CN108138033A - 传热流体组合物及用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对已知的传热流体的真正的商业上可行的备选方案，该备选方案展示出基本相同或改进的粘度分布并且避免了腐蚀问题。本发明涉及一种传热流体组合物，其包含按重量计10％至80％之间的缓蚀剂与防冻剂双功能剂、以及降粘剂。还公开的是水基传热流体产品及其在各种加热和/或冷却系统中的用途。
Description
发明领域
本发明涉及一种传热流体组合物及其用途。特别地，本发明涉及一种传热流体组合物，其包含按重量计10％至80％之间的缓蚀剂与防冻剂双功能剂(corrosion inhibitorand freeze point depressant dual function agent)、以及降粘剂(viscosityreducing agent)。更特别地，缓蚀剂与防冻剂双功能剂选自以下中的一种或更多种：甘油、聚甘油、三甲基甘氨酸(TMG/甜菜碱)、山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇和/或乳糖醇。特别地，这样的组合物，在任选地被稀释之后，在地源加热系统、二级制冷单元系统、冷却器系统(chiller system)以及在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中找到用途。
发明背景
传热流体在许多系统中找到应用，所述许多系统包括但不限于加热和通风、二级制冷、化学处理、食品和饮料生产以及太阳能加热。已经使用多种基础流体(base fluid)和性能添加剂来记录并商业化大量的传热流体。选定用于任何给定系统的传热流体将对该传热流体在其中运行的该系统的操作效率和寿命具有重大影响。
一般而言，传热流体提供两种功能作用；第一个作用是有效地传递热能，并且第二个作用是传热流体不应当降解该传热流体所用于其中的系统，或在使用期间不应当自身降解。
第一个作用，传热效率，取决于流体的热物理性能。这些性能包括比热容、热导率、密度和流体粘度。另外，传热流体的水力性能(hydraulic performance)也是可以影响传热效率的重要特征。传热流体必须在其将在给定系统内循环的温度范围内保持可泵送，即，传热流体必须适合，并且因此选择以适合在使用时的特定工作温度范围。传热流体的水力性能几乎完全由其粘度分布以及这如何随循环温度而变化来确定。通常，传热流体的粘度越低，沿着固定长度的管道的压降越低，导致泵送流体所需的能量越少。另外，为了使系统内的传热效率最大化，流体的湍流是优选的。在固定的管道半径、管道长度和泵尺寸的系统中，随着循环流体的粘度增加，湍流变得越来越难以实现。在一些情况下，传热流体的粘度可能很高，以致于由于对泵的附加需求以及在系统内形成的异常高的压降而使达到湍流不切实际。不同类型的传热流体的综合概述以及它们的热物理性能和总效率的比较可以在以下中找到：A.Melinder的“Update on Secondary Refrigerants for Indirect Systems”1997b,Thermophysical properties of liquid secondary refrigerants,Charts andTables,Stockholm,Swedish Society of Refrigeration。
如上所述的传热流体的第二个作用是其不应当降解其所处的系统，也不应当在使用中自身降解。这意味着其在使用时需要保护系统内的金属和弹性体组分免受腐蚀和生物污染。另外，传热流体自身应当既耐氧化降解又耐生物降解。特定的传热流体提供的长期腐蚀防护可以使用工业标准测试方法容易地确定。一种特别具有挑战性并且在行业内广泛使用的测试是ASTM-D1384-05腐蚀测试协议，其最初被开发以确定发动机冷却剂所提供的耐腐蚀性。在此测试中，将金属试样片(metal coupon)浸入传热流体的稀释溶液中，并且在压缩空气穿过该溶液时加热至88℃持续两周的时间段。该测试被设计成促进流体的腐蚀和氧化降解。在测试结束时，通过重量损失测量来确定腐蚀的程度，并且可以通过诸如pH和折射率(RI)测量的简单分析技术来确定流体的氧化降解的水平。在ASTM-D1384-05中描述了用于评估发动机冷却剂的性能要求的方法，并且在ASTM-D3306-10中进一步定义了标准设置(standard set)(即腐蚀限制)。然而，为了简单起见，此文本将主要提及ASTM-D1384-05方法作为暗示两者的简写方式。
由于水的高比热容、高热导率和低粘度，水是热能的优良载体。此外，水是无毒的、广泛可获得的和环境友好的。因此，水是用于传热流体的优良候选基础化学品。这样的传热流体被称为水基传热流体(aqueous-based heat transfer fluid)。使用水作为传热流体的重要限制是它在0℃的相对高的温度冻结，这使其不适合于许多系统用途。此外，水基传热流体天然地是腐蚀性的，并且可能对其运行于其中的系统造成严重的损害。为了克服这些限制并且利用水的优越传热能力，已经开发了大量的传热流体，其中将防冻剂添加到水中以降低冻结点。此外，为了控制腐蚀，许多添加剂已经用于水基传热流体中；例如，在水溶液中使用有机抑制剂的盐被公开于Hersch P.,等人的“An Experimental Survey of RustPreventatives in Water–II.The Screening of Organic Inhibitors”,Journal ofApplied Chemistry,第11卷,1961,第254-255页。
单乙二醇(mono ethylene glycol)(MEG)是用于水基传热流体的常见的防冻剂，因为与其他已知的多元醇相比，其由于其在零度以下的温度的相对低的粘度而能够甚至在低温提供传热效率。然而，MEG通过摄入是有毒的，这限制了其在其中可能与食品、卫生用水(sanitary water)或药品接触的系统中的使用。因此，使用无毒但效率较低的基于单丙二醇(MPG)和丙烷-1,3-二醇(PDO)的传热流体是普遍的。在明显低于0℃的循环温度，由于所观察到的快速的粘度上升，基于MPG和基于PDO的传热流体两者都遭受差的水力性能。这使得这样的流体越来越难以泵送，从而增加了功率消耗并降低了效率。对于某些应用，在其中传热流体在低温下循环的系统中，例如在地源加热和二级制冷单元中，效率的损失可能是显著的并且这样的系统必须被相应地设计以处理这样的流体的差的水力性能。
此外，为了克服诸如上文提及的那些多元醇水溶液的固有腐蚀特性，已经使用了许多添加剂，包括有机酸的盐、三唑、亚硝酸盐、硝酸盐、硅酸盐、磷酸盐、酰胺、胺和钼酸盐。因此，已知的是，基于多元醇的流体可以通过包含这样的添加剂来改善，以为它们运行于其中的系统提供长期的腐蚀防护，这由通过ASTM D1384-05腐蚀测试来证明，其中对测试金属试样片具有最小的影响。
