标题：汽车防冻液
简介
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、缓冲剂等组成。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。  各国对此都做了大量的研究，不断推出配方专利和优良的防冻液商品。一些先进国家的防冻液普及率达到了100 %。国内防冻液的普及率较低，市售的防冻液有相当数量是进口的，由于价格较高，一般用于进口车辆。虽然近年来国产防冻液生产增长很快，但不少产品由于缺乏严格的质量检验和统一的检验标准。为此，必须吸收国外的先进技术并结合中国的实际，开发生产多功能的高效防冻液来满足日益增长的市场需求。
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  汽车水基乙二醇型防冻液[1]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。但要过滤多遍，以防对爱车造成损伤。 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。有很多人认为乙二醇的冰点很低，防冻液的冰点是由乙二醇和水按照不同比例混合后的一个中和冰点，其实不然，混合后由于改变了冷却水的蒸气压，冰点才会显著降低。其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降，但是一旦超过了一定的比例，冰点反而会上升。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。40%的乙二醇和60%的软水混合成的防冻液，防冻温度为-25℃；当防冻液中乙二醇和水各占50%时，防冻温度为-35℃。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。[2]
优点
  汽车防冻液（图3）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  汽车防冻液（图5）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。
  汽车防冻液（图6）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。作为无机化合物缓蚀剂，可使金属表面形成一层致密的钝化膜，能阻滞或防止金属的渗氢和渗酸作用。例如，加入0. 05 %～0. 03 %的偏硅酸钠可防止铝制件的腐蚀。另一类是有机化合物缓蚀剂，在防冻液中常作防锈添加剂使用。常用的有三乙醇胺、苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、有机磷酸盐等，缓蚀性能较好，如仅添加0. 1 %～0. 5 %的苯并三氮唑即可防止铜制构件的腐蚀。不同成分的金属构件需用不同的缓蚀剂，亚硝酸钠对钢、铸铁的缓蚀效果好，但对焊料产生孔蚀；三乙醇胺、磷酸盐、有机磷酸盐虽对黑色金属缓蚀效果好，但对黄铜、紫铜有腐蚀；硅酸盐是铝优良的缓蚀剂，但极度易水解，形成大量絮状沉淀。这些单品种缓蚀剂虽成本较低，但难以满足防冻液诸多方面的性能要求。现在的市售防冻液采用具有协同作用的多种缓蚀物质的复合配方，缓蚀率很高。目前国外专利中使用的缓蚀剂是多种缓蚀剂复合而成，缓蚀效果很理想，值得一提的是苯并三氮唑和巯基苯并噻唑是铜和黄铜的特效缓蚀剂。
