1.本发明涉及风电机组冷却相关领域，具体是一种具有螯合作用的风电机组冷却液及其制备方法，对风电机铝制散热器有很好的缓蚀效果。
背景技术：
2.近年来，风力发电作为一种可再生清洁能源得到快速发展。越来越多的风力发电机组在我国投入建设运行，单台风机装机容量也越来越大。风力发电是将风能转换为机械能进而将机械能转换为电能的过程。在运转过程中，风力发电机组内的变流器会产生大量热量，若不能及时将热量散出，温度升高将会严重影响变流器的正常工作，甚至导致器件烧毁。风电机组冷却系统的工作原理是由水泵带动封闭管路里的冷却液进行换热，吸热后的冷却液经风冷却器与冷却空气进行二次热交换，从而降低系统的温度。冷却系统的工作效率直接影响变流器的工作效率以及风电机组的发电效率。冷却液作为变频器冷却系统的冷却介质，在高寒地区低温时冷却液需具备低温防冻的功效，高温时需具备防腐功效。
3.铝合金由于具有密度轻、成本低、导热性好等特点，成为风电机冷却系统所使用的主要材料之一。目前风电冷却液大部分直接采用发动机防冻液，随着风电机单机容量的增加和风电机运行时间的延长，风电冷却系统逐渐出现腐蚀穿孔漏水问题，不但危害到风电机组的正常运行，而且造成巨大的经济损失。
4.铝是一种两性金属，尽管铝在大气环境以及在ph值为6～8.5的水溶液中，能够在其表面形成稳定的自然氧化膜，具有一定的耐蚀性。但是当溶液中含有侵蚀离子时，钝化保护膜会产生缺陷而导致点蚀，对铝的耐蚀性造成影响。因此开发满足大容量风电机需求的冷却液也成为研究的重点。
5.冷却液主要由防冻剂、缓蚀剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等组成，具有良好的流动性，可带走多余的能量，保护换流器正常运转。目前，汽车发动机冷却液为乙二醇—水溶液，其中的添加剂分为有机型和无机型两类，无机型添加型冷却液多使用价格便宜的硅酸盐配方，冷却液稳定性差，容易产生沉淀，造成冷却系统管路阻塞，引起严重事故。有机型添加剂具有消耗量低，使用寿命长的特点，与无机盐缓蚀剂之间存在很好的协同作用。但风电行业有其使用的特殊性，换流器换热系统与发动机换热器存在本质的区别，冷却液运行环境及温度均有较大的不同，因此发动机防冻液不能直接用作风电机组变频器冷却液。特别是铝合金活泼性高，一些杂质重金属离子的存在，会引起铝合金严重的点蚀。此外，铜、铁等金属离子，还会催化加速乙二醇氧化形成乙醇酸，这会加重热交换材料的腐蚀。目前一些常用的汽车冷却液配方对铝合金的保护效果不好。
技术实现要素：
6.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种具有螯合作用的风电机组冷却液及其制备方法，该冷却液配方中除含有长效的有机缓蚀物质外，还含有对铜、铁等重金属离子有良好配位作用的螯合剂，不会发生无机添加剂析出、沉淀等问题，具
有良好的防冻、防腐蚀、防结垢效果。
7.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种具有螯合作用的风电机组冷却液，由乙二醇-水溶液、杂环缓蚀剂、苯甲酸盐缓蚀剂、重金属螯合剂等组成，其特征在于，其原料组成按重量百分比计算如下：
8.乙二醇20-60％；
9.苯并三氮唑0.1-0.25％；
10.疏基苯并噻唑0.1-0.25％；
11.苯甲酸盐2-5％；
12.亚氨基二琥珀酸钠0.02-0.20％；
13.余量为去离子水。
14.进一步的，所述重金属螯合剂为亚氨基二琥珀酸钠。
15.进一步的，所述冷却液的ph值为8.0～8.5。
16.进一步的，所述杂环缓蚀剂为苯并三氮唑和疏基苯并噻唑的复合物。
17.进一步的，所述苯甲酸盐缓蚀剂为苯甲酸钠、肉桂酸钠和特丁基苯甲酸中的一种或几种。