例如，在欧洲专利公开第0229440号中，公开了基于多元醇(适当地乙二醇)的、与多种有机腐蚀控制添加剂和无机腐蚀控制添加剂组合的传热流体组合物。对这些组合物进行广泛的测试以便证明其在控制腐蚀方面的有效性。采用完整的ASTM D1384-05测试方案，并且本公开内容中提供的有限数量的组合物以其完整形式通过了该测试。
诸如钾和钠的甲酸盐、乙酸盐、琥珀酸盐和丙酸盐的有机酸的盐的水溶液也是广泛记录的用于水基传热流体中的防冻剂。这些盐溶液相对于上述多元醇溶液的特定的优点在于它们在相对低的循环温度具有显著较低的粘度，这导致当在系统中使用时改进的水力性能和传热性能。然而，用这样的组合物难以确保长期的多金属腐蚀防护(multimetalcorrosion protection)。特别地，由于这种金属在这样的盐溶液中的快速劣化，避免使用软焊料。此外，基于这样的盐溶液的传热流体具有限制的使用温度范围以及在安装时对于脱气的严格要求。在一些情况下，在待安装有传热流体的系统中仅使用不锈钢也是一个要求，特别是如果流体待被热循环的话。
已经记录并且商业化了使用与腐蚀控制剂组合的有机酸的盐的大量水基传热流体，所述有机酸的盐包括但不限于钾和钠的甲酸盐、乙酸盐、琥珀酸盐和丙酸盐，所述腐蚀控制剂例如有机酸的盐、三唑、亚硝酸盐、硝酸盐、硅酸盐、磷酸盐、酰胺、胺和钼酸盐。为了确定所提供的腐蚀防护的水平，已经使用了许多技术和测试方法，包括ASTM-D1384-05腐蚀测试方案的变体。在这样的变体中，水基传热流体以高于测试方法规定的33％v/v稀释度的浓度来测试。此外，一些测试是在低于测试方法所规定的88℃的温度并且在不存在某些金属测试试样片(例如软焊料)的情况下进行的。因此，所确定的腐蚀防护的水平不符合行业内使用的并且由ASTM-D1384-05方法所确定的具有挑战性的标准。
例如，在美国公开的专利申请第6,059,996号中，描述了一种基于抑制的金属乙酸盐和/或甲酸盐的低粘度含水冷却剂(aqueous coolant)。尽管针对关于铸铁、铝、铜、黄铜和钢的未稀释组合物报告了良好的腐蚀防护，但没有报告关于软焊料的数据。此外，如按照完整的ASTM D1384-05腐蚀测试方案所要求的，当稀释测试组合物时，关于所有金属均观察到显著的腐蚀。
市售的基于有机酸的盐例如甲酸盐、乙酸盐和丙酸盐的传热流体不能在与基于多元醇的传热流体一样宽的操作温度范围被用于混合金属体系中。例如，对于由Clariant商业化的、基于甲酸钾的传热流体Antifrogen 的产品资料，对于其中流体将被稀释至31％v/v的系统推荐使用不锈钢。此外，所报告的腐蚀测试数据是从对未稀释产品的测试中获得的，而ASTM-D1384-05腐蚀测试方案应当在传热流体的稀释样品上进行。
目前市售的基于水性盐溶液的传热流体的限制的另一个实例可以关于Tyfocor产品Tyfoxit F15-看到。使用比由ASTM D1384-05腐蚀测试方法所规定的更高浓度的传热流体，已经完成了对于此产品所进行的并且在产品文献中报告的腐蚀测试。此外，产品文献还指出，在其中将使用该产品的系统中应避免使用软焊料。最重要地，文献指出含有流体的系统应被暴露持续任何显著的时间段的最高温度是+20℃。类似的限制被置于被称为Tyfoxit 1.15-的市售的基于乙酸钾的传热流体。
总之，没有市售或记录的基于有机酸的盐例如钾/钠的甲酸盐、乙酸盐或丙酸盐的传热流体已经通过完整的ASTM-D1384-05腐蚀测试方案，达到对于提供与基于多元醇的组合物相当的系统保护的所有金属的ASTM-D3306-10方案的标准。
目前，本行业对于低温(零度以下)应用具有水基传热流体的两种主要的选择。第一种选择是多元醇的水溶液，例如单乙二醇或单丙二醇。这些流体可以被配制成在很宽的操作温度范围内为宽范围的金属提供针对腐蚀的优异的系统防护持续延长的时间段。然而，这样的流体在低温遭受高粘度，这显著地降低了传热效率并且在某些情况下降低至如此低以致其不能使用的水平。此外，在其中由于最有效的多元醇溶液(即单乙二醇)的高的哺乳动物毒性而使其不能使用的一些情况下，使用可选择的的基于单丙二醇的传热流体可以对管道和泵的大小具有显著的设计影响(design implication)以便实现可接受的传热效率。第二种选择-可以包括钾和钠的甲酸盐、乙酸盐、琥珀酸盐和丙酸盐的有机盐的水溶液，在低温提供有利得多的粘度，在其整个指定的操作温度范围内保持可泵送，通过改进的水力性能提供系统效率。然而，采用这样的盐溶液，满足与由多元醇溶液所提供的标准相同的标准的多金属腐蚀和系统防护是不可能的。此外，这样的溶液由于其低表面张力而具有从系统“泄漏”的倾向。
鉴于上文强调的问题，在本行业中仍然需要开发传热流体，该传热流体提供对使用有毒的单乙二醇的真正的替代方案，同时提供在低循环温度的改进的传热性能和水力性能、相同(相对于基于单乙二醇的流体)或改进的腐蚀防护水平以及相同(相对于基于单乙二醇的流体)或改进的冷冻防护水平。
发明概述
本发明意图通过提供传热流体组合物来克服上文确定的问题，所述传热流体组合物包含按重量计10％至80％之间的缓蚀剂与防冻剂双功能剂、以及降粘剂。
更具体地，本发明意图提供对目前可获得的包含有毒的单乙二醇的传热流体的真正商业上可行的替代方案，并且因此提供较低的毒性概况，同时仍保持与技术上优选的基于单乙二醇的产品基本上相同或更好的粘度分布(viscosity profile)。
此外，本发明意图避免与目前对单乙二醇的其他建议的替代方案所遇到的典型的有机酸的盐相关的腐蚀问题，该问题阻止这样的流体特别是在多金属体系中成为可行的商业产品。
对于其中排除使用基于有毒的单乙二醇的含水传热流体的应用，本发明提供了基于无毒组合物的组合物，其提供了比先前记录的或商业化的基于单丙二醇或其他二醇的、对基于单乙二醇的传热流体的无毒替代方案改进的水力和传热效率。
根据本发明的第一方面，提供了一种传热流体组合物，该传热流体组合物包含按重量计10％至80％之间的缓蚀剂与防冻剂双功能剂、以及降粘剂。本发明的发明人已经意外地确定了能够作为以下两者起作用的许多的剂；1)防冻剂，其使得本发明的传热流体适用于零度以下的系统，以及2)在一定程度上作为缓蚀剂它们自己本身(尽管腐蚀抑制的优化对于金属体系中的大多数商业用途来说将最有可能是必要的)。因此应当理解的是，术语“缓蚀剂与防冻剂双功能剂”涉及在能够提供这两种功能的传热流体组合物中的单一的剂或组分，尽管设想的是一种或更多种这样的剂可以在根据本发明的传热流体中被提供以提供优化的性能或成本益处。
优选地，所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂选自以下中的一种或更多种：甘油、聚甘油、三甲基甘氨酸(还被称为TMG或甜菜碱)、山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇和/或乳糖醇。已经令人惊讶地发现这些材料提供了适合用于传热流体的冻结点和腐蚀抑制功能两者。缓蚀剂与防冻剂双功能剂可以包含甘油和三甲基甘氨酸中的一种或两种，这两种剂提供对于在传热流体中的使用最优选的粘度分布和溶解度。更优选地，所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂包含甘油，该缓蚀剂与防冻剂双功能剂在一些实施方案中具有优于其他确定的双功能剂的成本和性能益处。此外，应当注意的是，甘油显示出高水平的生物可降解性以及低的对于降解的生化需氧量。因此，包含甘油的本发明的传热流体与标准的基于单丙二醇或基于丙烷-1,3-二醇的传热流体相比，还显示出较高水平的生物可降解性以及较低的对降解的生化需氧量，这使它们成为更环境友好的选项。