从近些年来的防冻液专利看，至少有一半以上文献的缓蚀剂组分中有硅酸盐。虽然硅酸盐不稳定，在使用过程中易析出凝胶，但由于其对Al 、Cu、Fe 等金属都有较好的保护作用，且价廉易得，完全无毒，因此延用至今。为避免产生凝胶必须向防冻液中添加少量的硅酸盐稳定剂。关于稳定剂的报道很多，主要是硅氧烷类，Si2N及Si2P化合物。各种缓蚀剂对不同的金属有不同的作用，一种缓蚀剂对同一种金属有防腐作用，但它对另一种金属也可能很少或没有防腐作用。在多种金属存在的条件下，要想达到良好的全面防锈效果，需用多种缓蚀剂来复配。一般缓蚀剂总加入量为防冻液原液的0. 5 %～5 %。消泡剂  汽车防冻液（图7）汽车运行中，由于车身的跳动和振动，有空气渗入防冻液会产生泡沫，这些溶于防冻液中的空气对乙二醇有氧化作用，这些泡沫附着在器壁上，加剧孔蚀的发生，影响热传导，为此，在防冻液内须加入适量的消泡剂。消泡剂可以使用硅酮、醇类和失水甘油醚等。比较好的消泡剂为烷基非离子型表面活性剂。消泡剂的浓度只要0. 001 %～0. 1 %就能达到理想的消泡效果。着色剂在防冻液中加入无毒的水溶性着色剂，以区别于一般的冷却水，这就便于观察汽车发动机冷却系统中的防冻液是否泄露，同时，它还具有指示剂的作用，监视防冻液的酸碱度变化，指示酸度的变化提醒使用者添加原液或进行清洗更换。着色剂可使用溴甲蓝、酚红、甲基红等，使防冻液呈现一定指示色，一旦发现防冻液超过指示范围，则表明防冻液呈酸性而失去防锈作用。着色剂的质量分数一般在0. 01 %～0. 005 %。防霉剂防冻液在工作状态下由于温度较高，微生物难以繁殖，但在贮存过程中可能引起微生物滋长，使防冻液发霉变质，因此，需要加入微量的杀菌防霉剂，以保证防冻液在1～2 年贮存期内不变质。常用的防霉剂有氯化锌、糖酸、苯甲酸钠，其中苯甲酸钠用做防霉剂比较理想。缓冲剂防冻液中所加的缓蚀剂在中性介质中效果较好。但是防冻液在工作过程中，介质会酸化，pH值下降，使缓蚀剂效果降低，甚至完全失效，因此，防冻液中需要添加缓冲剂，可以在一定程度上使防冻液的pH 值稳定在7. 5～10 范围之间。硼酸盐、磷酸盐都可作为缓冲剂。
作用
冷却作用  汽车防冻液（图8）冷却是冷却液的基本作用。发动机工作时产生大量的热量，其中60%的热量要通过冷却系统散发到周围空间。水和甲醇冷却液沸点低，易沸腾，如果车辆在冷却液沸腾条件下工作，即使在很短时间也会造成发动机损坏，甚至瘫痪。防腐作用冷却系统中散热器、水泵、缸体及缸盖、分水管等部件是由钢、铸铁、黄铜、紫铜、铝、焊焊锡等金属组成，由于不同的金属的电极电位不同，在电解质的作用下容易发生电化学腐蚀；同时冷却液中的二元醇类物质分解后形成的酸性产物、燃料燃烧后行的酸性废气也可能渗透到冷却系统中，促进冷却系统腐蚀。冷却系统腐蚀会使散热器水箱的下水室、喷油嘴隔套、冷却管道、接头以及水箱排管发生故障，同时腐蚀产物杜塞管道，引起发动机过热甚至瘫痪；若腐蚀穿孔，冷却液渗入燃烧室或曲轴箱会产生严重的破坏，因为当冷却液或水与体贴油混合时，产生油污和胶质，削弱润滑，使得阀、液压阀推杆和活塞环黏结。因而冷却液中都加入一定量的防腐蚀添加剂，防止冷却系统产生腐蚀。防垢作用冷却系统中的水垢来源于水中的钙、镁等阳离子，这些碱土金属阳离子在热负荷条件下，容易与水中的引离子反应生成水垢。水垢能磨损水泵密封件并覆盖在汽缸体水套外壁，使其导热率下降，并使缸盖高温区温度剧增，引起缸裂。因此为了减少水垢的生成，冷却液在生产和加注过程中均要求使用经过软化处理的去离子水。防冻作用冬季气温低，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”。
质量标准
