CN107502309A - 一种冷却液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷却液及其制备方法,所述冷却液以质量百分比计,包括矿物型基础油99.00‑99.99%,抗氧剂0.005‑0.5%,消泡剂0.001‑0.25%和分散剂0.001‑0.25%。本发明提供的一种冷却液及其制备方法,通过在传统的矿物型基础油中添加微量的抗氧剂、消泡剂和分散剂制备得到冷却液,有效的提高了冷却液的各项性能。本发明的冷却液具有较高的闪点和击穿电压,较低的蒸发损失和酸值,适宜的流动性,在有效提升冷却性能的同时,还具备了良好的绝缘性、防火安全性、稳定性和低腐蚀性,能够适用于IT设备在开放式环境中的浸泡式直接冷却。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域,特别涉及一种冷却液及其制备方法。
背景技术
随着计算机技术的快速发展,人们对于IT设备的性能要求越来越高。随着IT设备性能的提升,IT设备的功耗也随之增加,同时伴随着电子设备高度集成化和小型化的发展趋势,这使得IT设备的散热问题愈加突出。如何有效地散热,成为保证IT设备稳定且长寿命运行的关键。
目前,电子设备的散热方式有多种,最常见的是风冷技术,即使用空气作为冷却介质来冷却IT设备。但随着IT设备的功耗达到一定程度时,传统的风冷方式已经无法更好地解决大功率IT设备内的元器件的温升。在风冷技术遇到瓶颈之后,人们开始尝试新的冷却技术。例如用液体替代空气作为IT设备的冷却介质就是其中的一个方向。液体作为传热介质具有良好的导热率和流动性,并在单位体积热容量方面有着空气无法比拟的优势。
液冷技术一般分为直接冷却和间接冷却两大类。直接冷却是直接将电子设备浸入冷却介质或电子器件的发热部分与冷却介质接触来散热。间接冷却指热源不直接与冷却介质接触,而是通过冷板装置间接进行热交换。液冷技术中作为冷却介质的液体一般称为“冷却液”,冷却液的性质将直接影响液冷系统的设计及其散热效果。
目前,IT设备在使用液冷技术时通常使用以水为介质的间接冷却,该技术存在水泄漏的风险。现有的直接冷却冷却液多是应用在发动机、变压器上,而这类冷却液多用在封闭的环境上,在开放的环境中存在易挥发、性质不稳定的缺陷,不适用于IT设备冷却。国外也有尝试使用有机氟化合物直接冷却IT设备,但有机氟化合物成本昂贵,尚无法大规模推广。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种冷却液及其制备方法。所述技术方案如下:
一方面,一种冷却液,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.00-99.99%,抗氧剂0.005-0.5%,消泡剂0.001-0.25%和分散剂0.001-0.25%。
进一步的,所述抗氧剂包括:抗氧剂135、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基酚、烷基二苯胺中的一种或几种组合。
进一步的,所述消泡剂包括:二甲基硅油和/或聚醚改性有机硅。
进一步的,所述分散剂包括:聚异丁烯双丁二酰亚胺。
具体的,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.90-99.975%,2,6-二叔丁基对甲酚0.01-0.04%,抗氧剂135 0.01-0.04%,二甲基硅油0.001-0.01%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.004-0.01%。
具体的,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.96%,2,6-二叔丁基对甲酚0.02%,抗氧剂135 0.01%,二甲基硅油0.005%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.005%。
具体的,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.94%,2,6-二叔丁基对甲酚0.03%,抗氧剂135 0.02%,二甲基硅油0.002%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.008%。
具体的,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.935%,2,6-二叔丁基对甲酚0.02%,抗氧剂135 0.03%,二甲基硅油0.01%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.005%。
另一方面,上述冷却液的制备方法,包括以下步骤:
(1)取矿物型基础油,加入抗氧剂,加热后搅拌至澄清透明,冷却至室温;
(2)向步骤(1)所得溶液中加入抗氧剂,搅拌至溶解完全;
(3)向步骤(2)所得溶液中加入消泡剂,搅拌至反应完全;
(4)向步骤(3)所述溶液中加入分散剂,搅拌至混合均匀;
(5)待步骤(4)所得溶液自然冷却后过滤得到所述冷却液。
具体的,所述步骤(1)和步骤(2)中加入的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚或抗氧剂135;所述步骤(3)加入的消泡剂为二甲基硅油;所述步骤(4)加入的分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明提供的一种冷却液及其制备方法,通过在传统的矿物型基础油中添加微量的抗氧剂、消泡剂和分散剂制备得到冷却液,有效的提高了冷却液的各项性能。本发明的冷却液具有较高的闪点和击穿电压,较低的蒸发损失和酸值,适宜的流动性,在有效提升冷却性能的同时,还具备了良好的绝缘性、防火安全性、稳定性和低腐蚀性,能够适用于IT设备在开放式环境中的浸泡式直接冷却。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的冷却液与两种普通矿物油散热性能测试结果表;
图2是图1本发明实施例1制备的冷却液与两种普通矿物油散热性能测试结果表的续表。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
(1)先将4998g矿物型基础油(100N)装入调和罐中,然后将1.0g 2,6-二叔丁基对甲酚(T501)加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入0.5g抗氧剂135(135E),搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.25g二甲基硅油(T901),搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.25聚异丁烯双丁二酰亚胺(T154),搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例2
