BG107402A - Флуид за топлопренасяне, съдържащ нано-частици и карбоксилати - Google Patents

Флуид за топлопренасяне, съдържащ нано-частици и карбоксилати Download PDF

Info

Publication number
BG107402A
BG107402A BG107402A BG10740202A BG107402A BG 107402 A BG107402 A BG 107402A BG 107402 A BG107402 A BG 107402A BG 10740202 A BG10740202 A BG 10740202A BG 107402 A BG107402 A BG 107402A
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
particles
nano
carboxylates
heat
heat transfer
Prior art date
Application number
BG107402A
Other languages
English (en)
Other versions
BG65900B1 (bg
Inventor
Jean-Pierre Maes
Cecile Libot
Peter Roose
Serge Lievens
Original Assignee
Texaco Development Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texaco Development Corporation filed Critical Texaco Development Corporation
Publication of BG107402A publication Critical patent/BG107402A/bg
Publication of BG65900B1 publication Critical patent/BG65900B1/bg

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/20—Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/06—Particles of special shape or size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/05—Metals; Alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/121—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of seven or less carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/121—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of seven or less carbon atoms
    • C10M2207/122—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of seven or less carbon atoms monocarboxylic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/125—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/129—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of thirty or more carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/30—Refrigerators lubricants or compressors lubricants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/32—Wires, ropes or cables lubricants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/34—Lubricating-sealants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/36—Release agents or mold release agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/38—Conveyors or chain belts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/40—Generators or electric motors in oil or gas winning field
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/42—Flashing oils or marking oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/44—Super vacuum or supercritical use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/50—Medical uses

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

Изобретението се отнася до използване на субмикронни частици (наночастици) и карбоксилати за подобряване на топлообменните характеристики на флуиди за топлопренасяне или на антифризни охлаждащи средства. Карбоксилатите образуват стабилен физично-сорбиран или хемисорбиран карбоксилатен защитен слой върху метални наночастици, който не затруднява топлопренасянето. Комбинацията от карбоксилати и метални наночастици осигурява отлична защита от корозия, подобрява топлопренасянето и повишава стабилността на субмикронните частици (наночастици) в суспензия. Субмикронни частици (наночастици), обработени с карбоксилати до образуване на хемисорбиран карбоксилатен защитен слой, се използват във флуид затоплопренасяне или мазилно вещество, или хидравличен флуид, или сапун.

