CN109652023B - 一种太阳能导热介质及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能导热介质及制备方法，属于石油化工领域。所述太阳能导热介质成分及质量百分数为：防冻剂30％～60％，缓蚀剂5％～10％，抗氧剂1％～10％，消泡剂0.1％～1％，染料0％～0.001％，氢氧化钠0.1～1％，余量为水。所述太阳能导热介质导热性能优异，缓蚀效果显著、长久，对环境友好。

Description

一种太阳能导热介质及制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能导热介质及制备方法，具体地说，涉及一种长效有机酸型太阳能导热介质及其制备方法，属于石油化工领域。
背景技术
随着我国高层住宅的不断兴建，分体式太阳能热水器由于其经济性和安全性等优点，越来越受到消费者的青睐。太阳能取之不尽、用之不竭的特点，也引起了越来越多的行业内投资者的关注。太阳能导热介质是分体式太阳能热水器的换能液，是影响太阳能热水器总体性能的关键环节，具有防冻、防沸和导热率高等多种性能，主要成分为水、防冻剂、缓蚀剂、阻垢剂和消泡剂等。然而太阳能导热介质属于消耗品，是有使用期限的，更换时既需要专用工具又要提供繁杂的售后上门服务。因此，如何有效延长太阳能导热介质的使用寿命，已成为目前亟待解决的问题。
延长太阳能导热介质寿命的关键，是如何抑制导热介质对太阳能系统内金属部件的腐蚀。导热介质的腐蚀性来自于水和常用的二元醇类防冻剂的酸性氧化产物，因此，可以通过添加合适的缓蚀剂和抗氧化剂来抑制腐蚀。
太阳能导热介质的缓蚀剂分为无机盐型和有机酸型两种。无机盐型缓蚀剂消耗速度快，使用寿命短，且对环境污染严重。有机酸型缓蚀剂为目前最为先进的缓蚀剂技术，以“安全、长效”著称。
磺胺甲氧哒嗪是一种抗菌剂，对环境友好，主要用于医疗药品和生物化工等领域。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种太阳能导热介质，所述太阳能导热介质不仅具有良好的防冻、防沸和导热性等，最重要的是具有长效性。
本发明的目的之二在于提供一种太阳能导热介质的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种太阳能导热介质，以所述导热介质原料的总体质量为100％计，其中，各组分成分及其质量分数如下：
Figure BDA0001931180200000021
其中，防冻剂为乙二醇和丙二醇中的至少一种。
缓蚀剂为辛酸、异辛酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种。
抗氧化剂为磺胺甲氧哒嗪。
消泡剂为有机硅氧烷和聚醚中的至少一种。
染料为荧光绿。
一种本发明所述太阳能导热介质的制备方法，所述方法为复配方法，步骤如下：
首先，在搅拌釜中加入水和防冻剂，混合均匀后加入缓蚀剂和氢氧化钠，并搅拌均匀；待缓蚀剂完全溶解后，加入抗氧化剂、消泡剂和染料搅拌溶解，得到混合溶液，为本发明所述的一种太阳能导热介质。
有益效果
1.本发明提供了一种太阳能导热介质，所述导热介质中添加的抗氧化剂为磺胺甲氧哒嗪，磺胺甲氧哒嗪集抗氧化和防腐抗菌于一身，且对环境友好，是一种多功能绿色添加剂；
2本发明提供了一种太阳能导热介质，所述导热介质中添加全有机型缓蚀剂，该类型缓蚀剂通过在金属的活性表面发生吸附，改变金属表面的电化学性质，有效防止金属发生腐蚀，对材质为铜、黄铜、碳钢和不锈钢(304)等所述太阳能导热介质可能接触到的太阳能热水器金属部件都能起到有效缓蚀作用；另外，全有机型缓蚀剂的消耗速度慢、对环境友好，因此，所述太阳能导热介质还具有安全、长效的特性；
3.本发明提供了一种太阳能导热介质的制备方法，所述方法简便易操作，可制备得到本发明所述的一种太阳能导热介质。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种太阳能导热介质，以所述导热介质原料的总体质量为100％计，其中，各组分成分及其质量分数如下：乙二醇30％，异辛酸2％，琥珀酸3％，柠檬酸1％，苯并三氮唑1％，磺胺甲氧哒嗪5％，有机硅氧烷(烟台恒鑫化工科技有限公司THIF-298)0.1％，荧光绿(湖南金桥化工有限公司)0.001％，氢氧化钠0.5％，余量为水。
