CN112442338A - 一种热传导介质组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热传导介质技术领域，具体提供了一种热传导介质组合物，其由下述重量配比的原料组成：防冻剂1000份、去离子水20‑2000份、减阻剂0.01‑1.2份、缓蚀剂20‑100份、消泡剂0.1‑20份、pH调节剂适量。本发明具有优异的防冻性能、防腐性能、减阻性能、节能性能等特点，满足ASTM D 3306的技术要求。

Description

一种热传导介质组合物
技术领域
本发明属于热传导介质领域，具体地说，涉及一种用于传输热量或作为冷媒传递冷能的系统中，具有低温流动、防腐蚀、传输冷热能等功能的热传导介质组合物。
背景技术
热管理涉及到工业及汽车行业等多个领域，而其使用的热传导介质多种多样，其中以防冻剂、缓蚀剂等为主的组合物在工业中及汽车行业得到了广泛的应用，比如在工业冷库中采用乙二醇+水的方式作为二次冷却介质，汽车工业中的发动机冷却液技术要求更为苛刻，同时包含了更多的性能指标要求。在工业应用中，更为关注其低温流动性能，而在汽车工业中的发动机冷却液更为关注其防冻、防腐、传热性能等，而作为一种流体，尤其是持续循环的流体来说，其耗费的能量是十分巨大的，因此在节能降耗的今天，研制一种具有低温流动、防腐、传热冷热能、减阻等多种功能于一体的介质，成为亟待解决的问题。
CN106145214A涉及一种闭式循环水系统减阻剂，包括阳离子表面活性剂、补偿离子、缓蚀剂、工业循环水处理剂等组分，其减阻剂成分中不含有防冻剂，不能应用低于0℃的场合，极大地限制其应用领域。
CN104962245A公开了一种抗高温降解型长寿命燃气发动机冷却液，该冷却液组合物由2,3-二羟基苯甲酸和乙酰水杨酸的混合物作为热稳定性改进添加剂，与硝酸钠、钼酸钠、己二酸、苯甲酸、甲基硅油、染料、甘醇类冷却剂、水、pH调节剂组成。该发明虽然具有防冻、防腐、防沸、抗高温性能等功能，但是仍旧不能作为一种节能降耗的介质使用。
综上所述，目前还未见一种技术既能够满足热传导系统换热要求，还能满足系统防腐、低温流动性及节能要求。因此亟需研发一种热传导介质，要求具有传热或传递冷能、防腐蚀及减阻功能的传导介质，解决系统腐蚀、节能的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热传导介质，其具有低温流动优异、防护金属、节能的特点。
为了实现本发明的目的，具体采用如下技术方案：
防冻剂1000份、去离子水20-2000份、减阻剂0.01-1.2份、缓蚀剂20-100份、消泡剂0.1-20份和适量pH调节剂；
所述适量pH调节剂以调节所述热传导介质组合物的pH为7.5～11.0；
所述减阻剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠盐和十六烷基三甲基氯化铵中的一种或多种；
所述缓蚀剂为硅酸盐、硼砂、磷酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、硝酸盐、辛酸、异辛酸、癸二酸、戊二酸或丁二酸，苯并三氮唑、苯甲酸、或甲基苯并三氮唑中的一种或多种。
现有技术的热传导介质中通常不含有减阻剂，为了提高热传导介质的适应性和节能性，本发明在热传导介质中添加了减阻剂，但是，减阻剂会与缓蚀剂发生作用，影响组合物作用的发挥，因此发明人对减阻剂和缓蚀剂的种类进行了特别的选择，上述减阻剂和缓蚀剂不会发生相互作用，得到的热传导介质节能效果更好。
优选的，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种。
优选的，所述消泡剂为BASF
Figure BDA0002184912360000021
LF 401、
Figure BDA0002184912360000022
PE6200、
Figure BDA0002184912360000023
PE6400或
Figure BDA0002184912360000024
PE6100。
优选的，所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
作为优选的方案，所述减阻剂为聚氧化乙烯和十六烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；所述缓蚀剂为硅酸钠、癸二酸、硼砂、甲基苯并三氮唑、异辛酸、磷酸钠、硝酸钠或苯甲酸中一种或几种。上述几种减阻剂和缓蚀剂在混合后具有更好的相容性，所得的热传导介质的节能效果更突出。
作为优选的方案，所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，所述减阻剂为聚氧化乙烯或十六烷基三甲基氯化铵，所述缓蚀剂为癸二酸、异辛酸、硅酸钠、磷酸钠、硝酸钠、甲基苯并三氮唑和苯甲酸的组合物，或为癸二酸、异辛酸、甲基苯并三氮唑和苯甲酸的组合物，所述消泡剂为
Figure BDA0002184912360000031
PE6200。
进一步优选的，所述防冻剂为丙二醇，所述减阻剂为十六烷基三甲基氯化铵，所述缓蚀剂为癸二酸、异辛酸、硅酸钠、磷酸钠、硝酸钠、甲基苯并三氮唑和苯甲酸的组合物，所述消泡剂为
Figure BDA0002184912360000032
PE6200。上述物料组合后的节能效果最佳，综合性能最好。