所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂可以以组合物的按重量计从20％至80％，优选地按重量计从20％至70％，并且任选地按重量计从30％至70％或按重量计从30％至40％存在。
所述降粘剂可以被理解为粘度调节剂，其以使得降低其中不存在降粘剂的可比较的组合物的粘度的方式影响传热组合物。优选地，所述降粘剂以按重量计约3％至70％之间，例如按重量计从10％至50％的水平存在于传热组合物中。在一些实施方案中，降粘剂可以优选地以按重量计从10％至25％的水平存在，例如在其中二醇存在于组合物中的实施方案中(如下文进一步详细讨论的)。在可选择的实施方案中，降粘剂可以优选地以按重量计从25％至50％的水平存在于组合物中。更优选地，降粘剂选自钠或钾的甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、氯化物盐水(chloride brine)或其混合物。最优选地，所述降粘剂是甲酸钾或乙酸钠。甲酸钾在其中已经发现甲酸钾对其给予最好的粘度分布和制剂稳定性的某些组合物中是特别优选的。典型地，甲酸钾可以存在于75％的水溶液中。
降粘剂的存在允许优化本传热流体的粘度以使其适合于其特定的预期用途。然而，这些降粘剂与本发明所确定的一种或更多种缓蚀剂与防冻剂双功能剂组合使用的事实意味着这样的降粘剂的已知的腐蚀特性被减轻。正式地，特别是在水基传热流体中使用有机盐粘度调节剂例如甲酸盐、琥珀酸盐和丙酸盐，已经被认为由于其使用所导致的腐蚀水平而特别不适用于多金属体系。本发明的发明人已经惊奇地发现，当在传热流体组合物中使用如上所述的缓蚀剂与防冻剂时，在多金属体系中使用这样的有机盐降粘剂是可能的，而没有观察到有害的水平或腐蚀。
此外，适当地，降粘剂还能够起到防冻剂的作用，这相对于其中需要低操作温度的系统进一步改进了根据本发明的此实施方案的传热流体的利用率。因此，优选地，降粘剂可以是双功能降粘剂和防冻剂；优选地，这样的双功能降粘剂和防冻剂是甲酸钾。
有利地，如上文所提供的根据本发明的第一实施方案的传热流体组合物已被发现具有与标准的、含有毒的单乙二醇(MEG)的传热流体相似或改进的水力效率。此外，已经发现，当与在不存在降粘剂的情况下的基于单丙二醇(MPG)、丙烷-1,3-二醇或甘油的现有组合物相比，本发明的传热流体的较低粘度不以冷冻防护为代价。下文将进一步讨论本发明的这个方面。
另外，传热流体组合物可以优选地包含氨基磺酸盐。适当地，所述氨基磺酸盐以约按重量计0.1％至5％之间的氨基磺酸盐，例如按重量计0.5％至2％的水平存在于传热流体组合物中。在制造期间，将氨基磺酸添加到制剂中，但是通过与制剂的其他组分的相互作用，氨基磺酸是存在于所得传热流体组合物中的氨基磺酸的盐。因此，氨基磺酸盐可以含有任何阳离子，但是在一些情况下，氨基磺酸的钠盐是优选的以满足溶解度要求。氨基磺酸盐的存在是优选的，因为氨基磺酸根阴离子进一步改善组合物的腐蚀防护，这在传热流体将被用于含铁类金属的体系的情况下是特别优选的。此外，当使用甲酸钾作为降粘剂时，氨基磺酸的添加以及因此氨基磺酸盐的存在是特别优选的，因为已经发现氨基磺酸根阴离子比在某些实施方案中仅存在所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂更有效地否定(negate)甲酸钾的腐蚀作用。
另外或可选择地，传热流体组合物还可以包含二醇，并且更优选地在按重量计10％至35％之间的二醇，任选地按重量计从20％至30％。在一些情况下已经发现二醇的存在进一步改善本发明的传热流体的粘度分布，使其适用于更广泛的系统。
优选地，所述二醇选自以下中的一种或更多种：丙烷-1,3-二醇(PDO)、丙烷-1,2-二醇(MPG)、乙二醇(MEG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、二丙二醇(DPD)或三丙二醇(TPG)。更优选地，所述二醇选自丙烷-1,3-二醇或丙烷-1,2-二醇。最优选地，二醇是丙烷-1,3-二醇，因为其具有低毒性并且将提供特别适用于某些系统的改进的粘度分布，尤其是其中有毒物质向环境(例如地源加热系统)中的释放会使毒性更强的MEG的使用较不具吸引力的那些系统。
最优选地，传热流体组合物包含甘油(作为缓蚀剂与防冻剂双功能剂)和甲酸钾(作为降粘剂)。在一些实施方案中，传热流体组合物还包含PDO。已经令人惊讶地发现，这样的组合物具有有利的粘度分布，其中观察到粘度下降，这是出人意料的。其原因还不清楚，但是这些组分的存在似乎对粘度下降具有协同效应，而不损害腐蚀防护。
另外或可选择地，传热流体组合物可以包含一种或更多种缓蚀剂。应当理解的是，该缓蚀剂是除了存在所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂之外的；添加这种另外的缓蚀剂以进一步优化和改进本发明的传热流体，特别是以确保组合物被优化用于在长时间使用传热流体仍可能展示腐蚀的特定系统(即，含铁或多金属体系)。最优选地，传热流体组合物包含按重量计1％至15％之间的一种或更多种缓蚀剂，例如按重量计从2％至7％的一种或更多种缓蚀剂或按重量计从3％至6％的一种或更多种缓蚀剂。
适当地，一种或更多种缓蚀剂包含以下中的一种或更多种：
黄色金属保护剂(yellow metal protector)(以使得免受铜和黄铜的腐蚀)，所述黄色金属保护剂选自三唑衍生物，所述三唑衍生物任选地选自苯并三唑、甲苯基三唑、巯基苯并三唑或其混合物，
第一铁类金属缓蚀剂(first ferrous metal corrosion inhibitor)(以使得免受铸铁和软钢的腐蚀)，所述第一铁类金属缓蚀剂选自长链羧酸盐，所述长链羧酸盐任选地选自癸二酸(皮脂酸)、辛酸(羊脂酸)、壬酸(天竺葵酸)、异壬酸、2-乙基己酸、苯甲酸或其混合物，
第二铁类金属缓蚀剂(以使得免受铸铁和软钢的腐蚀)，所述第二铁类金属缓蚀剂选自矿物抑制剂，所述矿物抑制剂任选地选自硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸氢二钾或其混合物，
铝金属缓蚀剂(以使得免受铝的腐蚀)，所述铝金属缓蚀剂选自pH缓冲剂，所述pH缓冲剂任选地选自仲胺、叔胺、长链羧酸仲胺盐或长链羧酸叔胺盐或其混合物。
这样的缓蚀剂是本领域中已知的，并且技术人员应当能够根据他们对传热流体将被用于其中的系统的了解来选择合适的缓蚀剂。然而，下文提供了缓蚀剂共混物的一些具体的实例，这些缓蚀剂共混物已经被发现特别好地适合于本发明的预期用途。