一种本实施例所述太阳能导热介质的制备方法，所述方法为复配方法，首先，在搅拌釜中加入水和乙二醇，混合均匀后加入异辛酸、琥珀酸、苯并三氮唑和氢氧化钠，并搅拌均匀；待缓蚀剂完全溶解后，加入磺胺甲氧哒嗪、机硅氧烷和荧光绿搅拌溶解，得到混合溶液，过滤后得到本发明所述的一种太阳能导热介质，包装形成产品。
实施例2
一种太阳能导热介质，以所述导热介质原料的总体质量为100％计，其中，各组分成分及其质量分数如下：乙二醇44％，辛酸2％，苯甲酸钠1.5％，琥珀酸1％，苯并三氮唑0.5％，磺胺甲氧哒嗪10％，有机硅氧烷(烟台恒鑫化工科技有限公司THIF-298)0.5％，荧光绿(湖南金桥化工有限公司)0.001％，氢氧化钠1％，余量为水。
一种本实施例所述太阳能导热介质的制备方法，所述方法为复配方法，首先，在搅拌釜中加入水和乙二醇，混合均匀后加入辛酸、苯甲酸钠、琥珀酸、苯并三氮唑和氢氧化钠，并搅拌均匀；待缓蚀剂完全溶解后，加入磺胺甲氧哒嗪、有机硅氧烷和荧光绿搅拌溶解，过滤后得到本发明所述的一种太阳能导热介质，包装形成产品。
实施例3
一种太阳能导热介质，以所述导热介质原料的总体质量为100％计，其中，各组分成分及其质量分数如下：丙二醇60％，异辛酸4％，苯甲酸钠3％，琥珀酸2％，2-巯基苯并噻唑1％，磺胺甲氧哒嗪1％，聚醚(烟台恒鑫化工科技有限公司THIX-299)1％，氢氧化钠0.1％，余量为水。
一种本实施例所述太阳能导热介质的制备方法，所述方法为复配方法，首先，在搅拌釜中加入水和丙二醇，混合均匀后加入异辛酸、苯甲酸钠、琥珀酸、2-巯基苯并噻唑和氢氧化钠，并搅拌均匀；待缓蚀剂完全溶解后，加入磺胺甲氧哒嗪和聚醚搅拌溶解，过滤，得到本发明所述的一种太阳能导热介质，包装形成产品。
效果试验
对实施例1～3制得的太阳能导热介质进行以下测试，以验证其性能和效果：
1.缓蚀性能测试
本发明所述太阳能导热介质与现有技术中的无机盐型太阳能导热介质对比产品的缓蚀指标(玻璃器皿腐蚀试验)对比如下：
Figure BDA0001931180200000041
对比产品配方组分及其质量分数：乙二醇44％，亚硝酸钠0.5％，硝酸钠0.2％，硅酸钠0.2％，硼砂0.5％，苯甲酸钠0.5％，苯并三氮唑0.1％，荧光绿0.001％，水余量。
从上表可以看出，本发明所述太阳能导热介质的缓蚀性能较技术中无机盐型太阳能导热介质更加优异。
2.抗氧化性能测试
将质量分数为44％的乙二醇水溶液、质量分数为44％乙二醇和质量分数为5％磺胺甲氧哒嗪的混合水溶液分别在(88±2)℃水浴中放置(336±2)h，并向所述溶液中以100mL/min通入空气以保证所述溶液中的溶解氧处于过饱和状态；然后对所述两种溶液以及乙二醇进行红外光谱分析。分析结果显示：乙二醇水溶液在1700cm-1和1600cm-1之间出现了一个峰，这是羰基的一个特征峰。而乙二醇和磺胺甲氧哒嗪的混合水溶液在这个位置没有出峰。因此，可以推断出乙二醇水溶液被氧化生成了醛或酸，而磺胺甲氧哒嗪能够有效控制乙二醇的氧化，从而延长了太阳能导热介质的使用寿命。

Claims (5)

1.一种太阳能导热介质，其特征在于：以所述太阳能导热介质原料的总体质量为100％计，各组分成分及其质量百分数如下：
Figure FDA0002638918560000011
其中，抗氧剂为磺胺甲氧哒嗪；
防冻剂为乙二醇、丙二醇中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能导热介质，其特征在于：缓蚀剂为辛酸、异辛酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸钠、苯并三氮唑和2-巯基苯并噻唑中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能导热介质，其特征在于：消泡剂为有机硅氧烷和聚醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能导热介质，其特征在于：染料为荧光绿染料。
5.一种如权利要求1～4任一项所述的太阳能导热介质的制备方法，其特征在于：所述方法如下：首先，在搅拌釜中加入水和防冻剂，混合均匀后加入缓蚀剂和氢氧化钠，并搅拌均匀；待缓蚀剂完全溶解后，加入抗氧化剂、消泡剂和染料搅拌溶解，得到混合溶液，为所述的一种太阳能导热介质。
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