(1)先将4997g矿物型基础油(100N)装入调和罐中,然后将1.5g 2,6-二叔丁基对甲酚(T501)加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入1.0g抗氧剂135(135E),搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.1g二甲基硅油(T901),搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.4聚异丁烯双丁二酰亚胺(T154),搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例3
(1)先将4996.75g矿物型基础油(100N)装入调和罐中,然后将1.0g 2,6-二叔丁基对甲酚(T501)加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入1.5g抗氧剂135(135E),搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.5g二甲基硅油(T901),搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.25g聚异丁烯双丁二酰亚胺(T154),搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例4
(1)先将4997.25g矿物型基础油装入调和罐中,然后将1.0g 2,6-二叔丁基酚加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入1.0g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.5g聚醚改性有机硅,搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.25g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例5
(1)先将4997.35g矿物型基础油装入调和罐中,然后将2.0g烷基二苯胺加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入0.25g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(3)加入0.4g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(4)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例6
(1)先将4998.75g矿物型基础油装入调和罐中,然后将0.5g 2,6-二叔丁基对甲酚加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入0.5g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.05g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.2g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例7
(1)先将4995g矿物型基础油装入调和罐中,然后将2.0g 2,6-二叔丁基对甲酚加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入2.0g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.5g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.5g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例8
(1)先将4981g矿物型基础油装入调和罐中,然后将5.0g烷基二苯胺加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入5.0g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入4.0g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(4)加入5.0g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例9
(1)先将4964g矿物型基础油装入调和罐中,然后将11.0g 2,6-二叔丁基对甲酚加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入9.0g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入7.0g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(4)加入9.0g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例10
(1)先将4950g矿物型基础油装入调和罐中,然后将15.0g 2,6-二叔丁基对甲酚加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入10.0g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入12.5g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(4)加入12.5g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例11
(1)先将4999.5g矿物型基础油装入调和罐中,然后将0.2g 2,6-二叔丁基对甲酚加入到矿物型基础油中。加热至60℃,搅拌20min至澄清透明,冷却至室温。
(2)加入0.2g抗氧剂135,搅拌5min至溶解完全。
(3)加入0.05g二甲基硅油,搅拌5min至反应完全。
(4)加入0.05g聚异丁烯双丁二酰亚胺,搅拌5min至混合均匀。
(5)待调和罐内的液体自然冷却后对冷却液进行过滤即得。
实施例12
取实施例1制备得到的冷却液进行性能测试,通过对冷却液闪点、蒸发损失、运动粘度、击穿电压、酸值和对铜片腐蚀性的测试,以考察本发明的冷却液的安全性、稳定性、绝缘性及腐蚀性。
测定方法:
①闪点:采用《国标GB/T 3536-2008石油产品闪点和燃点测定法(克利夫兰开口杯法)》;
