Антифриз. Из чего же, из чего же сделаны...

В настоящее время подавляющее число автомобильных антифризов созданы на основе этиленгликоля. Как мы уже знаем, главная проблема водно-гликолевой смеси — высокая коррозийная активность к цветным металлам, для решения которой в их состав вводят пакеты присадок. Соответственно по составу пакета присадок все они делятся на три группы:

1. Неорганические (или традиционные, или силикатные)
2. Гибридные.
3. Органические (или карбоксилатные)

 

Неорганические антифризы.

Исторически первые пакеты присадок для антифризов состояли из неорганических веществ — силикатов, фосфатов, боратов, нитритов, аминов, нитратов и их комбинаций.

Данные пакеты в процессе эксплуатации образуют на поверхности системы охлаждения защитный слой (толщиной порядка 1000 ангстрем), который препятствует воздействию водно-гликолевой смеси. В случае нарушения данного защитного слоя и попытке коррозионного воздействия пакет присадок практически мгновенно срабатывает, восстанавливая целостность защиты. Именно классу неорганических антифризов относился советский ТОСОЛ.

С развитием автомобилестроения, увеличения теплоотдачи с литра рабочего объема, широкого применения в конструкции двигателей цветных металлов и алюминия, ростом межсервисного пробега, неорганические антифризы стали всё меньше удовлетворять предъявляемым требованиям. К их основным недостаткам можно отнести:

• Небольшой срок службы неорганических ингибиторов (не более 2-х лет)
• Неспособность выдерживать высокие (более 105 °С) температуры
• Некоторое снижение теплообмена и снижение эффективности охлаждения двигателя за счет защитного слоя
• Формирование по мере срабатывания присадок твердых абразивных нерастворимых частиц, сокращающих срок службы водяного насоса, блокирующих работу термостата и засоряющих радиатор
• Силикаты провоцируют коррозию цветных металлов и по мере выпадения в осадок формируют гелеобразные отложения
• Бораты, нейтрализуя продукты окисления этиленгликоля и защищая черные металлы, при нагревании вызывают точечную коррозию (питтинг) алюминия
• Нитриты, защищая от точечной коррозии алюминий, в соединении с аминами образуют токсичные канцерогенные соединения и разрушают припой
• Отсутствие защиты от кавитации. Кавитацией называется процесс образования в жидкости пузырьков газа. Собственно, любой, кто видел кипящую воду, знаком с этим процессом. Для системы охлаждения опасен не процесс образования пузырьков, а процесс их разрушения: формирующаяся при взрыве пузырьков ударная волна разрушает защитный слой на системе охлаждения. Как выглядят результаты кавитации на практике можно посмотреть здесь.
  

 

Органические или карбоксилатные антифризы.

Прогресс не стоял на месте, и с конца 90-х годов неорганические пакеты присадок были заменены новыми на основе органических (карбоновых) кислот. В иностранной литературе обозначаются как "OAT coolants" (Organic Acid Technology) и обычно называются органическими (или карбоксилатными).

Новые органические антифризы не содержат силикатов, нитритов, нитратов, фосфатов, боратов и аминов, столь «не дружественных» окружающей среде. Прогрессивная общественность, изрядно повернутая (в психиатрическом смысле данного слова) на всяческих «зеленых» и «ЭКО» технологиях, приветствовала этот шаг. Конечно, всеобщее ликование несколько огорчал тот факт, что сама основа, которая составляет до 98% антифриза (если не считать воду), представляет собой этиленгликоль — яд. Дабы не останавливаться на достигнутом, протиииивный этиленгликоль предложили на радостях заменить «на более прогрессивный, и экологичный» ... глицерин. Но идея не была поддержана массами по сей день ждет своей реализации.

Однако, органические антифризы кроме маркетинговых имели и вполне реальные преимущества.

• Ингибиторы на основе карбоксилатных кислот не образуют защитного слоя по всей поверхности системы, адсорбируются лишь в местах (очагах) возникновения коррозии с образованием защитных слоев толщиной не более 0,1 микрона. То есть ингибиторы расходуются только в случае возникновения очагов коррозии. Это обеспечивает больший срок службы: 5 лет против 2-х лет у неорганических.
• Более тонкая пленка органических ингибиторов обеспечивает более эффективный теплообмен системы охлаждения с окружающей средой
• Органические ингибиторы лучше защищают от кавитации.

 

Гибридные антифризы.

В 90-х годах также появились антифризы, которые не содержали в своих антикоррозийных пакетах присадок нитритов и/или аминов с фосфатами. Силикаты (в европейской версии) и фосфаты (в японской и корейской) они сохранили, но дополнились ингибиторами коррозии на основе органических кислот. Поскольку данные антифризы сочетали в своем составе как органические, так и неорганические элементы, их и назвали гибридными. В момент своего появления они имели срок службы до 3-х лет, что превосходило неорганические антифризы.

С маркетинговой и экологической точки зрения было абсолютно очевидно, что, занимающие промежуточное положение между неорганическими и антифризами, с появлением замечательных «зеленых» гибридные антифризы должны были покинуть рынок. Однако они почему-то не торопились, и полная победа экологии всё время откладывалась.

Особенно не торопились в этом вопросе японские автопроизводители, продолжавшие по непонятным для прогрессивной общественности основаниям использовать совместно с органическими ингибиторы на основе фосфатов (так называемая «P-OAT технология»). Поклонники европейского автопрома усматривали в этом "дикость азиатов, прозябающих в стороне от столбовой дороги цивилизации" и лишнее доказательство превосходства любимых автопроизводителей. Почитатели японских автомобилестроителей смущались, оправдывались и выдвигали теории о том, что:

• фосфатов там совсем немного
• фосфаты — практически органические элементы
• P-OAT — это особый «органический» путь японцев…

Но в 2008 году случилось страшное. Лидер европейского автопрома (как минимум в количественном выражении) концерн Volkswagen, автор де-факто стандартов антифризов европейского рынка (подробнее об этом в следующей статье) объявил о переходе к использованию в своих автомобилях «нового антифриза, рассчитанного на весь срок службы двигателя». Технология, обеспечивающая столь завидный срок службы, загадочно называется "Lobrid" или "SOAT" или "Freecor QRC" или «биполярная». Но при внимательном рассмотрении оказывается, что в «их основе карбоксилатные пакеты с небольшим количеством минеральных ингибиторов». То есть хорошо известная гибридная технология.