Frostschutzmittel
Englisch: antifreeze
Lösung aus Ethylenglykol, die dem Wasser im Kühler eines Kraftwagens beigemischt oder an dessen Stelle verwendet wird.
Frostschutzmittel: Kühlflüssigkeit, die im Winter nicht gefriert
Frostschutzmittel ist ein flüssiger Zusatzstoff, der mit Wasser im Motorkühlsystem gemischt wird, um zu verhindern, dass die Kühlflüssigkeit bei Temperaturen unter null Grad Celsius gefriert und bei hohen Motortemperaturen verdampft. Der Grundstoff ist fast immer Ethylenglykol, eine zähflüssige organische Verbindung mit einem Gefrierpunkt von etwa minus 12 Grad Celsius im reinen Zustand. Beim Mischen mit Wasser im richtigen Verhältnis, typischerweise 50:50 nach Volumen, gefriert das Gemisch bei etwa minus 37 Grad Celsius, deutlich unter dem Punkt, bei dem Wasser allein zu Eis werden und Motorblock-Gussgehäuse beschädigen würde.
Neben dem Frostschutz erfüllt Frostschutzmittel mehrere andere kritische Funktionen. Es erhöht den Siedepunkt der Kühlflüssigkeit um etwa 10 Grad Celsius, sodass das System heißer laufen kann, ohne dass Kavitation oder Kühlflüssigkeitsverluste auftreten. Es enthält Korrosionsinhibitoren, normalerweise Silikate oder Verbindungen mit organischer Säuretechnologie, die Gusseisenteile, Aluminium und Kupferkomponenten im Kühlkreislauf schützen. Hartwassermineralien werden durch alkalische Verbindungen in der Mischung gepuffert, sodass sie keine Ablagerungen in den Durchlässen bilden. Rote Farbstoffe oder fluoreszierendes Grün dienen als Sichtindikatoren der Kühlflüssigkeit und helfen, Lecks zu erkennen.
In der Automobilbranche werden zwei Hauptchemikalien für Frostschutzmittel verwendet. Frostschutzmittel mit anorganischer Additiv-Technologie (IAT) nutzt Silikate und Phosphate als Korrosionsinhibitoren und war bis in die frühen 2000er Jahre der Standard in den meisten Fahrzeugen; es erfordert normalerweise einen Wechsel alle 50.000 Kilometer. Frostschutzmittel mit organischer Säuretechnologie (OAT) setzt stattdessen Verbindungen wie Sebacat oder 2-EHA ein und hält in vielen modernen Fahrzeugen bis zu 200.000 Kilometer. Hybridformulierungen versuchen, beide Ansätze zu verbinden. Das Mischen verschiedener Typen im selben System ist grundsätzlich unsicher, da ihre Chemikalien unvorhersehbar miteinander reagieren können.
Häufige Ausfallmechanismen und Wartung
Frostschutzmittel baut sich im Laufe der Zeit durch Oxidation und Alkalitätsverlust ab, ein Prozess, der durch wiederholte Temperaturzyklen und Luftkontakt beschleunigt wird. Sobald der pH-Wert unter etwa 7,5 fällt, werden Korrosionsinhibitoren unwirksam und Rost, Lochfraß und Verschleiß von inneren Motorkanälen beschleunigen sich. Kühlflüssigkeitsschläuche und Dichtungen können schwach werden, wenn die Mischung nicht gepflegt wird, was zu Lecks führt, die das Frostschutzmittel progressiv verdünnen und seinen Schutzeffekt verringern. Wasser kann eindringen, wenn Dichtungen ausfallen, wodurch das Glykol verdünnt wird und der Frostschutz-Schwellenwert sinkt.
Die Entsorgung von verbrauchtem Frostschutzmittel ist in den meisten Ländern ein rechtliches und ökologisches Problem, da Ethylenglykol giftig für Säugetiere und Wasserleben ist, auch in geringen Konzentrationen. Verbrauchtes Frostschutzmittel sollte niemals in Abläufe oder in den Boden gegossen werden. Werkstätten und Service-Stationen sammeln es normalerweise zur Verwertung oder sicheren Verbrennung ein. Propylenglykol wird manchmal in Wohnwagen- und Schiffsanwendungen als weniger giftige Alternative verwendet, obwohl es ähnlichen Frost- und Siedeschutz bietet.