Типы присадок в составе антифризов
На присадки в антифриз приходится всего около пяти процентов в общем объеме незамерзающей жидкости. Но они заметно улучшают рабочие показатели теплоносителя и влияют на срок службы жидкости и системы. Именно присадки защищают металл от разрушения ржавчиной и зарастания накипью, а сам раствор – от появления пены.
На любые вопросы наши специалисты ответят по телефону: +7 (495) 225-60-33 или отправьте сообщение на email: zakaz@eglikol.ru.
Какие бывают присадки в антифризах
Традиционные добавки считаются устаревшими, но все еще используются. К таковым относятся различные неорганические присадки:
Цена на теплоносители традиционного типа относительно невысокая. За рубежом неорганические присадки практически не используются, но на российских рынках антифризы с ними пока еще активно выпускают.
Традиционные присадки имеют побочные эффекты, снижающие эффективность работы теплоносителя. Так, силикаты выделяют гель и абразив, которые загрязняют оборудование и затрудняют нормальное функционирование системы. Фосфаты образуют осадок, если незамерзающую жидкость разбавляют водой, когда необходимо понижение температуры замерзания. Для нитритов характерно быстрое окисление – вещество переходит в неактивную форму и оседает. При высокой концентрации солей начинается коррозия алюминия. Контакт аминов и нитритов приводит к образованию канцерогенных соединений.
Осадок традиционных присадок повышает вязкость охлаждающей жидкости, наслаивается на стенки труб, ухудшает их пропускную способность. Чаще требуется замена теплоносителя и очистка оборудования средством для промывки систем охлаждения (отопления).
Присадки в антифризе разрушаются при нагревании выше 105 градусов. В целом срок службы антифризов с традиционными добавками – около двух-трех лет.
Карбоксилатные органические добавки называют присадками нового поколения, они считаются элитными. Состоят из карбоксилатов – солей карбоновых кислот. Дополнительно в состав входит вещество, замедляющее ржавление меди, противопенная присадка в антифриз и краситель.
Карбоксилатные добавки эффективны против коррозии. Традиционные присадки предотвращают взаимодействие поверхности трубы и воды образованием тонкой пленки на металле. Карбоксилаты действуют иначе – пленки формируются только когда появляется очаг ржавчины и только над пораженными участками, а не по всей поверхности трубы. Работает так называемая адресная защита – избирательная. Это экономит расход вещества.
Карбоксилаты безопасны и устойчивы к сильному нагреванию. Консистенцию раствора не меняют, элементы системы не забивают. Срок эксплуатации антифриза – от 5 до 10 лет.
Гибридная технология производства присадок сочетает использование неорганических и органических соединений. Используются сочетания карбоксилатов и фосфатов с боратами или силикатов. Показатели гибридных растворов выше, чем у антифризов с традиционными присадками, но до элитных все же не дотягивают.
Присадки в антифризы российских производителей
Карбоксилатную технологию используют всего 6 процентов компаний (по данным АКПР), 28 процентов добавляют гибридные присадки. Остальная часть выпускает традиционные теплоносители.
Примеры производителей, применяющих карбоксилатную и смешанную технологии: «Техноформ», «Обнинскоргсинтез», «Тосол-Синтез».
Теплоносители нового поколения с карбоксилатами в составе вы можете заказать в Москве и с доставкой в регионы. Solventis поставляет антифризы от производителей, подделки при покупке у нас исключены. Оцените высокое качество теплоносителей, в составе которых присутствуют «элитные» карбоксилатные присадки в антифриз – среди них Hot Stream и «Арктон».
Всё о присадках: какие они бывают и зачем нужны
Мы уже писали: чтобы из смеси этиленгликоль + вода получить автомобильный антифриз, в неё необходимо добавить целый комплекс присадок. Это и есть та самая «изюминка», которая придает необходимые свойства простому раствору этиленгликоля. А присадки — дело тонкое. Чтобы доказать это, расскажем о них подробнее на примере нашей продукции.
Ещё раз о необходимости присадок в антифризе
Раствор этиленгликоля в воде очень сильно реагирует с металлами, поэтому использовать его в автомобильном моторе в чистом виде нельзя. Коррозия быстро разрушит стенки цилиндров, детали помпы и термостата, достанется и блоку цилиндров.