  汽车防冻液（图9）为了控制防冻液的质量，一些先进国家都规定了质量标准和相应的评定方法。例如，日本工业标准（J IS2K2234287），美国标准ASTM、日本防锈技术协会标准（JACC） 及英国标准等，一些汽车行业也制定有相应的行业标准。中国于1992 年首次制定了中国有关防冻液的行业标准SH0521-1992《乙二醇型发动机冷却液及其浓缩液》，用来规范防冻液的各项指标，以指导生产。
近年来，又进行了修订，颁布了新的国家标准SH0521-1999《乙二醇型发动机冷却液及其浓缩液》。根据美、日及中国有关的防冻液标准，对防冻液的各项评定项目如下：抗冻性（冰点） ；金属腐蚀性；发泡性；水泵气穴腐蚀性；沉淀性（灰分） ；溶解性；密度；酸度值（pH 值） ；储备碱度；变色性；沸点等。
对于各项技术指标的鉴定，各国也规定了相应的评定方法：
JACC 规定：体积分数为50 %的防冻液冰点在235 ℃以下，体积分数为30 %的防冻液冰点为214 ℃以下，原液的沸点为149 ℃。
ASTM 规定：原液的密度为1. 105～1. 130 ，色泽为透明、无沉淀、无杂质，与水能以任意比例混合。
中国的J T22521996《汽车发动机冷却液安全使用技术条件》交通行业标准中的常规质量指标与上述雷同，但防蚀性测定与J IS2K2234287 雷同，发泡性测定与ASTM 雷同。
一种性能优良的防冻液应具备下列性能：
⑴冰点低汽车在严寒地区冬季野外停放时，夜间地面气温有时会降到-40 ℃以下。要保证水箱及冷却系统管路不被冻裂，防冻液应在此温度下不结冰或凝固，以免发生体积膨胀，同时亦保证随时可以起动汽车，投入使用。
⑵比热容要高、热传导性好防冻液主要用来冷却发动机部件，以免发生过热，因此它的比热容要高。举例来说，水的比热容是4.18 kJ/kg·℃，而乙二醇的比热容是2.72 kJ/kg·℃。在同样循环量下，水从发动机中带走的热量要比乙二醇带走的多，因此水的冷却效果好于乙二醇。
⑶对金属不产生腐蚀和锈蚀发动机冷却水系统有铸铁、铸铝、紫铜、黄铜、钢和焊锡等。防冻液应对这些金属不产生腐蚀和锈蚀。
⑷在使用中要保持一定的pH值pH值不但能保证防冻液对金属的腐蚀程度减到最小，而且能防止防冻液腐败变质。
防冻液的价格已于近年悄然上涨，不过每桶价格仍保持在百元之内，对于可每年更换一次的保养品，应该说还算价格低廉。
使用
除了选好防冻液，在防冻液的使用过程中，广大车主还需要注意以下的方面：
注意一：尽量使用同一品牌的防冻液。
不同品牌的防冻液其生产配方会有所差异，如果混合使用，多种添加剂之间很可能会发生化学反应，造成添加剂失效；
注意二：防冻液的有效期多为两年（个别产品会长一些），添加时应确认该产品在有效期之内；
注意三：必须定期更换，一般为两年或每行驶4万公里更换一次，出租车应该更换得勤一些。
更换时应放净旧液，将冷却系统清洗干净后，再换上新液；
注意四：避免兑水使用。[3]
传统的无机型防冻液不可以兑水使用，那样会生成沉淀，严重影响防冻液的正常功能。有机型防冻液则可以兑水使用，但水不能兑得太多。
另外，由于防冻液是由母液和软水组成，而母液种类很多如四醇。乙醇、乙二醇、丙三醇等，软水即不含或少量含有钙、镁离子的水，如蒸馏水、未受污染的雨水、雪水等。冬季在使用防冻液时，需提高防冻液中线液的加注比例。但最好不要超过60%，毕竟母液的增加会降低发动机的冷却效果。
更换
  汽车防冻液（图11）在正常情况下，汽车行驶3 000～4 000 km就需要更换防冻液。更换防冻液的方法如下：
⑴拧下水
箱盖，打开水箱放水阀，放出防冻液。
⑵将一根连接于自来水管的橡胶管插入水箱加水口，打开自来水龙头，使自来水连续不断地流经发动机冷却系统。在冲洗操作时，要使发动机怠速运转，保持上述操作，直至水箱放出清水为止。