Description

Област на техниката
Настоящото изобретение се отнася до приложението на субмикронни частици (нано-частици) и карбоксилати за подобряване топлопреносните характеристики на флуиди за топлопренасяне или антифризни охлаждащи средства. Карбоксилатите образуват стабилен физично-сорбиран или хемисорбиран карбоксилатен защитен слой върху метални нано-частици, които не затрудняват топлопренасянето. Комбинацията от карбоксилати и метални нано-частици предоставя отлична защита от корозия, подобрено топлопренасяне и стабилност.
Предшестващо състояние на техниката
Флуиди за топлопренасяне се използват като топлоносители в много приложения. Примери за използване на флуиди за топлопренасяне включват отнемането или обмена на излишна топлина от статични и движещи се двигатели с вътрешно горене, топлината създавана от електрически мотори и генератори, процесна топлина и кондензационна топлина (напр. в рафинерии и инсталации за производство на пара). Във всички тези приложения топлопроводността и топлинният капацитет на флуида за топлопренасяне са важни параметри в развитието на енергийно ефективно оборудване за топлопренасяне. За подобряване общата ефикасност на тяхното оборудване, индустриите имат силна потребност да развиват флуиди за топлопренасяне със значително по-високи топлопроводности от наличните понастоящем. Добре известно е, че твърдите вещества и особено металите, имат размер на топлопроводност, на порядък по-голям от този на флуидите. Следователно топлопроводностите на флуидите, които съдържат суспендирани твърди вещества и особено метални частици, би трябвало да се очаква, че са значително увеличени в сравнение с традиционните флуиди.
Много теоретични и експериментални изследвания на ефективната топлопроводност на дисперсии, които съдържат твърди частици, са били проведени, откакто теоретичната работа на Maxwell е била публикувана през 1881 г. Моделът на Maxwell показва, че топлопроводността на суспензии, които съдържат сферични частици се увеличава с обемната част на твърдите частици. Показано е било също, че топлопроводността на суспензии се увеличава с отношението на повърхностната площ към обема на частицата. Съвременните техники за производство предоставят възможности за обработка на материалите на микро- и нанометърен размер. Използването на нано-частици бе предложено (S.U. Choi, ASME Congress, San Francisco, СА, November 12 - 17,1995) във флуиди за топлопренасяне, такива като вода, етиленгликол и машинно масло, за получаване на нов клас от инженерни флуиди (нанофлуиди) с подобрени способности за топлопренасяне. S.U. Choi et al. (ASME Transactions 280, Vol.121, May 1999) докладват измервания на топлопроводност на флуиди, съдържащи А120з и CuO нано-частици. Тези експерименти са показали, че нанофлуиди, съдържащи само малко количество нано-частици, имат съществено по-високи топлопроводности отколкото същите течности (вода, етиленгликол) без нано-частици.
Цел на настоящото изобретение е да предостави подобрени характеристики на топлопренасяне за топлообменни флуиди, които съдържат карбоксилати, чрез прибавянето на метални субмикронни частици (нано-частици) към тези топлообменни флуиди.
Ниво на техниката
Патент на Германия DE 4 131 516 описва флуид за топлопренасяне, особено за слънчеви колектори, който съдържа фино разделен алуминиев прах и за предпочитане фенолен антиоксидант, анти-агломериращо средство и повърхностно-активно вещество.
Съвместно прехвърлени заявки ЕР-А-229440, ЕР-А-251480,
ЕР-А-308037 и ЕР-А-564721 описват използването на карбоксилатни соли като инхибитори на корозията във водни топлообменни флуиди или корозионно инхибиращи антифризни формулировки. За тези карбоксилатни корозионни инхибиторни комбинации е намерена подобрена корозионна защита, в сравнение с инхибиторите на корозията от предшестващото ниво. ЕР А № 99 930 566.1 описва водни разтвори на карбоксилати, които предоставят защита от студ и корозия. Водни разтвори на соли на карбоксилни киселини с малък брой въглеродни атоми (С1-С2), в комбинация със соли на карбоксилни киселини с по-голям брой въглеродни атоми (СЗ-С5), бе намерено, че предоставят защита от евтектично втвърдяване. Открито бе подобряване на защитата от корозия чрез прибавяне на една или повече от една С6-С16 карбоксилни киселини. Предимствата на тези охлаждащи флуиди, базиращи се на карбоксилни соли пред етиленгликоловите или пропиленгликолови охлаждащи флуиди, е подобреният пренос на топлина поради по-високата специфична топлина и подобрената течливост, в резултат от по-високото водно съдържание при същата защита от студ.