Много бед может натворить кавитация. Форма каналов системы охлаждения очень сложная — при движении жидкости по ним возникают локальные зоны с пониженным давлением, способствующим возникновению кавитации. Специальные присадки меняют свойства жидкости и подавляют образование кавитационных пузырьков.
Чтобы антифриз не пенился, в него вводят пеногасители. Ещё одни вещества обеспечивают стабильность свойств антифриза в течение срока его службы.
Типичный набор присадок включает в себя:
— антикоррозионные компоненты;
— вещества, подавляющие кавитацию;
— противопенные агенты;
— антиокислительные компоненты;
— вещества, стабилизирующие кислотно-щелочной баланс во время эксплуатации жидкости в двигателе.
Основные присадки
А теперь приоткроем тайну кухни охлаждающих жидкостей. Единых универсальных рецептов не существует. Каждый производитель на основании своего опыта, знаний и представлений о качестве антифриза сам решает какие присадки и в каком количестве добавлять в ОЖ для придания ей нужных свойств. Опять же сам производитель решает, насколько его продукт будет качественным — будет ли он решать свои задачи по максимуму, минимуму или не будет никак.
Поговорим о качественных жидкостях, так как про «плохишей» и говорить нечего.
Антикоррозионные присадки
Исходя из требований к ОЖ, изложенных в различных стандартах и спецификациях автопроизводителей, первое и главное свойство — не проявлять агрессивность к металлам системы охлаждения. Это свойство обеспечивается антикоррозионными присадками.
Агрессивный антифриз съел почти весь металл крыльчатки помпы. Источник: Aritusama / DRIVE2
В приличном антифризе для этого должна быть не одна присадка, а несколько, ведь в системе охлаждения есть детали из разных металлов (сталь, чугун, алюминий, медь, латунь, припой). Каждая присадка «отвечает» за свой металл и в то же время не должна вредить другим металлам. Притом в комплексе эти присадки не должны конфликтовать друг с другом.
В рецептурах ОЖ могут присутствовать в качестве антикоррозионных присадок неорганические и органические вещества как по отдельности, так и в смеси.
На заре производства автомобильных антифризов в их состав входили довольно простые компоненты, например, декстрин (картофельный крахмал) — в те времена этого было достаточно. Он, например, входит в рецептуру тосола и предотвращает коррозию алюминия, меди и припоя. Со временем требования к ОЖ ужесточались и, соответственно, подбор присадок становился главной задачей производителя.
Сегодняшняя охлаждающая жидкость — это сложная система, включающая целый набор антикоррозионных присадок. В этом качестве используют химические органические и неорганические вещества (кислоты, соли, основания, циклические аминосоединения), обладающие свойствами предотвращать коррозионное воздействие на металлы в силу своего строения и свойств.
Эффективность антикоррозионных присадок легко проверяется — для этого существуют апробированные годами лабораторные методы, имитирующие условия эксплуатации ОЖ, и полевые испытания в реальных двигателях.
Присадки, борющиеся с кавитацией
Кавитация — еще одна головная боль для производителя ОЖ. При циркуляции жидкости по системе охлаждения возникают турбулентные (неоднородные) потоки, в которых возникают кавитационные пузырьки. Высокая температура ОЖ помогает этому процессу. Попав в зону с высоким давлением, пузырёк схлопывается — молекулы жидкости устремляются к центру пузырька со скоростью, в 1000 раз превышающей скорость звука. Ударная волна, возникающая при этом, как молотком выбивает частицы металла из поверхности ближайших деталей.
Эрозия крыльчатки помпы, вызванная кавитацией. Источник: DMlTRYz / DRIVE2
Для лечения этой болезни существует свое лекарство в виде специальных присадок, уменьшающих кавитацию. Существует даже стандарт ASTM 6210, который помогает добросовестным производителям ОЖ выдерживать антикавитационные нормы. Он нормирует количество натрия и молибдена в виде натриевых солей азотной и молибденовой кислот. Доказано, что присутствие этих веществ в ОЖ в определенной пропорции снижает уровень кавитационной коррозии.