优选地，并且最适当地，传热流体组合物将具有8.5和9.5之间的pH。使用高于该优选的pH范围的pH的传热流体组合物可以导致诸如铝的一些金属的加速腐蚀。组合物的pH可以由于组合物的组成部分的性质而实现，或者可以通过添加另外的组分来实现。
另外或可选择地，传热流体组合物可以包含另外的pH控制剂。应当注意的是，此pH控制剂与上文关于一种或更多种缓蚀剂所提及的pH缓冲剂不同。优选地，所述另外的pH控制剂是氢氧化钠或氢氧化钾。
另外或可选择地，传热流体组合物还可以包含三乙醇胺(TEA)。TEA是特别优选的缓冲剂，其保护组合物免于在系统中使用一段时间的变化。
此外，本发明还意图克服可能与使用基于选自以下的一种或更多种的缓蚀剂与防冻剂双功能剂的传热流体相关的生物污染问题：甘油、聚甘油、三甲基甘氨酸(还被称为TMG或甜菜碱)、山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇和/或乳糖醇。更具体地说，迄今为止，技术人员由于意识到的与生物污染相关的问题而在系统中包含甘油作为传热流体已经形成偏见。然而，已经令人惊讶地发现，本发明的组合物不会遭受不可接受的生物污染问题。然而，任选地，传热组合物还可以包含杀生物剂。包含杀生物剂可以改善组合物在使用期间的长时间段内对生物污染的抗性。最优选地，杀生物剂由苯并异噻唑酮(BIT)、甲基异噻唑酮(MIT)和双(3-氨基丙基)十二烷胺(BDA)组成。合适的杀生物剂材料被认为是从Schulke&MayrGmbH,Norderstedt,Germany可获得的Parmetol
最优选地，根据本发明的传热流体组合物可以包含：
按重量计10％-80％的甘油
按重量计10％-70％的75％甲酸钾水溶液
按重量计0％-35％的丙烷-1,3-二醇
以氨基磺酸盐的形式的按重量计0.1％-5％的氨基磺酸
按重量计1％-15％的缓蚀剂
按重量计0％-2％的三乙醇胺
按重量计0％-10％的另外的pH控制剂，其选自氢氧化钠或氢氧化钾
按重量计0％-0.4％的杀生物剂
在一些实施方案中，根据本发明的传热组合物可以包含：
按重量计30％-70％的甘油
按重量计25％-50％的75％甲酸钾水溶液
以氨基磺酸盐的形式的按重量计0.1％-2％的氨基磺酸
按重量计2％-10％的缓蚀剂
按重量计0.1％-2％的三乙醇胺
按重量计0％-10％的另外的pH控制剂，其选自氢氧化钠或氢氧化钾
按重量计0％-0.4％的杀生物剂。
在可选择的实施方案中，根据本发明的传热组合物可以包含：
按重量计30％-40％的甘油
按重量计10％-20％的甲酸钾(按重量计10％-30％的75％甲酸钾水溶液)
按重量计20％-35％的丙烷-1,3-二醇
以氨基磺酸盐的形式的按重量计0.5％-2％的氨基磺酸
按重量计3％-6％的缓蚀剂
按重量计0.1％-2％的三乙醇胺
按重量计8.5％-10％的另外的pH控制剂，其选自氢氧化钠或氢氧化钾
按重量计0.1％-0.4％的杀生物剂
令人惊奇地，根据上文给出的、提供了缓蚀剂与防冻剂双功能剂、降粘剂、缓蚀剂和杀生物剂的特定组合的实施方案的组合物在低循环温度提供显著较低的粘度，同时对于在ASTM-D1384-05/ASTM-D3306-10腐蚀测试方案中测试的那些金属保持优越的腐蚀防护。因此，根据本发明的实施方案的组合物特别适用于多金属体系(其中腐蚀优化非常重要)以及地热源系统(其中毒性的限制非常重要)。此外，由上文详述的特别优选的实施方案提供的组合物提供了在潜在最终用途方面具有广泛范围(wide reach)的传热组合物。更特别地，传热流体组合物的这种特定的实施方案比现有的含有甲酸盐、乙酸盐和丙酸盐的组合物提供改进的腐蚀防护、更宽的金属相容性(metal compatibility)和更宽的长期操作使用温度范围。当与标准的基于MPG和丙烷-1,3-二醇的组合物相比时，这种传热流体组合物的另一个优点是其具有优越的生态概况以及较低的生化需氧量，这在意外逸出时对水生系统产生较低的风险。
另外，或可选择地，传热流体组合物可以任选地包含另外的结垢减少剂(scalereducer)。合适的另外的结垢减少剂可以包括但不限于膦酸盐和聚羧酸盐；可选择的另外的结垢减少剂将是本领域技术人员已知的。
另外，或可选择地，传热流体组合物可以任选地包含另外的热稳定剂。合适的另外的热稳定剂可以包括但不限于丁基化的羟基甲苯(BHT)和其他已知的自由基清除剂；可选择的另外的热稳定剂将是本领域技术人员已知的。
在一些实施方案中，本发明的传热流体组合物还可以包含消泡剂例如XiameterAFE-1510。适用于组合物中的其他消泡剂将是本领域技术人员已知的。
根据本发明的另外的方面，提供了一种水基传热流体产品，其包含如上文任何实施方案中所述的传热流体组合物和水。合适地，传热流体作为浓缩流体被商业制造和供应，在系统中使用之前，该浓缩流体通常在使用现场(on site of use)被进一步稀释。最优选地，水基传热流体产品包含按体积计20％和60％的传热流体组合物。
此外，本发明将在许多应用和系统中找到用途，所述许多应用和系统包括但不限于地源加热、空气源加热、二级制冷、过程加热和冷却(process heating and cooling)、加热和通风系统。与目前可用的传热流体组合物相比，特别是与那些意图用于其中需要传热和冷冻防护两者的系统中的传热流体组合物相比，本发明提供了改进的传热效率。此外，对于目前对基于有毒的MEG的传热流体组合物起作用的系统，本发明提供了具有显著较低的哺乳动物毒性的可行的替代方案。
因此，根据本发明的另外的方面，提供了如上所述的水基传热产品在地源加热系统中的用途。以上，针对这种特定的预期用途注意到许多特别优选的实施方案，特别是涉及传热流体组合物的毒性。
此外，或可选择地，如上所述的水基传热产品在二级制冷单元系统中的用途也被预期是本发明的一个方面。
此外，或可选择地，还提供了如上所述的水基传热产品在冷却器系统中的用途。
此外，或可选择地，还提供了如上所述的水基传热产品在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中的用途。
如将被理解的是，本发明第一方面的优选实施方案的特征加以必要的修改后适用于本发明的另外的方面。
现在参考非限制性实施例和比较数据来更详细地描述本发明的实施方案。提供了许多表格和图，其中；
图1是提供实验传热流体的细节的表格。
图2是示出了对于许多剂所观察到的运动粘度(kinematic viscosity)的图。
图3是提供根据本发明的两种传热流体相对于标准甘油溶液的生物污染抗性的比较的表格(表8)。
图4是示出几种传热流体的运动粘度的图。
实施例
提及w/w％应当被理解为指的是按重量百分比计的重量。
如下详述的一系列传热流体组合物被制备并测试以下内容：
1.组合物稳定性-使用20℃和-10℃之间的热循环来确定组合物的稳定性。检查组合物的浊度和未溶解固体的存在。特别地，用去离子水准备组合物的50％v/v稀释液并且将其置于-10℃的冷冻器中，并且在20℃的环境温育持续规定的时间段。在每次测试之前和之后检查溶液的澄清度和未溶解固体的存在。
2.粘度分布-在一系列的温度，使用Anton-Parr粘度计来确定组合物的粘度分布。
