车用工作液-基础化学成果

汽车工作液主要包括制动液、防冻液、车用空调制冷剂、汽车风窗玻璃清洗液等。

1.制动液

制动液亦称刹车油或刹车液，用于液压制动系统中传递压力，使车轮制动器实现制动作用。

我国目前使用的制动液，按原料工艺和使用要求的不同，其产品一般分为醇型、矿油型、合成型三类。

（1）醇型制动液

醇型制动液的基本组成是蓖麻油45%～55%和醇55%～45%（百分数指质量分数）进行调配，生产原料易得，合成生产工艺简单。产品润滑性能好，凝固点低，与水互溶性差，在低温的时候会变稠、分层，使用过程中易氧化变质，不能保证安全行车。

（2）矿油型制动液

矿油型制动液是以精制的柴油馏分经深度脱蜡后的组分作为基础油，加入增粘剂、抗氧化剂、防锈剂、染色剂等调和而成。这类制动液的温度适应范围宽、低温性能好，有良好的润滑性，对金属无腐蚀作用。但不能与水及合成制动液混溶，否则会影响制动效果，对天然橡胶有溶胀作用，必须使用耐油橡胶密封件。

（3）合成型制动液

合成型制动液由基础液、稀释剂和添加剂组成，在低温下使用有较好的供油性，对橡胶不会产生侵蚀溶胀，是目前使用最多的制动液，可分为醇醚型、酯型和硅型三类。

醇醚型制动液由润滑剂、稀释剂和添加剂组成，常用的润滑剂有乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烷加成物、环氧丙烷的聚合物等；常用的稀释剂有二甘醇醚、三甘醇醚，四甘醇醚等；常用的添加剂有抗氧剂、抗腐蚀剂、防锈剂、抗磨剂、pH值调整剂等。产品性能较为稳定，成本较低，用量最大。其缺点是平衡回流沸点不大高，低温性能差，而且在湿热气候条件下使用时，制动器部件易锈蚀。

酯型制动液的基础液为羧酸酯与硼酸酯，加入质量分数大约为总量的20%～50%，常用的稀释剂为聚乙二醇的单烷基醚等，常用的添加剂有抗氧化剂、抗腐蚀剂、pH值调整剂等。性能比前者有很大改善。

硅型制动液一般为烷撑聚醚硅酸酯，如聚烷撑乙二醇硅酸酯等，并加有橡胶抗溶胀剂和其他添加剂。这类制动液性能较好，但价格昂贵。

制动液对油漆有腐蚀作用，应避免其接触车身油漆。矿物油会损坏制动系统的密封件及衬套，故不要使制动液与矿物油类的液体（机油、汽油、清洁剂）接触或混入制动液。制动液本身有较强的吸湿性，能够吸收周围空气中的水分，应将其密封保存。

2.冷却液

冷却液是汽车发动机不可缺少的一部分。它通过在发动机冷却系统中循环流动，将发动机工作中产生的多余热能带走，使发动机能以正常工作温度运转。当冷却液不足时，将会使发动机水温过高，而导致发动机机件的损坏。除了冷却作用外，冷却液还应具有冬季防冻，防金属部件腐蚀、防橡胶件老化，防水垢等性能。

据此，常用的发动机冷却液主要成分为水、防冻液和添加剂，常用的有乙二醇-水型冷却液、酒精-水型冷却液和甘油-水型冷却液三种。

（1）乙二醇-水型冷却液

乙二醇是一种无色微黏的液体，有毒，沸点197.4℃，冰点-11.5℃，能与水以任意比例互溶。当乙二醇含量为68%时，冰点可降到-68℃，超过这个限量时，冰点反而上升。

乙二醇-水型冷却液具有冰点低、沸点高、不起泡、流动性好、化学性质稳定、防腐防垢性好等优点。但在使用中易生成酸性物质，对金属有腐蚀作用，因此，应加入适量的磷酸氢二钠等以防腐蚀。

乙二醇吸水性强，贮存容器应密封，以防吸水后溢出。由于乙二醇比水的沸点高，使用中被蒸发的是水，因此当缺防冻液时只要加入纯净水就可以。这种冷却液用后能回收（防止混入石油产品），经过沉淀、过滤，加水调整浓度，补加防腐剂后还可继续使用，一般可用3～5年。

（2）酒精-水型冷却液

酒精（化学式为C2H5OH）沸点78.3℃，冰点-114℃，与水以任意比例混溶，组成不同冰点的冷却液。酒精含量越高，冰点越低。

图3-2-5　冷却液

酒精-水冷却液具有流动性好、散热快、取材方便、配制简单等优点；但酒精是易燃品，当冷却液中酒精含量达到40%以上时，就容易产生酒精蒸汽而着火，因此冷却液中酒精含量不宜超过40%，冰点须限制在-30℃左右。

由于酒精蒸发后冷却液成分发生变化，冰点升高，因此，在高寒地区不宜使用酒精-水冷却液。

（3）甘油-水型冷却液

甘油（化学式为，化学名称丙三醇，是无色无臭糖浆状液体，有吸湿性，能与水、乙醇和乙酸乙酯互溶，不溶于乙醚、苯、二硫化碳（CS2）。甘油可燃，与强氧化剂如铬酸酐、氯酸钾和高锰酸钾等接触，能引起强烈地燃烧或爆炸。(www.xing528.com)