Област на изобретението
Било е намерено, че карбоксилатите взаимодействат с металната повърхност до образуването на стабилен физично-сорбиран или хемисорбиран карбоксилатен защитен слой. Този молекулен слой защитава нано-частицата от корозия и стабилизира колоидалния разтвор или суспензия от нано-частиците във флуид с карбоксилатни компоненти. За разлика от защитните филми, образувани от традиционните инхибитори на корозията, карбоксилатният физично сорбиран или хеми-сорбиран слой на повърхността на частицата, не затруднява топлопренасянето при фазовата граница повърхност на частицата - флуид. С традиционните инхибитори на корозията се образуват относително плътни защитни слоеве, които защитават метала от корозия. Обаче, топлообменната продуктивност при фазовата граница метална повърхност - флуид е намалена от топлоизолиращите свойства на защитния филм. Било е намерено, че метални нано-частици могат да бъдат обработени с карбоксилати за получаване на стабилен хемисорбиран филм на металната повърхност на нано-частиците. За тази обработка е било открито, че осигурява на нано-частиците химично свързан защитен повърхностен филм, който е устойчив на корозия и разтворители. Карбоксилатно-обработените метални субмикронни частици (нано-частици) могат да бъдат използвани в други функционални флуиди или сапуни, такива като мазилни вещества и грес, за подобряване топлопроводните свойства на тези флуиди или сапуни. Хемисорбираният карбоксилатен слой върху частиците предоставя защита от корозия и осигурява оптимизирани характеристики на топлопренасяне при повърхността на частицата.
Един аспект от изобретението се отнася до прибавянето на метални или неметални нано-частици към топлообменни флуиди или охлаждащи средства за двигатели, които съдържат С1-С16 карбоксилати за понататъшно подобряване характеристиките на топлопренасяне на тези флуиди чрез увеличаване на топлопроводността и топлинния капацитет на флуидите. Друг аспект от изобретението се отнася до прибавянето на метални нано-частици към такива топлообменни флуиди или охлаждащи средства за двигатели. Било е намерено, че карбоксилатите съдържащи се в тези флуиди, взаимодействат с металната повърхност или оксидната повърхност на металните нано-частици до образуването на стабилен физично-сорбиран или хеми-сорбиран карбоксилатен защитен слой. Този молекулен слой очевидно защитава нано-частицата от корозия. За разлика от традиционните инхибитори на корозията, карбоксилатният физично сорбиран или хеми-сорбиран слой на повърхността на частицата не влияе върху топлопренасянето при повърхността на частицата.
Maes et al., (ASTM STP 1192, p. 11 - 24, 1993) описват защитата от корозия, произведена от карбоксилатни инхибитори на корозията, сравнени с по-традиционни инхибитори на корозията. Продуктивността на карбоксилатния инхибитор бе оценена в корозионни тестове за загуба на тегло при статични и динамични условия. Топлинните свойства на защитния филм, образуван от карбоксилатен инхибитор на корозия върху металната повърхност бяха оценени при динамични условия, в сравнение с топлинните ς- свойства на защитни филми, образувани от обичайни инхибитори на корозията. Температурите на метални образци бяха проследявани по време на тестове на динамично топлопренасяне, както е описано в ASTM STP 1192, р. 11 - 24. Поддържан бе постоянен входящ топлинен поток (2 000 W). Фигура 1 показва температурата на средната част на нагрят алуминиев изследван образец, както е записана за добре работещ обичаен инхибитор и за карбоксилатния инхибитор в разтвори на охлаждащи средства. Температурата на средната част на метала за разтвора, съдържащ карбоксилатния инхибитор остава съвсем постоянна при около 170 °C, докато за обичайния инхибитор са намерени значително по-високи температури (190 °C е постигната след продължителност на теста от 60 часа). Тъй като топлинните свойства на флуидите са почти еднакви, температурният диференциал може да бъде отдаден на защитния филм образуван при фазовата граница метал-флуид. Счита се, че образуването на относително плътен слой за обичайния инхибитор изолира топлинно метала и затруднява ефективно топлопренасянето. При динамичните условия в теста, изолационното свойство на защитния филм причинява повишаването на температурата. С карбоксилатния инхибитор температурата остава съвсем постоянна, показвайки че защитата, получена от карбоксилатите не пречи на топлопренасянето при фазовата граница метал-флуид.