3.腐蚀防护-根据本发明的特别优选的传热流体组合物根据ASTM-D1384-05腐蚀测试方法至ASTM-D3306-10标准来测试，其中将金属试样片的架浸入在88℃的传热流体的充气溶液(aerated solution)中持续两周。
4.对生物污染的敏感性-根据本发明的特别优选的传热流体组合物使用重复激发测试方法(repeat challenge testing methodology)来测试，其中传热流体的样品(50g)每周用微生物接种持续6周的时间段。将含有革兰氏阳性和革兰氏阴性的细菌、霉菌和酵母的混合物的混合悬浮液(0.2ml，1010cfu/ml)用于接种该样品。在每个样品中的生长的程度是每周通过用样品对TS-琼脂和SA-琼脂营养培养基加条纹并且在25℃温育持续3天来确定的。
5.冻结点-使用差示扫描量热法(DSC)来比较根据本发明的特别优选的传热流体组合物的冻结点。DSC检测所测试的稀释液的熔点。在理想条件下，熔点也将等于物质的冻结点。然而，由于冷冻是动力驱动的过程，因此实际的冻结点可能低于熔点。因此可以得出结论，对于所测试的稀释液，原则上冷冻可以在低于所记录的熔点的任何温度发生，如本领域技术人员将会理解的那样。
6.水力效率-使用下文列出的标准工程方程(standard engineering equation)1-3来计算由在湍流(雷诺数＝5000)下优化的组合物引起的、在0℃的每100米固定直径的管道的压降，
方程1 F＝(5000×B)/(A×E)
方程2 C＝[F×(πD2)]×1000
方程3每100米的压降＝[0.0791×(A×C2/100)]/[50001/4×(π2x D5)]
参数：
A＝流体密度(kgm-3)
B＝动力粘度(Pa.S)
C＝体积流速(Ls-1)
[Re(雷诺数)＝5000
D＝管道半径(m)
E＝管道直径(m)
F＝平均速度(ms-1)
7.pH稳定性-根据本发明的特定的优选的传热流体组合物的pH稳定性使用热储存实验来评估，其中将组合物的稀释液加热至80℃并且在2周内使用pH电极例行监测pH变化。
缩写
本文中使用以下缩写：
MEG-单乙二醇
MPG-单丙二醇
PDO-生物衍生的或石化衍生的丙烷-1,3-二醇
HTF-传热流体
参考溶液
使用标准的基于MPG、MEG和PDO的传热流体组合物作为参考溶液。在每种情况下，这些是93％w/w的MPG/MEG/PDO和7％w/w的水。
实施例
图1详述了待测试以证明根据本发明的实施方案的HTF组合物的益处的制剂以及许多比较实施例，如下文进一步详细描述的。
在图1中，缓蚀剂溶液包含异壬酸的钠盐(35％w/w)、癸二酸二钠(5.7％w/w)、甲苯基三唑(1.0％w/w)和苯并三唑(0.37％w/w)，其使用氢氧化钠溶液调节至9.5-10.5的pH。
组合物稳定性
对于包含双重防冻剂与降粘剂的HTF组合物，优选的是，降粘剂在宽的温度范围内保持在溶液中并且固体的沉积被避免，固体的沉积会覆盖热交换器，导致效率降低并且使弹性体密封件降解并造成泄漏。在浊度和未溶解固体的存在方面、在室温和在-10℃两者下评估所制备的示例性组合物的稳定性(如表1中所详述的)。此研究的结果在表2中示出。
使用以多种水平的单独的甲酸钾作为降粘剂的组合物示出非常好的组合物稳定性，其中溶液在所检查的温度范围内保持澄清并且没有未溶解的固体。在组合物中并入乙酸钠或丙酸钠导致下降的稳定性。在其中使用较高浓度的丙酸钠的组合物KF007和KF009的情况下，观察到将盐保持在溶液中的显著困难，特别是在低温下。因此，使用甲酸钾是优选的。
根据ASTM D1384-05/ASTM-D3306-10测试方法来测试在室温显示为澄清外观的组合物的腐蚀防护。此测试的结果在以下表3中概述。
腐蚀防护
对于为各种金属和混合金属体系提供长期腐蚀防护的低粘度HTF组合物，使用标准腐蚀测试方案来测量由HTF提供的防护是至关重要的。此外，对于已知对金属有腐蚀性的甲酸钾、乙酸钠和丙酸盐，将这些作为降粘剂并入到低粘度HTF组合物中将被预期降低由HTF提供的腐蚀防护。根据工业标准腐蚀测试(ASTM-D1384-05)测试了含有不同比率的缓蚀剂、降粘剂和双重防冻剂与缓蚀剂的各种组合物(如表1中所详述的)。
2.++规格内的试样片质量损失，x+试样片质量损失>20mg<50mg，
xx试样片质量损失>50mg
该腐蚀测试的结果表明，如果甲酸钾将被用作降粘剂并且该组合物要通过ASTM-D1384-05/ASTM-D3306-10腐蚀测试标准，则甘油应当优选地被包含在组合物中。例如，用MPG或PDO或其混合物(KF001-KF003)代替KF004中的甘油组分导致腐蚀防护的显著损失。此外，结果表明，用乙酸钠代替甲酸钾作为降粘剂确实使得能够用MPG代替组合物的甘油组分并且仍然保持符合ASTM标准的腐蚀防护(KF006)。然而，这是以组合物稳定性(表2)和粘度为代价，因为乙酸钠溶液的粘度与甲酸钾的粘度相比较高。HTF组合物的组成部分的选择可以取决于其意图被用于其中的系统和在所述系统中使用的持续时间。
用PDO代替全部或部分的甘油组分可能是有利的，因为这可以导致粘度降低，这是由于以％w/w为基础PDO比甘油的粘度低的事实。在使用甲酸钾作为降粘剂的情况下，用PDO代替部分甘油含量(content)确实提供了通过ASTM标准的组合物。然而，通过比较来自组合物KF010a和KF010b的腐蚀测试结果，这表明仅是当组合物中还包含氨基磺酸时的情况。由组合物KF012和KF013示出的腐蚀测试中的失败证明氨基磺酸在与甘油组合时是最有效的。此外，对组合物KF014、KF015和KF016的腐蚀测试中的失败已经表明，无论是否存在氨基磺酸，甘油与甲酸钾的比率在腐蚀防护方面可以都是重要的。
冷冻防护
为了使低粘度的HTF成为基于MEG的HTF或基于MPG的HTF的合适的替代物，其必须在循环中提供可比的或更好的冷冻防护。由HTF提供的总的冷冻防护将在很大程度上取决于防冻剂的总％w/w含量。在组合物KF004和KF010b中，防冻剂是甘油、甲酸钾和PDO。在K4004和KF010b中防冻剂的总％w/w含量分别为82.6％w/w和84.5％w/w。基于MPG的参考HTF的总防冻剂含量为93％w/w。
使用差示扫描量热法(DSC)研究组合物KF004和KF010b提供的冷冻防护。DSC检测稀释液的熔点。在理想条件下，这也将等于物质的冻结点。然而，由于冷冻是动力驱动的过程，因此实际的冻结点可能低于熔点。因此可以得出结论，对于上文列出的稀释液，原则上冷冻可以在低于所列出的温度的任何温度发生。
表4中的数据表明，尽管防冻剂的较低的％w/w含量，但是由KF004提供的冷冻防护基本上相当于以40％v/v及以下的稀释度的、基于MPG的参考HTF的冷冻防护。在浓度大于40％v/v时，基于MPG的HTF提供更好的冷冻防护。令人惊讶地，由KF010b所提供的冷冻防护大体上比基于MPG的HTF所提供的冷冻防护好，尽管其较低的防冻剂负载。此外，当浓度大于40％v/v时，对于KF010b，在低至-80℃时根本检测不到熔点。该DSC曲线指示，对于大于40％v/v的稀释度，在低至-80℃的温度未形成显著量的固体冰。对于传热流体，这是重要的，因为这表明，在>45％v/v的应用以及在暴露于极低温度时关于KF010b不太可能观察到管爆裂效应(pipe bursting effect)。