Как и в случае с коррозией, антикавитационные свойства ОЖ можно проверить лабораторными методами, а также стендовыми и натурными испытаниями.
Противопенные агенты
Охлаждающая жидкость в обязательном порядке должна содержать противовспенивающий компонент. При движении по каналам системы охлаждения она взбалтывается, и если нет присадки, гасящей пену, то ОЖ пенится. Это может привести к возникновению неравномерного теплообмена и, как следствие, к нарушению стабильной работы двигателя.
Из наиболее эффективных ведущими производителями используются силиконовые пеногасители, представляющие собой сложную эмульсию кремнийорганических олигомеров и органомодифицированных силиконов с добавлением органических поверхностно-активных веществ.
Вспенившийся антифриз в расширительном бачке. Источник: Altary / DRIVE2
Требования к ограничению пенообразования изложены как в российских, так и в зарубежных стандартах. Это свойство жидкости может быть проверено как в лаборатории, так и на реальном автомобиле. Методы проверки стандартизованы и помогают выявить некачественную жидкость — например, при экспертизе дефектного автомобиля.
Антиокислительные компоненты
Антиокислители — это вещества, препятствующие разложению сырьевых компонентов и ухудшению свойств ОЖ. Для решения этой задачи чаще всего используют комплексоны, такие как динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон Б). Эти вещества служат индикатором работоспособности ОЖ. При их отсутствии все перечисленные выше свойства ОЖ могут быть утрачены в процессе эксплуатации жидкости, и она превратится в агрессивную смесь этиленгликоля и воды. Важно, чтобы антиокислительные присадки помогали, а не мешали другим присадочным компонентам выполнять свою задачу.
Вещества, регулирующие кислотно-щелочной баланс
Охлаждающая жидкость сохраняет оптимальные свойства только при условии, что активность ионов водорода (кислотно-щелочной баланс — КЩБ) находится в довольно узком интервале — от 7,5 до 10. Повышение или понижение КЩБ относительно указанного интервала приводит к необратимому ухудшению свойств и характеристик антифриза.
Кислотно-щелочной баланс ОЖ во время эксплуатации должен оставаться стабильным, каким бы нагрузкам и перепадам температур она ни подвергалась в двигателе. Потребитель должен быть уверен, что ОЖ сработает как нужно в любом случае, поэтому в неё вводятся специальные вещества, регулирующие уровень ионов водорода.
Рецепт подобран. Что дальше?
А дальше, когда составлен рецепт ОЖ, качество присадок должно быть проверено, т.к. их действие зависит от чистоты входящих в них химических веществ.
Производители антифризов подбирают вещества наилучшего качества и закупают их у химических предприятий в России и в других странах. Но даже работая с известными поставщиками, мы обязаны проверить каждую партию перед передачей на склад для последующей продажи.
Для проверки компонентов технических жидкостей на заводе «Тосол-Синтез» существует специальная лаборатория входного контроля качества сырья. Источник: «Тосол-Синтез»
Технология производства автомобильных антифризов — это сложный химический процесс, в котором важно всё: температура процесса растворения присадок в этиленгликоле и воде, точность дозирования сырья, время перемешивания, однородность смеси. Для контроля за выполнением этих требований технологическая линия производства ОЖ оборудована приборами контроля температуры и дозировочного оборудования. Смешивание производится в реакторах и ёмкостях с перемешивающими устройствами особой конструкции и при определённой скорости вращения.
Цикл приготовления ОЖ в зависимости от сложности рецептуры и технологии ее производства может занимать от трёх часов до суток.
После каждой технологической операции из каждой партии антифриза берутся образцы и отправляются в аналитическую лабораторию на тестирование. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей технических условий, испытания повторяют. Если снова получен неудовлетворительный результат, технологическую операцию бракуют и всю партию возвращают в производство для исправления (в соответствии с регламентом), после чего образцы повторно предъявляют в аналитическую лабораторию.
Если же и после исправления образцы продукта испытания проваливают, партия бракуется окончательно с составлением акта по принятой на предприятии форме.
