CN109679590B - 一种载冷剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种载冷剂,以质量份数计,其原料包括C2~C4醇类70~95份、醇类衍生物1~10份、含氟聚合物3~5份、缓蚀剂1~2份、阻垢分散剂1~2份、pH值调节剂0.5~9份、水3.5~28.5份。本发明具有无腐蚀,毒性小,安全性能优良,绿色环保,且低温传热性能优良,使用温域范围更宽的优点。

Description

一种载冷剂
技术领域
本发明涉及间接制冷技术领域,更具体的说,它涉及一种载冷剂。
背景技术
间接制冷被广泛应用于在化工、医药生产、食品制造、冷冻仓储等领域,间接制冷系统中的传统传热介质(一种载冷剂)主要以氯化钙盐水溶液、乙二醇溶液或丙二醇溶液为主,其中氯化钙盐水对金属的腐蚀非常严重,容易对设备产生严重腐蚀,而造成大量经济损失,且氯化钙长期使用会产生大量的碳酸钙沉积,即形成水垢,使制冷系统的换热效率大大降低,同时氯化钙盐水适用温域范围窄,在很多工艺受到一定局限;而乙二醇及丙二醇溶液在长期使用过程中,容易酸化,引起对碳钢的腐蚀,且在低温条件下,粘度较大,换热性能较差,制冷工艺能耗比较高。
近些年,国外出现了一些抗腐蚀的传热介质,这些大部分主要以防冻为目的,在低温条件下,粘度较大,不适合用于流动性传热介质,国内也有一些传热介质的研究和发明,但这些介质普遍含有亚硝酸盐、甲醇等有剧毒成分,对现场工人健康存在很大危害,且此类物质对环境污染较严重,不合适当前绿色环保发展要求。同时此类产品如果应用于食品领域,还会存在很大的食品安全隐患。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种载冷剂,其具有无腐蚀,毒性小,安全性能优良,绿色环保,且低温传热性能优良,使用温域范围更宽的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种载冷剂,以质量份数计,其原料包括C2~C4醇类70~95份、醇类衍生物1~10份、含氟聚合物3~5份、缓蚀剂1~2份、阻垢分散剂1~2份、pH值调节剂0.5~9份、水3.5~28.5份。
进一步,所述C2~C4醇类选自乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种。
进一步,所述醇类衍生物选自卡必醇、丁基卡必醇、二甲基卡必醇中的一种或几种。
进一步,所述含氟聚合物采用下述方法制备:将包含链转移剂、乙烯基丁醚和乙酸甲酯的反应体系浸于液氮中冷冻,然后对反应体系先抽真空再通氮气,将六氟丙烯气体通入反应体系中,反应体系自然解冻升温至室温;经过60Coγ辐照反应后并将反应体系浸于冰水浴使反应停止;反应体系内的液体在冷冻甲醇中沉淀纯化,沉淀物经真空干燥后得含氟聚合物;所述链转移剂、乙烯基丁醚、乙酸甲酯和六氟丙烯气体的重量比为16~17:0.7~0.9:4~5:2~3。
再进一步,所述链转移剂为乙氧基-二硫代甲酸酯基乙酸乙酯。
再进一步,所述60Coγ辐照反应的条件为辐照剂量率140~150Gy/min、辐照时间0.5~1小时。
进一步,所述缓蚀剂选自磷酸盐、苯甲酸盐、有机酸、葡萄糖酸盐、山梨酸盐、硝酸盐中的一种或几种;所述磷酸盐选自六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或几种;所述苯甲酸盐选自苯甲酸钠;所述有机酸选自植酸;所述葡萄糖酸盐选自葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠中的一种或两种;所述山梨酸盐为山梨酸钾、山梨酸钠中的一种或两种;所述硝酸盐选自硝酸钠。
进一步,所述阻垢分散剂选自聚环氧琥珀酸、聚天冬氨基酸中的一种或两种。
进一步,所述pH值调节剂选自碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
进一步,所述水选自一次水、去离子水、超纯水中的一种。
综上所述,本发明具有以下有益效果:本发明一种载冷剂具有无腐蚀,毒性小,安全性能优良,绿色环保,且低温传热性能优良,使用温域范围更宽的优点。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
含氟聚合物制备:向高压反应釜中加入16.5g的链转移剂乙氧基-二硫代甲酸酯基乙酸乙酯、0.8g的乙烯基丁醚和4.5g的乙酸甲酯,然后关闭高压反应釜并将其浸入液氮中冷冻,然后向高压反应釜中先抽真空再通氮气,重复五次,然后向高压反应釜中通入2.5g六氟丙烯气体,关闭导气阀。待高压反应釜自然解冻升温至室温;经过60Coγ辐照反应(辐照剂量率145Gy/min、辐照时间1小时)后,将高压反应釜浸于冰水浴使反应停止;高压反应釜内的液体在冷冻甲醇中沉淀纯化,沉淀物经过50℃真空干燥,直至质量不再变化为止,得含氟聚合物。
一种载冷剂:其原料包括70g的乙二醇、10g的二甲基卡必醇、3g的由含氟聚合物制备例1提供的含氟聚合物、1.5g的六偏磷酸钠、2g的聚环氧琥珀酸、4.75g的氢氧化钾、16g的一次水。
实施例2
含氟聚合物制备:向高压反应釜中加入16g的链转移剂乙氧基-二硫代甲酸酯基乙酸乙酯、0.7g的乙烯基丁醚和5g的乙酸甲酯,然后关闭高压反应釜并将其浸入液氮中冷冻,然后向高压反应釜中先抽真空再通氮气,重复五次,然后向高压反应釜中通入2g六氟丙烯气体,关闭导气阀。待高压反应釜自然解冻升温至室温;经过60Coγ辐照反应(辐照剂量率150Gy/min、辐照时间0.5小时)后,将高压反应釜浸于冰水浴使反应停止;高压反应釜内的液体在冷冻甲醇中沉淀纯化,沉淀物经过45℃真空干燥,直至质量不再变化为止,得含氟聚合物。
