乙二醇中，搅拌均匀后形成混合液；然后向所述混合液中加入烷醇酰胺聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺，继续搅拌均匀，即获得所述的高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液。本专利技术上述所述防冻液各组分作用具体如下：本专利技术防冻液包括无水乙二醇溶剂和添加剂，其中，无水乙二醇可显著降低防冻液的冰点，同时避免了水中氯离子对燃料电池电堆的腐蚀。本专利技术采用的1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7是一种大环有机物，氮杂环可与表面层的金属形成螯合作用；N-甲基-N-(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺，其分子结构中的酰胺基团可起到缓蚀的作用；3-甲基吲哚的双环结构可以有效地排斥金属离子；上述三种添加剂组分可以联合阻止电解液与金属的直接接触而防护金属(铁、铝、铜)的溶解、生锈。另外，双嘧达莫具有很强的抗氧化作用，作为抗氧化添加剂可消除防冻液中的残余氧，减缓乙二醇的氧化；烷醇酰胺聚氧乙烯醚可以保护金属表面免受腐蚀；聚丙烯酰胺可吸附溶液中的阳离子和阴离子颗粒，达到清除自由离子的作用。本专利技术上述所述防冻液各组分原料协同作用，整体具有良好的传热，又可以显著保持住较低的电导率。该防冻液的配方新颖独特，添加剂之间无任何反应，添加剂在乙二醇中分别起到保护316L不锈钢，降低电导率以及传热散热的作用。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的一种防冻液适用于燃料电池汽车，在冰点低、沸点高的基础上，具有优异的316L不锈钢防腐、防锈、防垢性能，且电导率低下，使得发动机能正常运行。附图说明图1为实施例1～5及对比例制备的防冻液的电导率、pH值、粘度和腐蚀性的测试结果图。具体实施方式下面结合实施案例和附图对本专利技术作进一步详细说明。本实施案例在以本专利技术技术为前提下进行实施，现给出详细的实施方式和具体的操作过程来说明本专利技术具有创造性，但本专利技术的保护范围不限于以下的实施案例。根据本申请包含的信息，对于本领域技术人员来说可以轻而易举地对本专利技术的精确描述进行各种改变，而不会偏离所附权利要求的精神和范围。应该理解，本专利技术的范围不局限于所限定的过程、性质或组分，因为这些实施方案以及其他的描述仅仅是为了示意性说明本专利技术的特定方面。实际上，本领域或相关领域的技术人员明显能够对本专利技术实施方式作出的各种改变都涵盖在所附权利要求的范围内。为了更好地理解本专利技术而不是限制本专利技术的范围，在本申请中所用的表示用量、百分比的所有数字、以及其他数值，在所有情况下都应理解为以词语“大约”所修饰。因此，除非特别说明，否则在说明书和所附权利要求书中所列出的数字参数都是近似值，其可能会根据试图获得的理想性质的不同而加以改变。各个数字参数至少应被看作是根据所报告的有效数字和通过常规的四舍五入方法而获得的。下述各实施例涉及的电导率、粘度、pH值测试方法如下：利用电导率仪测试电导率，具体测试方法如下：在室温下使用METTLERTOLEDO的FiveEasyPlus系列电导率仪，直接将测量范围为0.2～20μs/cm的光亮电极插入待测防冻液中，待显示器中的数值稳定，直接读数即可。利用粘度计测试粘度，具体测试方法如下：在室温下使用力辰科技的NDJ-9S数显粘度计测试防冻液粘度，选择粘度计的“O”号转子，之后将防冻液倒入25mL烧杯中，移入测试位置，将转子插入防冻液中，选择#6号转速进行测试，待显示器中的数值稳定，直接读数即可。利用pH计测试pH，具体测试方法如下：在室温下使用雷磁的PHS-25pH计测试防冻液pH，用蒸馏水冲洗三次玻璃电极，用擦镜纸将水擦净后将玻璃电极插入防冻液中，按“读数”之后待显示器中的数值稳定，直接读数即可。实施例1本实施例的一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：乙二醇98.5wt％；添加剂1.5wt％；其中添加剂为1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-70.2wt％，N-甲基-N-(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺0.2wt％，3-甲基吲哚0.2wt％，双嘧达莫0.2wt％，椰油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚0.3wt％，聚丙烯酰胺0.4wt％。本实施例上述所述防冻液采用下述方法制得，包括如下步骤：按上述配比将乙二醇投入反应釜中，然后依次将1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7，N-甲基-N-(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺，3-甲基吲哚，双嘧达莫加入到反应釜中，在室温下采用超声波振动30min使以上原料直接溶解在乙二醇中，之后将椰油基单乙醇酰胺聚氧乙烯醚，聚丙烯酰胺投入到上述溶液中，利用磁力搅拌器搅拌30min，即得本专利技术燃料电池防冻液。利用电导率仪测试电导率；利用粘度计测试粘度；利用pH计测试pH。耐腐蚀性测试：取适量本实施例上述制备的防冻液，然后将1x2cm的不锈钢完全浸泡在该防冻液中并置于-20℃冰箱中；另外，再取适量本实施例上述制备的防冻液，将1x2cm的不锈钢完全浸泡在该防冻液中并置于60℃烘箱中。采用上述两种不同处理方式分别浸泡一个月后，利用电导率仪重新测试电导率，并利用金相显微镜观察不锈钢表明有无腐蚀痕迹。实施例2本实施例的一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，所述防冻液由如下质量百分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，其特征在于：所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：

【技术特征摘要】
1.一种高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，其特征在于：所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：2.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，其特征在于：所述防冻液由如下质量百分含量的各组分组成：3.根据权利要求2所述的高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，其特征在于：所述防冻液优选由如下质量百分含量的各组分组成：4.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，其特征在于：所述防冻液的电导率为0.38～0.42μs/cm，pH值为7.44～7.47，粘度为1.3～1.9mPa·s。5.根据权利要求1所述的高温耐腐蚀燃料电池发动机防冻液，其特征在于：所述抗氧化剂优选为双嘧达莫。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹文文，张楠，陈哲，赵宏滨，张久俊，方建慧，赵康宁，叶代新，
申请(专利权)人：上海大学，深圳氢鼎氢气回流技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31