Так мы создавали и испытывали эти новые антифризы FELIX. FELIX EVO предназначен для современных двигателей автомобилей производства Volkswagen Group (соответствует всем требования стандарта VW TL 774-L). Он изготавливается на основе суперконцентрата GLYSANTIN G165 SC PINK, содержит пакет присадок на основе солей органических кислот, фосфатов и силикатов. FELIX JDM — карбоксилатный антифриз с добавлением фосфатных соединений для японских и корейских автомобилей; соответствует всем требования стандарта KIA/HYUNDAI MS 591. FELIX TYPE D — это ОЖ для моторов RENAULT-NISSAN, соответствующий всем требованиям официального стандарта RENAULT 41-01-001/—T и совместимый с оригинальным антифризом RENAULT GLACEOL RX TYPE D. Источник: «Тосол-Синтез»
Какие присадки добавляют в антифриз
Присадка — препарат, добавляемый в небольших количествах к топливу, смазочным и другим материалам для улучшения их эксплуатационных свойств.
В связи с тем, что этиленгликоль оказывает коррозионное действие на металлы, в состав антифризов вводят антикоррозионные присадки. Для предотвращения вспенивания в антифризы добавляют антипенные присадки.
В традиционных охлаждающих жидкостях, к числу которых относится и Тосол, защиту металлов от коррозии обеспечивают силикаты, бораты, нитриты и др. Также существуют безсиликатные ингибиторы для защиты алюминия, некоторые используют меркаптобензтиазол натрия для защиты меди и латуни, некоторые – бораты или фосфаты для создания pH, некотрые содержат амины в качестве парофазного ингибитора коррозии.,и многие др.
Метасиликат натрия, который многие используют для защиты алюминиевых сплавов, является достаточно эффективным ингибитором, но для современных двигателей с более высокими рабочими температурами и более плотными тепловыми потоками уже не очень подходит. Даже если использовать стабилизаторы силиката, полностью преодолеть проблему образования геля, который может приводить к закупорке радиатора, не возможно. Кстати, практически ни один отечественный производитель ОЖ не использует стабилизатор силиката.
В качестве ингибитора кавитационной коррозии в традиционных рецептурах обычно используют нитрит. Помимо того, что он может взаимодействовать с аминами и образовывать канцерогенные вещества, он имеет и другие недостатки. Главный недостаток – это быстрое расходование ингибитора. Выполняя свою защитную функцию, он переходит в неактивные формы. С другой стороны увеличение его концентрации приводит к коррозии алюминиевых сплавов и припоя. Выпадая в осадок, присадки оседают на стенках внутренних полостей системы охлаждения. В итоге, снижается пропускная способность каналов и ухудшается теплоотвод. Альтернативой в случае использования традиционных охлаждающих жидкостей может быть только частая замена ОЖ.
Значительно лучше проблему защиты от коррозии всех металлов системы охлаждения решают охлаждающие жидкости с пакетами ингибиторов коррозии на основе композиции солей моно- и дикарбоновых кислот (карбоксилатная технология). Над этими рецептурами ряд ведущих производителей ОЖ работают уже с начала 90-х. В составе ОЖ нового поколения разных производителей есть различия, но принципиально это жидкости, которые существенно превосходят по своим эксплуатационным свойствам традиционные.
Такие антифризы содержат в своем составе помимо синергетической композиции солей карбоновых кислот дополнительно ингибитор коррозии меди, антивспенивающую присадку и краситель. Они не содержат силикатов, нитритов, нитратов, фосфатов, боратов и аминов.
Отличие в работе ингибиторов нового поколения по сравнению с традиционными ингибиторами состоит в том, что они образуют значительно более тонкую защитную пленку на поверхностях материалов системы охлаждения. Расходование ингибиторов происходит только в случае возникновения очагов коррозии. С некоторой степенью приближения их можно считать нерасходуемыми ингибиторами. И именно поэтому ОЖ нового поколения выдерживают сроки эксплуатации до 250 тыс.км для легковых автомобилей и 650 тыс.км для грузовых (5 лет).