甘油-水型冷却液沸点较高，不易蒸发和着火，对金属腐蚀性小。但甘油降低冰点的效率低，成本高，配制同一冰点的冷却液时，比乙二醇、酒精的用量都大，保存密封要求严格。

因此，这种冷却液用得较少，一般在选购和配制时，其冰点应比环境最低气温低5℃以上。

3.风窗玻璃清洗液

通常我们清洗玻璃都是用自来水，但由于自来水中钙离子、镁离子的影响，会在车身表面留下模糊的涂层，清洗效果不理想，尤其是天长日久经风吹雨淋的玻璃表面的污垢，很难用自来水清洗干净。随着社会的发展，清洗剂行业发展日趋活跃，人们对玻璃清洗剂的要求也越来越高，在要求基本清洗能力的同时，还需要清洗剂功效齐全、对环境无害、节省清洗时间、简化清洁步骤等。这些都要求开发功效更齐全的玻璃清洗剂。

调查分析表明，汽车玻璃附着污垢的主要成分为泥沙、灰尘、树胶、虫胶、汽油或柴油燃烧产生的油垢、残余上光蜡、昆虫遗体等。泥沙、灰尘可由水洗净，所以，汽车挡风玻璃清洗剂的主要溶剂应为水，但油垢、动植物胶质很难被水洗净，故清洗剂中必须加入有机溶剂，以增加清洗剂对污物的溶解性。液体洗涤剂中加入三乙醇胺，可去除油性污垢，特别是非极性皮脂的去除，同时通过提高碱性可提高去污性能。乙二胺四乙酸二钠为白色固体粉末，在水溶液中能与钙、镁等金属离子形成牢固的网状结构，使金属离子被束缚，达到使硬水软化的目的，另外，它还能使水溶液提高透明度，并具有一定的杀菌能力。

图3-2-6　风窗玻璃清洗液

同时，为了保证冬季使用，汽车玻璃清洗剂必须有防冻功效，有机溶剂的加入可使汽车玻璃清洗剂的冰点达到防冻要求。有机溶剂可选择甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇等。甲醇价格低廉，溶解性能好，防冻效果强，但闪点低、毒性大，安全性能较差，低档产品可以选用；丁醇、异丙醇价格较乙醇高，毒性也较乙醇高；乙醇价格适中，溶解性好防冻性好，无毒，安全，气味能被消费者接受，故选用乙醇为有机溶剂。

由于清洗剂原料中某些组分会产生令人不愉快的气味，为了遮盖这种气味，常常在清洗剂中加入香精，使消费者在接触或使用清洗剂的过程能嗅得到一种舒适愉快的香气，从而对产品有好感，乐于使用这些制品。

4.制冷剂

制冷系统中循环流动的工作介质叫制冷剂，它在系统的各个部件间循环流动以实现能量的转换和传递，既制冷剂在蒸发器中汽化时吸热，在冷凝器中凝结时放热，以达到制冷的目的。

制冷剂的黏度应尽可能小、导热系数应当高、具有一定的吸水性、对人体健康无损害、无毒性、无刺激性，化学稳定性好，即不燃烧、不爆炸，使用中不变质、不分解等。

当前能用作制冷剂的物质有80多种，根据制冷剂的分子构成可将制冷剂分为无机化合物制冷剂和有机化合物制冷剂。无机化合物制冷剂使用比较早，包括液氨、水（H2O）、固态二氧化碳［又叫干冰（CO2）］等。有机化合物制冷剂有卤代烃类，如氟利昂；碳氢化合物类，如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等。

（1）液氨

液氨（化学式为NH3）的汽化潜热大，单位容积制冷量也大。纯氨对润滑油无不良影响，但有水分时，会降低冷冻油的润滑作用。纯氨对钢铁无腐蚀作用，但当氨中含有水分时将腐蚀铜和铜合金（磷青铜除外），故在氨制冷系统中对管道及阀件均不采用铜和铜合金。氨的蒸气无色，有强烈的刺激臭味。氨对人体有较大的毒性，当氨液飞溅到皮肤上时会引起冻伤。当空气中氨蒸气的容积达到0.5%～0.6%时可引起爆炸。氨在常温下不易燃烧，但加热至350℃时，则分解为氮和氢气，氢气与空气中的氧气混合后会发生爆炸。

（2）氟利昂

氟利昂是氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称，因此又称“氟氯烷”或“氟氯烃”。氟利昂化学性质稳定，在大气中的平均寿命达数百年，所以排放到大气中的氟利昂大部分仍留在大气层中，一小部分升入平流层，在一定的气象条件下，会在强烈紫外线的作用下被分解，分解释放出的氯原子自由基同臭氧会发生连锁反应，不断破坏臭氧分子。目前地球上已出现很多臭氧层漏洞，有些漏洞已超过非洲面积，氟利昂已被限制使用。

图3-2-7　制冷剂

（3）碳氢化合物制冷剂

碳氢化合物制冷剂包括饱和碳氢化合物制冷剂和不饱和碳氢化合物制冷剂两类。甲烷（化学式为CH4）、乙烷（化学式为C2H6）等属于饱和碳氢化合物制冷剂。乙烯（化学式为C2H4）、丙烯（化学式为C3H6）等烯烃属于不饱和碳氢化合物制冷剂。这类制冷剂毒性低，但易燃易爆，安全性差。

■资料卡片

可生物降解润滑油

生物降解润滑油也叫环境友好润滑油，是指在较短时间内能被自然界中的活性微生物（细菌）消化和代谢的润滑油。润滑油的生物降解能力是指其被活性有机体通过生物作用分解为诸如CO2、H2O等简单化合物的能力。在生物降解过程中常伴随着物质损失、最终产物CO2和H2O的生成、O2的消耗、能量释放和微生物量的增加等。

常用的可生物降解润滑油的基础油按物理化学性质可分为聚α-烯烃、聚二醇、合成双酯、多元醇酯及植物油等。基础油的生物降解性不仅取决于其类型，还取决于结构。同一类基础油，结构不同时，生物降解性也不同。

思　考

1.车用润滑油基础油分成哪几类？

2.常用的发动机冷却液的成分有哪些？