粘度研究
确定了示出最有利的腐蚀测试数据和组合物稳定性的示例性组合物的粘度分布。此数据在表5中呈现。在每种情况下，数据是在组合物的40％v/v稀释度时获得的。作为参考，还呈现了典型的基于MPG的HTF的粘度分布。在一系列的温度、使用Anton-Parr粘度计来确定组合物的粘度分布。将40％v/v稀释液(10ml)注入Anton-Parr粘度计中并且在一系列的温度处记录粘度和密度。
如将预期的那样，用诸如在组合物KF004和KF010b中的甲酸钾和/或PDO的较不粘的组分代替组合物中更粘的组分(例如MPG)，与标准的基于MPG的HTF相比，确实导致粘度的降低。用MEG代替KF010b中的PDO作为进一步改善粘度分布的手段而被研究。基于％w/w的MEG具有比PDO低的粘度。因此，预期的是，通过在组合物中使用MEG可以降低KF010b的粘度。表6中的数据示出了关于KF010b和其中PDO被MEG代替的组合物(KF011)两者的50％v/v溶液的粘度数据。
令人惊奇地，在组合物KF010b中用MEG代替PDO并不导致预期的改善的粘度分布。在低温下，组合物KF011的粘度高于KF010b的粘度。这表明，在组合物KF010b中的三种主要组分之间的相互作用相当出人意料地造成一些粘度的下降，而不是粘度的下降仅仅是由于用一些较不粘的组分(甲酸钾和单乙二醇)代替一些更粘的组分(甘油、MPG或PDO)。也就是说，在包含甘油、甲酸钾和PDO的HTF组合物中存在对粘度分布意想不到的协同效应。
对优化的组合物KF010b的粘度分布和水力效率进行了进一步的研究并与标准的基于MPG、PDO、甘油和MEG的HTF进行比较。使用提供至-30℃的冷冻防护的三种HTF组合物的稀释液来获得数据。
如由图2所示出的，具有与标准的基于MEG的HTF最接近的粘度分布的组合物是KF010b。为了比较提供至-15℃的冷冻防护的标准的MEG、MPG和KF010b稀释液的水力效率，进行了一系列的计算以确定每100m雷诺数为5000的、具有固定直径的管道的压降。此数据在表7中示出。
计算是基于雷诺数为5000的、在0℃流过40mm直径的管道的、提供至-15℃的冷冻防护的HTF的稀释液。
表7中的数据表明，对于给定的管道直径，KF010b与处于湍流的基于MPG的参考HTF相比将需要较低的流速并且将产生显著较低的压降。表7中的数据表明，KF010b具有的水力性能与基于MPG的HTF相比，明显更类似于基于MEG的HTF的水力性能。因此，用KF010b代替基于MPG的HTF可以提高系统的传热效率，并且降低用于泵送HTF的能量。此外，被设计成采用KF010b而不是基于MPG的HTF操作的系统可以使用较小的泵和具有较小直径的管道，这导致总成本节约。
生物污染
HTF的生物污染可以导致流体降解、pH变化、粘度的增加和效率的损失以及腐蚀。与标准的基于MPG、MEG或PDO的HTF相比，任何低粘度的HTF都必须表现出等同的或改进的对生物污染的抗性。采用关于组合物KF010B和KF004所观察到的优化的组合物稳定性、腐蚀防护、粘度和毒性概况，接下来检查组合物对生物污染的敏感性。对于已知对生物污染敏感的、含甘油的两种组合物而言，技术人员预期的是，组合物KF004和KF010b将比标准的基于MPG的产品示出对生物生长的较小的抗性。为了测试这种偏见，进行了重复激发测试，其中以每周为基础用标准溶液接种组合物，并且使用琼脂板监测生物生长的程度。对生物污染的抗性使用从-至+++的系统而被半定量地判断，其中-指示无生物生长，并且+++指示严重生长。生长的类型(细菌、霉菌或酵母)也由此测试方法来确定。测试的总持续时间是六周(图3)。
令人惊讶地，由测试获得的结果示出，KF004组合物(样品B)显示出比简单的甘油溶液(样品A)显著更高的对生物污染的抗性，其中仅在第5次接种后检测到生物污染。因此，根据本发明的组合物克服了本领域中关于使用甘油导致不可接受水平的生物污染的偏见。此外，通过以0.05％w/w包含市售的杀生物剂Parmetol 对组合物KF011的进一步优化使得可以提供与具有相同负载的Parmetol 的标准的基于MPG的HTF等同的生物结垢抗性。鉴于技术人员了解甘油对生物污染敏感，这是出人意料的。
pH稳定性
HTF的pH的变化可以导致由HTF所提供的腐蚀防护的降低，并且加速HTF的降解。已知存在于组合物KF004和KF0010b两者中的甘油比MPG、MEG或PDO在化学上较不稳定并且在升高的温度对降解更敏感。甘油的降解导致酸性化合物的形成，这又降低了HTF的pH。优化的组合物KF010b的pH稳定性通过将该组合物的在水中的50％v/v稀释液保持在80℃持续2周来测试。在之前和之后测量pH并且此数据记录在表8中。另外，还测试了包括一系列的pH缓冲剂的组合物，并且此数据也在表8中呈现。为了比较，还呈现了由对于标准的基于MPG的HTF(50％v/v稀释)的加热储存测试获得的数据。
表8中的数据表明，组合物KF010b比基于MPG的参考HTF对pH的变化更敏感。然而，并入0.5％w/w-1.0％w/w之间的合适的pH缓冲剂例如三乙醇胺或吗啉，导致组合物的pH稳定性的显著改善。pH稳定性在使用中的重要性将取决于HTF将被使用于的应用或系统以及还有使用的时间段。
现场试验实施例
为了进一步证明本发明的一些灵活性和范围，对表9中的组合物制成了具体的制剂，并且进行了商业现场试验。
将KF017制剂稀释至-15℃的冻结点，并且将混合物的粘度与在相同冻结点保护下的典型传热流体进行比较。在图4中示出了当与这些流体且特别是典型的MEG流体相比时KF017的较低的粘度。
记录腐蚀防护，如表10中所示。
采用KF017的现场试验的细节
在针对典型的商业MPG产品(DowcalTM N)的直接取代测试(direct substitutiontest)中对KF017进行试验。在其上测试KF017的设备是由MacIntyre Chocolate SystemsLimited of Arbroath,Angus,Scotland建造的巧克力生产线。该单元由McIntyre安装，并且由总部在菲律宾的Universal Robina Corporation运营。熔化的产品在被冷却的辊子之间移动以在巧克力的表面上形成初始表皮(initial skin)。理想地，这将以如下的方式发生：所述方式使得此冷却在进一步的加工期间形成抵抗变形的屏障，但还使巧克力足够柔软以在最终冷却阶段之前帮助巧克力沿着辊子移动。生产线已经被设计成每小时最多生产500kg的巧克力豆(chocolate lentils)，但其性能受到限制并且最多只能生产每小时约250kg。频繁地切断冷却器意味着达到-25℃的操作温度的需求正受到现有产品的粘度的阻碍。