Предполагаеми защитни механизми за карбоксилатни инхибитори са били описани от Darden et al. (SAE paper 900804, 1990). Карбоксилатният анион образува комплекс с метала, докато е все още свързан към неговата кристална решетка. Не се образува обемист слой, а по-скоро слой с микроскопична дебелина при анодните места на металната повърхност. Допълнително охарактеризиране на слоевете, образувани от карбоксилатни инхибитори, бе докладвано в работа на Verpoort et al. (Applied Spectroscopy, Vol. 53, № 12, 1999, p. 1528 - 1534). Карбоксилатни филми, образувани при динамични условия на топлопренасяне са били изследвани с използване на q рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS) и инфрачервена спектроскопия с трансформация на Фурие (FT-IR). На базата на това характеристично изследване и различни разглеждания от литературата, общият механизъм за защита от корозия за карбоксилатни инхибитори на корозия е показан на Фигура 2. Карбоксилатите образуват стабилен физично-сорбиран или хеми-сорбиран карбоксилатен защитен слой върху металната повърхност. Хемисорбираният слой се образува когато образецът е подложен на интензивно топлопренасяне. XPS анализ на повърхността на образеца, подложен на топлопренасяне, ясно доказа присъствието на химично свързани карбоксилати. Даже след промиване с разтворители като метанол и ацетон, бе откривано, че карбоксилатната връзка все още присъства.
Описание на фигурите
Фигура 1 показва ефекта от защитни филми, образувани от обичайни и карбоксилатни инхибитори на корозията върху температура на образец, в динамични условия на тест за топлопренасяне.
Фигура 2 показва общия механизъм за инхибиране на метална корозия от карбоксилни киселини.
Фигура 3 е схематична диаграма, показваща обичайни и карбоксилатни инхибитори, съдържащи нано-частици.
Техническа същност на изобретението
Приложение на нано-частици във флуиди, съдържащи карбоксилатни инхибитори.
Една цел на настоящото изобретение е да предостави подобрени характеристики на топлопренасяне за топлообменни флуиди, които съдържат карбоксилати, чрез прибавянето на субмикронни частици (наночастици) към тези топлообменни флуиди.
Карбоксилатите обезпечават подобрени характеристики на топлопренасяне на флуиди, съдържащи нано-частици.
Както е показано на Фигура 1 за алуминия, карбоксилатите взаимодействат с метална повърхност до образуването на стабилен физично-сорбиран или хеми-сорбиран карбоксилатен защитен слой. Този молекулен слой е бил намерен върху нано-частици и защитава наночастицата от корозия. За разлика от защитните филми, образувани от традиционни инхибитори на корозията, карбоксилатният физично сорбиран или хеми-сорбиран слой (Фигура 2) върху повърхността на частицата не затруднява топлопренасянето при фазовата граница повърхност на частицата - флуид. В противоположност, традиционните инхибитори на корозията ще образуват относително плътни слоеве, които защитават метала от корозия. Обаче, топлообменната продуктивност при фазовата граница метална повърхност - флуид се намалява от топлоизолиращите свойства на защитния филм. Фигура 3 предоставя схематично изложение как металните нано-частици се счита, че са защитени посредством системата на изобретението.
Карбоксилатите стабилизират колоидния разтвор или суспензия от нано-частиците.
Поради мицелната структура на карбоксилатите в разтвор и физично сорбираните или хеми-сорбираните карбоксилати при повърхността на нано-частиците (Фигура 2), било е намерено, че карбоксилатите стабилизират колоидалния разтвор или суспензия от нано-частици във флуид. Това е едно предимство пред системите от предшестващото състояние на техниката.
Карбоксилатите могат да бъдат използвани за обработване на нано-частици.
Друг предмет на изобретението е да се обработват метални наночастици с карбоксилати до получаване на стабилен хемисорбиран филм върху металната повърхност на нано-частиците. Тази обработка води до нано-частици с химично свързан защитен повърхностен филм, устойчив на корозия и разтворители, който не затруднява топлопренасянето.
Карбоксилатно-обработените нано-частици са полезни в други инженерни флуиди или сапуни.
Друг предмет на изобретението, е да се използват споменатите, обработени с карбоксилати метални субмикронни частици (нано-частици) в други функционални флуиди или сапуни, такива като мазилни вещества и гресове, за подобряване топлопроводните свойства на тези флуиди или сапуни. Хемисорбираният карбоксилатен слой върху частиците предоставя защита от корозия и осигурява оптимизирани характеристики на топлопренасяне при повърхността на частицата.