一种载冷剂:其原料包括80g的二乙二醇、5.5g的丁基卡必醇、4g的由含氟聚合物制备例2提供的含氟聚合物、2g的缓蚀剂、1g的聚环氧琥珀酸、0.5g的氢氧化钠、3.5g的去离子水。
实施例3
含氟聚合物制备:向高压反应釜中加入17g的链转移剂乙氧基-二硫代甲酸酯基乙酸乙酯、0.9g的乙烯基丁醚和4g的乙酸甲酯,然后关闭高压反应釜并将其浸入液氮中冷冻,然后向高压反应釜中先抽真空再通氮气,重复五次,然后向高压反应釜中通入3g六氟丙烯气体,关闭导气阀。待高压反应釜自然解冻升温至室温;经过60Coγ辐照反应(辐照剂量率140Gy/min、辐照时间0.75小时)后,将高压反应釜浸于冰水浴使反应停止;高压反应釜内的液体在冷冻甲醇中沉淀纯化,沉淀物经过40℃真空干燥,直至质量不再变化为止,得含氟聚合物。
一种载冷剂:其原料包括95g的丙三醇、1g的卡必醇、5g的由含氟聚合物制备例3提供的含氟聚合物、1g的植酸、1.5g的聚天冬氨基酸、9g的碳酸氢钠、28.5g的超纯水。
对比例1
一种载冷剂:与实施例1不同的是,未添加由含氟聚合物制备例1提供的含氟聚合物。
测定实施例1~3和对比例1提供的一种载冷剂的冰点以及粘度,测定结果见表1。
表1
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
冰点 -37℃ -36℃ -37℃ -35℃
粘度cps(20℃) 0.92 0.94 0.93 1.57
粘度cps(-10℃) 2.56 2.57 2.55 5.67
粘度cps(-20℃) 4.94 4.95 4.96 8.21
从表1可以看出,实施例1~3和对比例1提供的一种载冷剂的冰点均较低,使用温域范围较宽,且实施例1~3和对比例1提供的一种载冷剂的冰点相差不大,但是在相同条件下,实施例1~3提供一种载冷剂的粘度明显小于对比例1提供一种载冷剂的粘度。这是由于加入了本发明提供的含氟聚合物,可以明显改善本发明一种载冷剂的粘度和流动性。
对于实施例1~3和对比例1提供的一种载冷剂,依据JB/T7901-2001《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》,测试其腐蚀性,测定结果见表2。
表2
Figure BDA0001958496580000041
从表2可以看出,实施例1~3提供的一种载冷剂对Q235碳钢、T2紫铜、6063铝合金腐蚀极小这是由于加入了本发明提供的含氟聚合物,提高了缓蚀剂的抗腐蚀效果,提高了本发明一种载冷剂的抗腐蚀性。
应该理解的是,本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明,而不是对本发明的限制,在本发明的构思前提下对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种载冷剂,其特征在于,以质量份数计,其原料包括C2~C4醇类70~95份、醇类衍生物1~10份、含氟聚合物3~5份、缓蚀剂1~2份、阻垢分散剂1~2份、pH值调节剂0.5~9份、水3.5~28.5份;
所述含氟聚合物采用下述方法制备:将包含链转移剂、乙烯基丁醚和乙酸甲酯的反应体系浸于液氮中冷冻,然后对反应体系先抽真空再通氮气,将六氟丙烯气体通入反应体系中,反应体系自然解冻升温至室温;经过60Coγ辐照反应后并将反应体系浸于冰水浴使反应停止;反应体系内的液体在冷冻甲醇中沉淀纯化,沉淀物经真空干燥后得含氟聚合物;所述链转移剂、乙烯基丁醚、乙酸甲酯和六氟丙烯气体的重量比为16~17:0.7~0.9:4~5:2~3。
2.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述C2~C4醇类选自乙醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述醇类衍生物选自卡必醇、丁基卡必醇、二甲基卡必醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述链转移剂为乙氧基-二硫代甲酸酯基乙酸乙酯。
5.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述60Coγ辐照反应的条件为辐照剂量率140~150Gy/min、辐照时间0.5~1小时。
6.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述缓蚀剂选自磷酸盐、苯甲酸盐、有机酸、葡萄糖酸盐、山梨酸盐、硝酸盐中的一种或几种;所述磷酸盐选自六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或几种;所述苯甲酸盐选自苯甲酸钠;所述有机酸选自植酸;所述葡萄糖酸盐选自葡萄糖酸钾、葡萄糖酸钠中的一种或两种;所述山梨酸盐为山梨酸钾、山梨酸钠中的一种或两种;所述硝酸盐选自硝酸钠。
7.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述阻垢分散剂选自聚环氧琥珀酸、聚天冬氨基酸中的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述pH值调节剂选自碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种载冷剂,其特征在于,所述水选自一次水、去离子水、超纯水中的一种。
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