18.制备方法：首先向乙二醇中加入去离子水，再依次添加苯并三氮唑、巯基苯并噻唑、苯甲酸盐、亚氨基二琥珀酸钠，用naoh调节ph至8.0-8.5，搅拌至澄清透明，再加入水性荧光染料，即得到本发明的风电机组冷却液。
19.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
20.本发明提供的风电机冷却液，由于其组份除水外均是长效的有机物质，长时间储存后不会发生无机添加剂析出、沉淀等问题，对于风电机换流器冷却系统具有非常好的缓蚀效果，特别是由于添加了对铜、铁等金属具有络合作用的复合螯合剂，起到了复合增效的作用，可以避免重金属离子引起铝合金的点蚀，以及重金属离子催化加速乙二醇的氧化酸化导致的铝合金腐蚀失效，从而达到了良好的缓蚀效果。
21.另外，本发明的风电机冷却液，溶液透明澄清，符合风电冷却技术发展方向，有效地解决了铝制散热器的腐蚀问题及其冷却液储存稳定性等问题，并具有良好的散热性能、环保、无公害、使用寿命长的优点，对于风电机换流器具有非常好的保护效果。
附图说明
22.图1是3003铝合金在4种配方中的阻抗谱图。
23.图2是6063铝合金在4种配方中的阻抗谱图。
24.图3是3003铝合金在配方1(a)、配方2(b)、配方3(c)、配方4(d)中的极化曲线图。
25.图4是6063铝合金在配方1(a)、配方2(b)、配方3(c)、配方4(d)中的极化曲线图。
具体实施方式
26.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
27.实施例1。
28.本实施例中，一种具有螯合作用的风电机组冷却液，其原料组成按重量百分比计
算如下：
29.乙二醇60％
30.苯并三氮唑0.1％
31.疏基苯并噻唑0.1％
32.苯甲酸钠2％
33.亚氨基二琥珀酸钠0.02％
34.余量为去离子水。
35.制备方法：用去离子水和乙二醇配成乙二醇-水浴液，再向所得的乙二醇-水溶液中依次加入苯并三氮唑、疏基苯并噻唑、苯甲酸钠、亚氨基二琥珀酸钠，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，最终得到风电机组冷却液。
36.实施例2。
37.本实施例中，一种具有螯合作用的风电机组冷却液，其原料组成按重量百分比计算如下：
38.乙二醇40％
39.苯并三氮唑0.15％
40.疏基苯并噻唑0.15％
41.苯甲酸钠3％
42.亚氨基二琥珀酸钠0.05％
43.余量为去离子水。
44.制备方法：用去离子水和乙二醇配成乙二醇-水浴液，再向所得的乙二醇-水溶液中依次加入苯并三氮唑、疏基苯并噻唑、苯甲酸钠、亚氨基二琥珀酸钠，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，加入naoh调ph值至8.0，最终得到风电机组冷却液。
45.实施例3。
46.本实施例中，一种具有螯合作用的风电机组冷却液，其原料组成按重量百分比计算如下：
47.乙二醇30％
48.苯并三氮唑0.20％
49.疏基苯并噻唑0.20％
50.苯甲酸钠3％
51.肉桂酸钠1％
52.亚氨基二琥铂酸钠0.1％
53.余量为去离子水。
54.制备方法：用去离子水和乙二醇配成乙二醇-水浴液，再向所得的乙二醇-水溶液中依次加入苯并三氮唑、疏基苯并噻唑、苯甲酸钠、肉桂酸钠、亚氨基二琥珀酸钠，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，加入naoh调ph值至8.5，最终得到风电机组冷却液。
55.实施例4。
56.乙二醇20％
57.苯并三氮唑0.25％
58.疏基苯并噻唑0.25％
59.苯甲酸钠5％
60.亚氨基二琥铂酸钠0.20％
61.余量为去离子水。