Сравнительная характеристика эксплуатационных свойств
антикоррозийных присадок
Таким образом, можно сделать вывод, что и силикатный, и карбоксилатный антифриз производятся на базе этиленгликоля (реже — пропиленгликоля). Однако силикатный антифриз, защищая систему охлаждения от коррозии, в процессе эксплуатации покрывает всю внутреннюю ее поверхность тонким слоем накипи, что ухудшает теплообмен в системе охлаждения и снижает ее эффективность. Карбоксилатный же антифриз локализует коррозию только в тех местах, где она появляется.
Стоит отметить, что присадки к антифризам на основе карбоновых кислот (технология OAT) все еще содержат некоторые традиционные ингибиторы коррозии, такие как толитриазол, для защиты «мягких» металлов (медь, латунь и др.), однако срок службы у них намного меньше чем у карбоксилатов. Карбоксилаты сами по себе при определенных условиях могут распадаться на бесполезные и даже вредные химические вещества, и они могут вступать в реакцию с традиционными антифризами (если их, например смешают по ошибке) и образовывать соединения, которые уже не могут действовать как ингибиторы коррозии.
Карбоксилатные антифризы на основе органических кислот имеют и другие недостатки, схожие с недостатками традиционных антифризов на основе неорганических солей. Например, они повреждают некоторые прокладочные материалы. В связи с этим многие специалисты не рекомендуют их к использованию в дизельных двигателях. Также антифризы на основе органических кислот обладают меньшей вязкостью, чем традиционные антифризы, в следствие чего они чаще протекают. С другой стороны растворы с меньшей концентрацией в антифризах на основе органических кислот (менее вязкие), образуют меньше накипи, чем традиционные типы антифризов с высокой концентрацией солей.
Но в любом случае, по мнению большинства специалистов, карбоксилатная технология на данный момент является самой передовой, а карбоксилатные антифризы характеризуются наилучшими эксплуатационными характеристиками.
В России с недавнего времени также выпускаются карбоксилатные антифризы. В частности, к антифризам данного класса относятся «Sintec Euro» (Обнинскоргсинтез), «Cool Stream» (Техноформ), Felix (Тосол-Синтез), «Торса» (Булгар-Синтез), ISL (И.С.Лаборатория). В некоторых из этих продуктов карбоксилатная технология сочетается с традиционной. В составе таких антифризов отсутствуют нитриты, нитраты и амины (их заменяют соли карбоновых кислот), но имеются бораты и фосфаты. Такой синтез двух технологий позволяет увеличить срок службы антифриза лишь до 3 лет. И все же данные жидкости намного лучше охлаждающих жидкостей, изготовленных по стандартам ASTM D3306.
В Россию присадки для производства охлаждающих жидкостей поставляют крупные иностранные концерны: BASF, Arteco, Hi-Gear. Около 90% российского рынка присадок для антифризов составляет продукция BASF, поставляющего различные модификации пакета присадок Glysantin.
В большинстве случаев пакет присадок поставляется в растворе этиленгликоля. Химический состав их не разглашается. В технической характеристике приводятся по большей части общие данные.
В России пока нет подобных разработок. Создание пакета присадок такого уровня очень длительное и дорогостоящее мероприятие. Проведение всего комплекса испытаний требует серьезной научной и технической базы, владение методиками экспесс-оценки, которые у нас отсутствуют в силу невостребованности и ввиду отставания нашего автопрома от мирового уровня.
Ниже приведены основные характеристики ингибиторов коррозии и пакетов присадок, поставляемых Basf и Arteco. Пакет присадок представляет собой суперконцентрированный раствор антикоррозийных, антипенных, смазывающих и других компонентов в растворе моноэтиленгликоле.
Характеристика ингибиторов коррозии и пакетов присадок Basf и Arteco
Суперконцентрат (пакет присадок, растворенных в МЭГ)
Подробнее с анализом текущей ситуации и прогнозом развития российского рынка спанбонда можно познакомиться в отчетах маркетингового исследования Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков « Рынок автомобильных охлаждающих жидкостей (антифризов, тосолов) в России »
Об авторе:
Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях — проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.
• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование
Присадки в антифриз
Этиленгликоль способствует развитию коррозии на металлических поверхностях. Для того, чтобы этого избежать, в антифризы добавляют антикоррозийнные присадки. Также антифриз не должен пениться – для этого в антифризы заливают антипенные присадки.