Claims (8)

1. Използване на субмикронни частици (нано-частици) и карбоксилати за подобряване топлопреносните характеристики на флуиди за топлопренасяне или антифризни охлаждащи средства.
2. Използване съгласно претенция 1, на комбинация от една или повече Ci - С16 карбоксилни киселини или соли на карбоксилни киселини и субмикронни частици (нано-частици).
3. Използване съгласно претенция 1 на комбинация от сол на една или повече - С5 карбоксилни киселини или техни соли, една или повече С6 - С16 карбоксилни киселини или техни соли, и субмикронни частици (наночастици).
4. Метод за подобряване капацитета на топлопренасяне на флуид чрез прибавяне към или диспергиране в този флуид, на субмикронни частици (нано-частици), обработени с поне една Ci - С16 карбоксилна киселина или сол на карбоксилна киселина.
5. Метод за подобряване капацитета на топлопренасяне на сапун чрез прибавяне към или диспергиране в този сапун, на субмикронни частици (нано-частици), обработени с поне една Ci - С16 карбоксилна киселина или сол на карбоксилна киселина
6. Метод съгласно претенция 4, в който споменатият флуид е флуид за топлообмен на база водо-разтворим алкохолен депресор понижаващ точката на замръзване.
7. Метод съгласно претенция 4 или претенция 5, в който този флуид или сапун е мазилно вещество или хидравличен флуид на база минерално или синтетично масло, минерален или синтетичен сапун или грес.
8. Топлообменен флуид или сапун, съдържащ комбинация от една или повече C1-C16 карбоксилни киселини или техни соли и субмикронни частици (нано-частици).
BG107402A 2000-06-19 2002-12-18 Флуид за топлопренасяне, съдържащ нано-частици и карбоксилати BG65900B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00305173A EP1167486B1 (en) 2000-06-19 2000-06-19 Heat-transfer fluid containing nano-particles and carboxylates
PCT/EP2001/006748 WO2001098431A1 (en) 2000-06-19 2001-06-13 Heat-transfer fluid containing nano-particles and carboxylates

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG107402A true BG107402A (bg) 2003-10-31
BG65900B1 BG65900B1 (bg) 2010-04-30

Family

ID=8173070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG107402A BG65900B1 (bg) 2000-06-19 2002-12-18 Флуид за топлопренасяне, съдържащ нано-частици и карбоксилати

Country Status (22)