②蒸发损失:采用《国标GB/T 7325-1987润滑脂和润滑油蒸发损失测定法》;
③运动粘度:采用《国标GB/T 265-1988石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》;
④击穿电压:采用《国标GB/T 507-2002绝缘油击穿电压测定法》;
⑤酸值:采用《国标GB/T 4945-2002石油产品和润滑剂酸值和碱值测定法(颜色指示剂法)》;
⑥铜片腐蚀性:采用《国标GB/T 5096-1985石油产品铜片腐蚀实验法》。
实验结果见表1。从表1中的数据可以看出,本发明制得的冷却液,由于加入了抗氧剂、消泡剂和分散剂,相较于两种普通矿物油,闪点提高45℃左右,提升约25%,闪点代表了冷却液的防火安全性,闪点越高越不容易燃烧说明本发明的冷却液具有更好的防火安全性,可以在较高的温度下使用,用于高温设备的冷却时,不会因为冷却设备温度过高而引发燃烧起火;蒸发损失降低5-7%,说明本发明的冷却液不易挥发,稳定性好,在用于IT产品的直接冷却时,不会因为开放的冷却环境导致冷却液因蒸发而大量损失,节约经济成本,同时也避免了冷却液挥发进入空气后被工作人员吸入带来的健康危害与空气中聚集冷却液蒸汽带来的燃爆危险;击穿电压代表了冷却液的绝缘性,击穿电压越高液体的介电强度越好,绝缘性能越强,本发明的冷却液击穿电压提升20%,在直接冷却时,将服务器等IT产品浸入本发明的冷却液时,不会因为冷却液击穿而损坏服务器,引发设备故障;运动粘度与两种普通矿物油相似,说明本发明的冷却液具有较好的流动性,有利于设备散热;酸值和铜片腐蚀性与两种普通矿物油相似说明本发明的冷却液也几乎没有腐蚀性,在直接冷却时,不会对长期浸泡在冷却液中的IT设备等造成腐蚀,损坏设备。
表1本发明与市场上类似产品的主要性能指标对比
指标 | 普通矿物油A | 普通矿物油B | 实施例1冷却液 |
闪点℃ | 182 | 185 | 228 |
蒸发损失wt%(80℃,360h) | 1.62% | 1.40% | 0.93% |
运动粘度(40℃)mm2/s | 26.5 | 12.2 | 19.6 |
击穿电压kV | 26 | 25 | 30 |
酸值mgKOH/g | 0.02 | 0.02 | 0.01 |
铜片腐蚀(60℃,24h) | 等级1a | 等级1a | 等级1a |
实施例13
冷却液在液冷环境下的散热性能测试结果见图1-2,数据中Tf代表CPU散热片温度,To代表冷却液温度。Tf-To即为CPU散热片与冷却液的温度差,该值可用于衡量在一定条件下冷却液的带走热量能力或CPU散热片向冷却液传递热量的能力。从图1-2中的数据可以看出,在相同工况条件下(服务器发热量相同,冷却液流量相同)使用本发明的冷却液作为冷却介质能够取得更小的Tf-To差值,即冷却液的能够更好地将CPU散热片上的热量带走。该测试说明了在液冷环境下,本发明的冷却液比市面上的现有产品具有更好的散热效果。
上述实施例中,采用的抗氧剂135(135E)可以是液态高分子量酚型抗氧剂,但不限于此。
本发明提供的一种冷却液及其制备方法,通过在传统的矿物型基础油中添加微量的抗氧剂、消泡剂和分散剂制备得到冷却液,有效的提高了冷却液的各项性能。本发明的冷却液具有较高的闪点和击穿电压,较低的蒸发损失和酸值,适宜的流动性,在有效提升冷却性能的同时,还具备了良好的绝缘性、防火安全性、稳定性和低腐蚀性,能够适用于IT设备在开放式环境中的浸泡式直接冷却,例如液冷服务器设备。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种冷却液,其特征在于,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.00-99.99%,抗氧剂0.005-0.5%,消泡剂0.001-0.25%和分散剂0.001-0.25%。
2.如权利要求1所述的冷却液,其特征在于,所述抗氧剂包括:抗氧剂135、2,6-二叔丁基对甲酚、2,6-二叔丁基酚、烷基二苯胺中的一种或几种组合。
3.如权利要求1所述的冷却液,其特征在于,所述消泡剂包括:二甲基硅油和/或聚醚改性有机硅。
4.如权利要求1所述的冷却液,其特征在于,所述分散剂包括:聚异丁烯双丁二酰亚胺。
5.如权利要求1所述的冷却液,其特征在于,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.90-99.975%,2,6-二叔丁基对甲酚0.01-0.04%,抗氧剂135 0.01-0.04%,二甲基硅油0.001-0.01%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.004-0.01%。
6.如权利要求5所述的冷却液,其特征在于,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.96%,2,6-二叔丁基对甲酚0.02%,抗氧剂135 0.01%,二甲基硅油0.005%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.005%。
7.如权利要求5所述的冷却液,其特征在于,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.94%,2,6-二叔丁基对甲酚0.03%,抗氧剂135 0.02%,二甲基硅油0.002%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.008%。
8.如权利要求5所述的冷却液,其特征在于,以质量百分比计,包括矿物型基础油99.935%,2,6-二叔丁基对甲酚0.02%,抗氧剂135 0.03%,二甲基硅油0.01%和聚异丁烯双丁二酰亚胺0.005%。
9.如权利要求1-8任一项所述的冷却液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)取矿物型基础油,加入抗氧剂,加热后搅拌至澄清透明,冷却至室温;
(2)向步骤(1)所得溶液中加入抗氧剂,搅拌至溶解完全;
(3)向步骤(2)所得溶液中加入消泡剂,搅拌至反应完全;
(4)向步骤(3)所述溶液中加入分散剂,搅拌至混合均匀;
(5)待步骤(4)所得溶液自然冷却后过滤得到所述冷却液。
10.如权利要求9所述的冷却液的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)和步骤(2)中加入的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚或抗氧剂135;所述步骤(3)加入的消泡剂为二甲基硅油;所述步骤(4)加入的分散剂为聚异丁烯双丁二酰亚胺。
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