用去离子水将KF017稀释至-36℃的冻结点，得到约-30℃的有效操作温度(允许6℃冻结点缓冲剂)。将系统排出DowcalTM N产品，冲洗干净，并且流体用稀释的KF017代替。在最初的试验工作期间，该系统提供了每小时360kg的增加的运行速率—生产率提高了44％，并且不存在由于设备切断(equipment cut-out)的停工。注意到泵送问题，该泵送问题似乎是由泡沫问题在流体中的空腔化的结果。在解决此泡沫问题时，使用DowcalTM N将系统返回到标准生产，并且生产降低回到具有频繁切断的每小时250kg的速率。
对于使用KFD017加上少量添加消泡剂(Xiameter AFE-1510)的第二次试验，使用如上所述的类似稀释度。采用此制剂没有进一步的泵送问题。在此第二试验阶段期间的速率的稳定增加之后，采用KF017，生产能力能够逐渐增加到(ramped up to)并且保持在其设计能力(每小时500kg)，这代表相对于以前使用的流体(DowcalTM N)的100％增加。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种传热流体组合物，包含按重量计20％至80％之间的缓蚀剂与防冻剂双功能剂、以及有机盐降粘剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂选自以下中的一种或更多种：甘油、聚甘油、三甲基甘氨酸(TMG/甜菜碱)、山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇和/或乳糖醇。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂包含甘油。
4.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含按重量计从10％至70％的所述有机盐降粘剂。
5.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中所述有机盐降粘剂选自钠或钾的甲酸盐、乙酸盐、或丙酸盐或其混合物。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述有机盐降粘剂是甲酸钾或乙酸钠。
7.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含氨基磺酸盐。
8.根据权利要求8所述的组合物，包含按重量计从0.1％至5％的氨基磺酸盐。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的组合物，包含按重量计从10％至25％的所述有机盐降粘剂。
10.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含二醇。
11.根据权利要求10所述的组合物，包含按重量计10％至35％之间的二醇。
12.根据权利要求10或11所述的组合物，其中所述二醇选自以下中的一种或更多种：丙烷-1,3-二醇(PDO)、丙烷-1,2-二醇(MPG)、乙二醇(MEG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、二丙二醇(DPD)或三丙二醇。
13.根据权利要求12所述的组合物，包含丙烷-1,3-二醇或丙烷-1,2-二醇中的一种或更多种。
14.根据权利要求13所述的组合物，包含丙烷-1,3-二醇。
15.根据权利要求4至8中任一项所述的组合物，包含按重量计从25％至50％的所述有机盐降粘剂。
16.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含一种或更多种缓蚀剂。
17.根据权利要求16所述的组合物，包含按重量计从1％至15％的缓蚀剂。
18.根据权利要求16或17所述的组合物，其中所述缓蚀剂包含以下中的一种或更多种：
a.黄色金属保护剂，所述黄色金属保护剂选自三唑衍生物，所述三唑衍生物任选地选自苯并三唑、甲苯基三唑、巯基苯并三唑或其混合物，
b.第一铁类金属缓蚀剂，所述第一铁类金属缓蚀剂选自长链羧酸盐，所述长链羧酸盐任选地选自癸二酸(皮脂酸)、辛酸(羊脂酸)、壬酸(天竺葵酸)、异壬酸、2-乙基己酸、苯甲酸或其混合物，
c.第二铁类金属缓蚀剂，所述第二铁类金属缓蚀剂选自矿物抑制剂，所述矿物抑制剂任选地选自硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸氢二钾或其混合物，
d.铝金属缓蚀剂，所述铝金属缓蚀剂选自pH缓冲剂，所述pH缓冲剂任选地选自仲胺、叔胺、长链羧酸仲胺盐或长链羧酸叔胺盐或其混合物。
19.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含另外的pH控制剂。
20.根据权利要求19所述的组合物，其中所述另外的pH控制剂是氢氧化钠或氢氧化钾。
21.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包含三乙醇胺。
22.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包含杀生物剂。
23.根据权利要求22所述的组合物，其中所述另外的杀生物剂由苯并异噻唑酮(BIT)、甲基异噻唑酮(MIT)和双(3-氨基丙基)十二烷胺(BDA)组成。
24.根据权利要求1所述的组合物，包含：
按重量计10％-80％的甘油
按重量计10％-70％的75％甲酸钾水溶液
按重量计0％-35％的丙烷-1,3-二醇
按重量计0.1％-5％的氨基磺酸
按重量计1％-15％的缓蚀剂
按重量计0％-2％的三乙醇胺
按重量计0％-10％的另外的pH控制剂
按重量计0％-0.4％的杀生物剂。
25.根据权利要求24所述的组合物，包含：
按重量计30％-70％的甘油
按重量计25％-50％的75％甲酸钾水溶液
按重量计0.1％-2％的氨基磺酸
按重量计2％-10％的缓蚀剂
按重量计0.1％-2％的三乙醇胺
按重量计0％-10％的另外的pH控制剂
按重量计0％-0.4％的杀生物剂。
26.根据权利要求24所述的组合物，包含：
按重量计30％-40％的甘油
按重量计10％-30％的75％甲酸钾水溶液
按重量计20％-35％的丙烷-1,3-二醇
以氨基磺酸盐的形式的按重量计0.5％-2％的氨基磺酸
按重量计3％-6％的缓蚀剂
按重量计0.1％-2％的三乙醇胺
按重量计8.5％-10％的另外的pH控制
按重量计0.1％-0.4％的杀生物剂。
27.根据任一前述权利要求所述的组合物，具有在8.5和9.5之间的pH。
28.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包括另外的结垢减少剂。
29.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包含另外的热稳定剂。
30.一种水基传热流体产品，包含权利要求1至29中任一项所述的传热流体组合物和水。
31.根据权利要求30所述的产品，包含按体积计从20％和60％的传热流体组合物。
32.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在地源加热系统中的用途。