Country Link
US (1) US20050012069A1 (bg)
EP (1) EP1167486B1 (bg)
JP (1) JP2004501269A (bg)
KR (1) KR100736178B1 (bg)
CN (1) CN1256399C (bg)
AT (1) ATE282679T1 (bg)
AU (2) AU2001281840B2 (bg)
BG (1) BG65900B1 (bg)
BR (1) BR0111789B1 (bg)
CA (1) CA2413463C (bg)
CZ (1) CZ295624B6 (bg)
DE (1) DE60015947T2 (bg)
ES (1) ES2233289T3 (bg)
HK (1) HK1057904A1 (bg)
MX (1) MXPA02012412A (bg)
PL (1) PL199177B1 (bg)
PT (1) PT1167486E (bg)
RU (1) RU2265039C2 (bg)
SI (1) SI1167486T1 (bg)
TW (1) TW574355B (bg)
WO (1) WO2001098431A1 (bg)
ZA (1) ZA200210233B (bg)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004244484A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 熱媒体
JP2004244485A (ja) * 2003-02-13 2004-09-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 熱媒体
US7820066B2 (en) 2004-06-08 2010-10-26 Honeywell International Inc. Fluid composition having enhanced heat transfer efficiency
JP3930495B2 (ja) 2004-06-16 2007-06-13 三菱重工業株式会社 ニッケル超微粒子分散液体ナトリウムの製造方法、装置、液体ナトリウムの漏洩検出方法
US8658326B2 (en) 2004-09-08 2014-02-25 Prestone Products Corporation Heat transfer system, fluid, and method
US20090266519A1 (en) * 2004-09-08 2009-10-29 Honeywell International Inc. Heat transfer system, fluid, and method
CN1316239C (zh) * 2005-05-19 2007-05-16 上海交通大学 纳米制冷剂及其气液两相传热压降性能实验装置
CN1877306A (zh) * 2005-06-10 2006-12-13 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 工作流体蒸发性能的量测系统及其量测方法
US7871533B1 (en) * 2006-01-12 2011-01-18 South Dakota School Of Mines And Technology Carbon nanoparticle-containing nanofluid
US20070158609A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 Haiping Hong Carbon nanoparticle-containing lubricant and grease
US20070158610A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 Haiping Hong Carbon naoparticle-containing hydrophilic nanofluid
JP2007238862A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Denso Corp 熱輸送媒体
KR100969108B1 (ko) * 2006-03-24 2010-07-09 현대자동차주식회사 부동액 조성물과 이의 제조 방법
JP2007262302A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Denso Corp 微粒子分散熱輸送媒体
JP2008050416A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Denso Corp 熱輸送媒体
JP2008063411A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Denso Corp 熱輸送流体、熱輸送構造、及び熱輸送方法
JP2008088240A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Denso Corp 熱輸送媒体
JP4528324B2 (ja) * 2007-01-11 2010-08-18 本田技研工業株式会社 熱輸送流体およびその製造方法
JP2008201834A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Honda Motor Co Ltd 熱輸送流体
US20080269086A1 (en) * 2007-04-30 2008-10-30 Atanu Adhvaryu Functionalized nanosphere lubricants
JP2009292896A (ja) * 2008-06-03 2009-12-17 Denso Corp ナノ粒子複合体および熱輸送流体
JP2009292920A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Denso Corp ナノ粒子複合体および熱輸送流体
US9574155B2 (en) * 2008-07-02 2017-02-21 Nanotech Lubricants, LLC Lubricant with nanodiamonds and method of making the same
US8771542B2 (en) * 2008-07-11 2014-07-08 Prestone Products Corporation Heat transfer fluid, additive package, system and method
FR2947280B1 (fr) * 2009-06-30 2012-06-08 Omya Development Ag Fluide caloporteur
FR2953527B1 (fr) * 2009-12-03 2012-01-13 Commissariat Energie Atomique Dispersion colloidale d'oxyde d'alumine
US9080089B2 (en) 2012-09-26 2015-07-14 Uchicago Argonne, Llc Nanoparticles for heat transfer and thermal energy storage
RU2557611C2 (ru) * 2013-09-13 2015-07-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Теплоноситель для солнечного коллектора
CN104559946A (zh) * 2014-12-24 2015-04-29 赤峰盛森硅业科技发展有限公司 一种纳米防冻液及其制备方法
CN108855243A (zh) * 2018-06-15 2018-11-23 平湖爱之馨环保科技有限公司 一种纳米材料防冻分散液的制备方法
US10723927B1 (en) 2019-09-20 2020-07-28 Ht Materials Science (Ip) Limited Heat transfer mixture
US10723928B1 (en) 2019-09-20 2020-07-28 Ht Materials Science (Ip) Limited Heat transfer mixture
ES2828693B2 (es) 2019-11-27 2021-11-03 Compania Pineda Alvarez S L Fluido de transferencia térmica de composición basada en el uso de agua
WO2021236049A1 (en) * 2020-05-17 2021-11-25 Stojan Kotefski Hybrid crude oil and methods of making the same using petroleum-based waste stream products
CN114574173B (zh) * 2020-11-30 2024-03-19 中国石油化工股份有限公司 一种冷却液及其制备方法与应用
DE102021126949A1 (de) * 2021-10-18 2023-05-04 Vaillant Gmbh Löslichkeitsverringerung von Alkanen