62.制备方法：用去离子水和乙二醇配成乙二醇-水浴液，再向所得的乙二醇-水溶液中依次加入苯并三氮唑、疏基苯并噻唑、苯甲酸钠、亚氨基二琥珀酸钠，每次添加完一种原料后搅拌，待溶液澄清后方可添加另外一种原料，加入naoh调ph值至8.5，最终得到风电机组冷却液。
63.对比例1。
64.对实施例1-实施例4所得的风电机组冷却液进行理化性质测试。
65.表1冷却液样品ph值、储备碱度和电导率
66.样品编号ph值储备碱度(ml)电导率(μs/cm)配方17.994.61450配方28.517.13200配方38.496.93400配方48.496.95200
67.表1数据说明，4种配方的ph大致落在8.0～8.5之间。本发明所得到的冷却液储备碱度是4ml hcl，具有较高的储备碱度，从而对铝合金具有长效的保护作用。
68.对比例2。
69.对实施例1-实施例4所得的风电机组冷却液按sh/t0085-91标准进行腐蚀挂片实验。
70.选用尺寸为50.0mm
×
25.0mm
×
1.5mm的铝挂片，将铝挂片经金相砂纸打磨后分别浸入实施例1-实施例4所得的风电机组冷却液中336
±
2h(88
±
2℃)后取出，用软毛刷刷洗去膜后称重，所得实验结果见表2。实施例1
–
实施例4中冷却液记作配方1-4，并做空白对照。
71.表2腐蚀实验前、后各试样的质量及失重率
[0072][0073][0074]
从表2可以看出，铝合金在所有配方中腐蚀浸泡实验后的失重小于30mg，远低于目前市售冷却液对铝合金的腐蚀失重数据。
[0075]
对比例3。
[0076]
对实施例1
–
实施例4所得的风电机组冷却液进行铝合金材料腐蚀电化学实验。
[0077]
参见图1，3003铝合金在四种配方的电荷传递电阻值大于100kω
·
cm-2
，表明四种冷却液配方对3003铝合金有良好的保护作用。
[0078]
参见图2，6063系列铝合金阻抗谱；
[0079]
6063铝合金的阻抗谱情况与3003系列铝合金的相似。6063铝合金在四种配方的电荷传递电阻值大于100kω
·
cm-2
，表明四种冷却液配方对6063铝合金有良好的保护作用。
[0080]
参见图3，3003系列铝合金极化曲线；
[0081]
表3 3003铝合金在4种配方冷却液中极化曲线拟合数据汇总
[0082]
冷却液腐蚀电位/v腐蚀电流密度/(a
·
cm-2
)阴极斜率/(1/v)阳极斜率/(1/v)配方1-0.89971.193
×
10-7-5.2526.715配方2-0.91913.178
×
10-7-7.7651.345配方3-0.89713.049
×
10-7-5.8689.077配方4-0.98421.042
×
10-6-7.9624.594
[0083]
参见图4，6063系列铝合金极化曲线；
[0084]
表4 6063铝合金在4种配方冷却液中极化曲线拟合数据汇总
[0085]
冷却液腐蚀电位/v腐蚀电流密度/(a
·
cm-2
)阴极斜率/(1/v)阳极斜率/(1/v)配方1-0.84967.124
×
10-7-10.7646.279配方2-0.86529.541
×
10-8-6.7692.342配方3-0.97541.056
×
10-6-7.0323.562配方4-0.87512.575
×
10-7-2.2782.351
[0086]
极化曲线测试表明，无论是3003系列铝合金还是6063系列铝合金，在添加了缓蚀剂4种配方冷却液的腐蚀电化学过程受到了明显的抑制，其腐蚀电流密度均小于1.1
×
10-6a·
cm-2
，表明其对铝合金有良好的保护作用。
[0087]
本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
[0088]
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。