Тосол входит в число традиционных охлаждающих жидкостей. Благодаря своему составу, включающему в себя силикаты, бораты, нитриты и пр. вещества, он успешно противостоит коррозии. Кроме того есть безсиликатные ингибиторы для защиты алюминия – определенная их часть применяет меркаптобензтиазол натрия (защита меди, латуни), другие – бораты или фосфаты.
Для защиты алюминиевых сплавов часто применяется метасиликат натрия. Он действительно эффективный ингибитор, но, увы, это уже вчерашний день. Развитие техники ушло далеко вперед и в нынешних двигателях с большими эксплуатационными температурами и плотными термопотоками он использоваться не может.
Нитрит применяется как ингибитор кавитационной коррозии. Имеет недостатки: взаимодействие с аминами и формирование канцерогенов, быстро расходуется. Кроме того, он по завершению своей функции, не исчезает в никуда, а переходит в неактивные формы. Постепенно его концентрация растет, это ведет к коррозии алюминиевых сплавов и припоя.
Далее, отработавшие присадки выпадают в осадок и покрывают внутренние стенки системы охлаждения. Как результат, уменьшается пропускная функция каналов и снижается отведения тепла.
Есть вариант лучше. Чтобы достичь более эффективной защиты от коррозии систему охлаждения, разуменее перейти на охлаждающие жидкости, содержащие пакеты ингибиторов коррозии на основе карбоксилатов. Данные ОЖ нового поколения значительно превосходят по своим рабочим качествам традиционные.
Означенные антифризы включают в себя кроме композиции солей карбоновых кислот также ингибитор коррозии меди, противовспенивающую присадку, краситель. Что же касается силикатов, нитритов, фосфатов, боратов и аминов, то они в составе отсутствуют.
В чем же заключается их отличие от традиционных ингибиторов? Ингибиторы нового поколения формируют более тонкую защитную пленку на элементах системы охлаждения. К тому же расходуются они гораздо более экономно по сравнению с традиционными — только если появляются очаги коррозии. По этой причине охлаждающие жидкости нового поколения работают в течение 250 тыс. км пробега для легкового транспорта и 650 тыс.км для грузовиков.
Исходя из этого, можно сказать, что силикатный и карбоксилатный антифризы изготавливаются на основе этиленгликоля. Тем не менее, силикатный антифриз, защищая систему охлаждения от коррозии, при работе формирует внутри системы слой накипи, это грозит снижением теплообмена в системе охлаждения.
А карбоксилатный антифриз, в отличие от своего силикатного «собрата», локализует коррозию исключительно в местах появления.
Однако следует помнить, что встречается содержание в присадках в антифризы ряда стандартных ингибиторов коррозии, например, толитриазол, но это существенно снизит их срок службы.
Сами карбоксилаты тоже не вечны и могут распадаться на побочные (бесполезные или вредные) химические соединения, а кроме того могут реагировать с традиционными антифризами. В итоге получаются соединения, уже не способные работать как ингибиторы коррозии.
На этом список недостатков карбоксилатных антифризов на базе органических кислот не заканчивается. Например, они наносят вред ряду прокладочных материалов. Из-за этого многие технические специалисты выступают против их использования в дизельных двигателях. Далее, антифризы на базе органических кислот менее вязки в сравнении с традиционными, этим обусловлена их частая протечка.
Как считают многие специалисты, несмотря на ряд существенных недочетов, карбоксилатная технология на сегодняшний день остается наиболее современной, а карбоксилатные антифризы отличаются оптимальными рабочими характеристиками.
На территории РФ с недавнего времени тоже производятся карбоксилатные антифризы. Как пример, в их число входят антифризы Cool Stream. Антифризы марки Cool Stream – плод научных достижений в сфере антикоррозийной защиты металла. Пакет присадок антифризов Cool Stream составляют безвредные для окружающей среды карбоновые кислоты.
Cool Stream – новая ступенька в мире охлаждающих жидкостей, преемник традиционного тосола и прочих охлаждающих жидкостей, изготовленных с использованием традиционных технологий.