⑶关上自来水龙头，待冷却系统的水放尽后，再关上水箱放水阀。
⑷从水箱加水口加人防冻液，使防冻液充满水箱。拧开储液罐盖，加人防冻液，并达到“Max”刻度线，注意不要超过“Max”刻度线。
⑸盖上水箱盖和储液罐盖，并拧紧。
⑹起动发动机，怠速运转2～3 min，拧开水箱盖。这时冷却系统由于排除了部分空气，防冻液面将降低，这时应再补充防冻液，使防冻液达到“Max”刻度线为止。
⑺盖好水箱盖。
注意：
打开水箱盖，注意要在水箱已冷却的状态下注意观察防冻液中是否有杂质，最终的液面要保持在“MAX”与“MIN”之间结束后要将水箱盖拧紧。
品牌
壳牌防冻液具有和效防沸和防腐蚀的特点。无需稀释、直接用于发动机冷却系统。应用范围适合于所有轿车，四轮驱动越野车，及轻负荷和重负荷柴油发动机车辆。因抗腐蚀添加剂消耗慢，具有更出色的抗腐蚀性能，减少重负荷发动机的维护成本。对发动机散热的影响小，避免发动机过热，不含亚硝酸盐和硼酸盐，更加环保，由于不易生成沉积物，增加了水泵密封的寿命，不易渗漏。长城防冻液采用独特的配方技术调合而成。本产品具有优异的防腐蚀性和导热性能，低冰点、高沸点，四季通用。性能特点：优良的冷却性能、优异的防腐蚀性能、低冰点、高沸点，四季通用。适用于各种气候条件下各类汽车冷却系统，夏季防沸，冬季防冻。蓝星防冻液产品特点：环保：对人体无害、成份：有机防冻剂、缓蚀剂、防锈剂、阻垢剂等；性状：蓝色透明液体；冰点：-30度；特点：凝固点低、沸点高，防腐蚀、防锈、阻垢、无毒、低温流动性好，可常年使用，全新配方、无磷无硼。TEEC防冻液采用日本先进技术及特殊添加剂配方精心调配而成，质量符合中国SH0521—99标准，主要用作汽车引擎冷却系统的冷却。具有优异的防冻、防腐、防沸、防结垢等多种功能。长期保证发动机冷却系统处于最佳工作状态。有效使用期不少于一年。已被：“上汽通用五菱、昌河汽车、保定长城汽车、沈阳金杯/中华、厦门金龙客车、牡丹汽车、北汽福田、洋马农机（中国）有限公司”指定为装车纯正品。[4]高科防冻液高科长效防冻液符合新的行业标准SH0521-1999，不含亚硝酸盐，含有多种功能性防腐蚀剂，属乙二醇型。有-25度到-45度的红色、蓝色和绿色多种型号，有良好的防沸、防冻、防腐、消泡的功效，不结垢，无异味，具有良好的热传导性及热稳定性。高科牌长效防冻液已通过各项产品认证，各项指标均已达到新标准的要求。科发防冻液科发防冻液采用进口涤纶级乙二醇、去离子净化水和进口复合防腐剂，第四代环保技术配方。化学安定性好  科发长效冷却液，冰点稳定，蒸发损失小，抗泡性优异，防腐效果优异。产品通过交通部汽车能源与利用监测
中心鉴定，执行标准: NB/SH/T0521-2010。车仆防冻液车仆无水冷却液系采用无水MEG体系，配合长效腐蚀抑制剂和有机羧酸盐技术，彻底消除了含水冷却液因有水而造成的“开锅、气蚀、蒸发、水垢”等潜在危害，从容应对冷却系统内部的各种点蚀、气蚀和侵蚀，长效保护冷却系统的安全。可为各种航天飞行器、船舶、坦克、重型装备、越野车、F1赛车以及高档轿车、乘用车冷却系统提供长达十年或八十万公里的优异保护。  车仆防冻液
特点：
1、低凝点-50℃，不结冰，耐严寒；　
2、高沸点160℃以上，彻底解决“开锅”问题；　
3、一次加入，永久使用，无需更换；　
4、无水垢、无腐蚀、无蒸发，延长发动机使用寿命；　
5、实现冷却系统无压力下的高温冷却；　
6、缩短发动机启动升至正常温度的时间，减少冷摩擦；　
7、提高动力、降低油耗、减少污染；　
8、有效改善和平衡发动机温度，减少发动机磨损。[5]