33.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在二级制冷单元系统中的用途。
34.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在冷却器系统中的用途。
35.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中的用途。
Claims (35)
1.一种传热流体组合物，包含按重量计10％至80％之间的缓蚀剂与防冻剂双功能剂、以及降粘剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂选自以下中的一种或更多种：甘油、聚甘油、三甲基甘氨酸(TMG/甜菜碱)、山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇和/或乳糖醇。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述缓蚀剂与防冻剂双功能剂包含甘油。
4.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含按重量计从10％至70％的降粘剂。
5.根据任一前述权利要求所述的组合物，其中所述降粘剂选自钠或钾的甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐或氯化物盐水或其混合物。
6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述降粘剂是甲酸钾或乙酸钠。
7.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含氨基磺酸盐。
8.根据权利要求8所述的组合物，包含按重量计从0.1％至5％的氨基磺酸盐。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的组合物，包含按重量计从10％至25％的所述降粘剂。
10.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含二醇。
11.根据权利要求10所述的组合物，包含按重量计10％至35％之间的二醇。
12.根据权利要求10或11所述的组合物，其中所述二醇选自以下中的一种或更多种：丙烷-1,3-二醇(PDO)、丙烷-1,2-二醇(MPG)、乙二醇(MEG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、二丙二醇(DPD)或三丙二醇。
13.根据权利要求12所述的组合物，包含丙烷-1,3-二醇或丙烷-1,2-二醇中的一种或更多种。
14.根据权利要求13所述的组合物，包含丙烷-1,3-二醇。
15.根据权利要求4至8中任一项所述的组合物，包含按重量计从25％至50％的所述降粘剂。
16.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含一种或更多种缓蚀剂。
17.根据权利要求16所述的组合物，包含按重量计从1％至15％的缓蚀剂。
18.根据权利要求16或17所述的组合物，其中所述缓蚀剂包含以下中的一种或更多种：
a.黄色金属保护剂，所述黄色金属保护剂选自三唑衍生物，所述三唑衍生物任选地选自苯并三唑、甲苯基三唑、巯基苯并三唑或其混合物，
b.第一铁类金属缓蚀剂，所述第一铁类金属缓蚀剂选自长链羧酸盐，所述长链羧酸盐任选地选自癸二酸(皮脂酸)、辛酸(羊脂酸)、壬酸(天竺葵酸)、异壬酸、2-乙基己酸、苯甲酸或其混合物，
c.第二铁类金属缓蚀剂，所述第二铁类金属缓蚀剂选自矿物抑制剂，所述矿物抑制剂任选地选自硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸氢二钾或其混合物，
d.铝金属缓蚀剂，所述铝金属缓蚀剂选自pH缓冲剂，所述pH缓冲剂任选地选自仲胺、叔胺、长链羧酸仲胺盐或长链羧酸叔胺盐或其混合物。
19.根据任一前述权利要求所述的组合物，包含另外的pH控制剂。
20.根据权利要求19所述的组合物，其中所述另外的pH控制剂是氢氧化钠或氢氧化钾。
21.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包含三乙醇胺。
22.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包含杀生物剂。
23.根据权利要求22所述的组合物，其中所述另外的杀生物剂由苯并异噻唑酮(BIT)、甲基异噻唑酮(MIT)和双(3-氨基丙基)十二烷胺(BDA)组成。
24.根据权利要求1所述的组合物，包含：
按重量计10％-80％的甘油
按重量计10％-70％的75％甲酸钾水溶液
按重量计0％-35％的丙烷-1,3-二醇
按重量计0.1％-5％的氨基磺酸
按重量计1％-15％的缓蚀剂
按重量计0％-2％的三乙醇胺
按重量计0％-10％的另外的pH控制剂
按重量计0％-0.4％的杀生物剂。
25.根据权利要求24所述的组合物，包含：
按重量计30％-70％的甘油
按重量计25％-50％的75％甲酸钾水溶液
按重量计0.1％-2％的氨基磺酸
按重量计2％-10％的缓蚀剂
按重量计0.1％-2％的三乙醇胺
按重量计0％-10％的另外的pH控制剂
按重量计0％-0.4％的杀生物剂。
26.根据权利要求24所述的组合物，包含：
按重量计30％-40％的甘油
按重量计10％-30％的75％甲酸钾水溶液
按重量计20％-35％的丙烷-1,3-二醇
以氨基磺酸盐的形式的按重量计0.5％-2％的氨基磺酸
按重量计3％-6％的缓蚀剂
按重量计0.1％-2％的三乙醇胺
按重量计8.5％-10％的另外的pH控制
按重量计0.1％-0.4％的杀生物剂。
27.根据任一前述权利要求所述的组合物，具有在8.5和9.5之间的pH。
28.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包括另外的结垢减少剂。
29.根据任一前述权利要求所述的组合物，还包含另外的热稳定剂。
30.一种水基传热流体产品，包含权利要求1至29中任一项所述的传热流体组合物和水。
31.根据权利要求30所述的产品，包含按体积计从20％和60％的传热流体组合物。
32.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在地源加热系统中的用途。
33.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在二级制冷单元系统中的用途。
34.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在冷却器系统中的用途。
35.根据权利要求30或31所述的水基传热产品在加热、通风和空气调节(HVAC)系统中的用途。
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