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5494481A (en) * 1978-01-09 1979-07-26 Nippon Steel Corp Improvement in thermal transmittance of heat medium
US4293429A (en) * 1980-01-16 1981-10-06 Petrolite Corporation MgO Dispensions
JPS61185582A (ja) * 1985-02-12 1986-08-19 Shokubai Kasei Kogyo Kk シリカ溶存温水からの熱回収方法
JPH0623399B2 (ja) * 1985-11-29 1994-03-30 広栄化学工業株式会社 多価アルコ−ル系蓄熱用組成物
US4647392A (en) * 1985-12-27 1987-03-03 Texaco Inc. Monobasic-dibasic acid/salt antifreeze corrosion inhibitor
US4851145A (en) * 1986-06-30 1989-07-25 S.A. Texaco Petroleum Nv Corrosion-inhibited antifreeze/coolant composition
JPS6487700A (en) * 1987-09-29 1989-03-31 Tamanohada Setsuken Kk Soap composition
US5098609A (en) * 1989-11-03 1992-03-24 The Research Foundation Of State Univ. Of N.Y. Stable high solids, high thermal conductivity pastes
JPH0525471A (ja) * 1991-07-19 1993-02-02 Matsushita Electric Works Ltd 蓄熱用媒体
DE4131516A1 (de) * 1991-09-21 1993-04-08 Rs Automatisierung Gmbh Waermetraegerfluessigkeit
US5567564A (en) * 1992-07-09 1996-10-22 Xerox Corporation Liquid development composition having a colorant comprising a stable dispersion of magnetic particles in an aqueous medium
CA2148000C (en) * 1992-10-30 2000-10-10 Keith D. Weiss Thixotropic magnetorheological materials
US5578238A (en) * 1992-10-30 1996-11-26 Lord Corporation Magnetorheological materials utilizing surface-modified particles
US5641424A (en) * 1995-07-10 1997-06-24 Xerox Corporation Magnetic refrigerant compositions and processes for making and using
US6124365A (en) * 1996-12-06 2000-09-26 Amcol Internatioanl Corporation Intercalates and exfoliates formed with long chain (C6+) or aromatic matrix polymer-compatible monomeric, oligomeric or polymeric intercalant compounds and composite materials containing same
US5863455A (en) * 1997-07-14 1999-01-26 Abb Power T&D Company Inc. Colloidal insulating and cooling fluid
JPH11106795A (ja) * 1997-10-01 1999-04-20 Lion Corp 成泡機構付き容器入り洗浄剤
US6221275B1 (en) * 1997-11-24 2001-04-24 University Of Chicago Enhanced heat transfer using nanofluids
US6369183B1 (en) * 1998-08-13 2002-04-09 Wm. Marsh Rice University Methods and materials for fabrication of alumoxane polymers
DE19852203A1 (de) * 1998-11-12 2000-05-18 Henkel Kgaa Schmiermittel mit Feststoffpartikeln einer Teilchengröße unter 500 nm

Also Published As

Publication number Publication date
EP1167486B1 (en) 2004-11-17
AU2001281840B2 (en) 2006-04-13
PL359240A1 (en) 2004-08-23
BR0111789B1 (pt) 2012-01-10
DE60015947T2 (de) 2005-11-10
HK1057904A1 (en) 2004-04-23
EP1167486A1 (en) 2002-01-02
WO2001098431A1 (en) 2001-12-27
US20050012069A1 (en) 2005-01-20
CA2413463C (en) 2009-10-20
CZ295624B6 (cs) 2005-09-14
ATE282679T1 (de) 2004-12-15
TW574355B (en) 2004-02-01
PL199177B1 (pl) 2008-08-29
DE60015947D1 (de) 2004-12-23
CA2413463A1 (en) 2001-12-27
ZA200210233B (en) 2003-12-18
BG65900B1 (bg) 2010-04-30
CZ20024117A3 (cs) 2003-10-15
ES2233289T3 (es) 2005-06-16
KR100736178B1 (ko) 2007-07-06
KR20030027901A (ko) 2003-04-07
JP2004501269A (ja) 2004-01-15
MXPA02012412A (es) 2003-04-25
CN1437646A (zh) 2003-08-20
AU8184001A (en) 2002-01-02
SI1167486T1 (en) 2005-06-30
CN1256399C (zh) 2006-05-17
RU2265039C2 (ru) 2005-11-27
BR0111789A (pt) 2003-05-20
PT1167486E (pt) 2005-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2413463C (en) Heat-transfer fluid containing nano-particles and carboxylates
AU2001281840A1 (en) Heat-transfer fluid containing nano-particles and carboxylates
JP5961273B2 (ja) クーラント製剤
RU2003101329A (ru) Жидкий теплоноситель, содержащий нано-частицы и карбоксилаты
MXPA06013879A (es) Composicion fluida que tiene eficiencia de transferencia termica mejorada.
US9840679B2 (en) Gelling nanofluids for dispersion stability
WO2017105395A1 (en) Stabilization of hexagonal boron nitride nanoparticles
JP2006505737A (ja) エンジンに適用する水性冷却液
CA2967462C (en) Stabilization of hexagonal boron nitride nanoparticles
CN109206997A (zh) 用于空冷器换热管的防腐涂层
Yusuf et al. Mono Nanofluids: Review on Current Status, Challenges and Future Prospects
Jiang et al. Study of relationship between structure of the organic aliphatic acid and rust-inhibiting and tribological behavior in the water-based cutting fluid
JPS5813671A (ja) 防錆剤