作为最优选的实施方式，由如下重量份的组分组成：丙二醇1000份，十六烷基三甲基氯化铵0.08～0.12份，癸二酸4～6份，异辛酸8～12份，硅酸钠1.4～1.6份，磷酸钠2.3～2.7份，硝酸钠2.0～2.2份，甲基苯并三氮唑1.4～1.6份，苯甲酸3.3～3.7份，PE 6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠10.5～11.5份。
作为优选的实施方式，由如下重量份的组分组成：乙二醇500份，丙二醇500份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，癸二酸3～5份，异辛酸11～13份，甲基苯并三氮唑1.8～2.2份，苯甲酸3～5份，PE 6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠14～16份。
作为优选的实施方式，如包括如下重量份的原料制备得到：
乙二醇1000份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，硅酸钠1.4～1.6份，癸二酸3～5份，硼砂5～7份，甲基苯并三氮唑2.4～2.6份，PE 6200 0.4～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠6～8份；
或，乙二醇850份，丙三醇150份，聚氧化乙烯0.03～0.05份，癸二酸3～5份，异辛酸11～13份，甲基苯并三氮唑2.4～2.6份，苯甲酸3～5份，PE 6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠12～14份；
或，乙二醇1000份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，十六烷基三甲基氯化铵0.08～0.12份，癸二酸6～8份，异辛酸10～12份，甲基苯并三氮唑2.5～2.7份，苯甲酸3.4～3.6份，PE6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠14～16份；
或，乙二醇430份、丙二醇430份、丙三醇160份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，十六烷基三甲基氯化铵0.08～0.12份，癸二酸3～5份，异辛酸11～13份，硅酸钠1.8～2.2份，磷酸钠2.8～3.2份，硝酸钠2.8～3.2份，甲基苯并三氮唑1.8～2.2份，苯甲酸3.8～4.2份，PE6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠10～12份。
本发明涉及的原料或试剂均可市购获得。
相比已有的技术，本发明的技术方案有以下优点和效果：
1、本发明热传导介质具有低温流动性好，节能性能优异等特点，节能效果达10％-50％；
2、采用缓蚀剂复配技术的换热介质对铸铁、铸铝、焊锡、钢、紫铜、黄铜等金属有优异的缓蚀能力，防止换热系统的锈蚀，保证了换热系统的寿命。
3、本发明的热传导介质具有防腐、低温流动以及节约能耗的优异效果，符合满足ASTM D 3306的技术要求。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
一种热传导介质，由如下原料混合而成：乙二醇1000份，聚氧化乙烯0.08份，硅酸钠1.5份，癸二酸4份、硼砂6份，甲基苯并三氮唑2.5份，PE 6200 0.45份，去离子水1500份，氢氧化钠7份。
实施例2
一种热传导介质，由如下原料混合而成：乙二醇850份，丙三醇150份，聚氧化乙烯0.04份，癸二酸4份,异辛酸12份，甲基苯并三氮唑2.5份，苯甲酸4份，PE 6200 0.4份，去离子水1500份，氢氧化钠13份。
实施例3
一种热传导介质，由如下原料混合而成：乙二醇500份，丙二醇500份，聚氧化乙烯0.08份，癸二酸4份,异辛酸12份，甲基苯并三氮唑2.0份，苯甲酸4份，PE 6200 0.4份，去离子水1500份，氢氧化钠15份。
实施例4
一种热传导介质，由如下原料混合而成：乙二醇1000份，聚氧化乙烯0.08份，十六烷基三甲基氯化铵0.1份，癸二酸7份,异辛酸11份，甲基苯并三氮唑2.6份，苯甲酸3.5份，PE6200 0.4份，去离子水1500份，氢氧化钠15份。
实施例5
一种热传导介质，由如下原料混合而成：乙二醇430份、丙二醇430份、丙三醇160份，聚氧化乙烯0.08份，十六烷基三甲基氯化铵0.1份，癸二酸4份,异辛酸12份，硅酸钠2份，磷酸钠3份，硝酸钠3份，甲基苯并三氮唑2.0份，苯甲酸4份，PE 6200 0.4份，去离子水1500份，氢氧化钠11份。
实施例6
一种热传导介质，由如下原料混合而成：丙二醇1000份，十六烷基三甲基氯化铵0.1份，癸二酸5份，异辛酸10份，硅酸钠1.5份，磷酸钠2.5份，硝酸钠2.1份，甲基苯并三氮唑1.5份，苯甲酸3.5份，PE 62000.4份，去离子水1500份，氢氧化钠11份。
对比例1
一种发动机冷却液，原料混合如下：乙二醇1000份，水1000份。
对比例2一种发动机冷却液，具体参见CN1152106C实施例1。
对比例3一种发动机冷却液，具体参见CN106753274A实施例1。
经检测，本发明的热传导介质的性能指标如表1所示：
表1：热传导介质检验结果
Figure BDA0002184912360000061
具体地，实施例1-6中热传导介质的检测结果如表2所示：
表2实施例检验结果
Figure BDA0002184912360000062
结论：(1)按照ASTM D3306的方法进行本发明热传导介质的检测，结果表明，本发明的热传导介质对紫铜、黄铜、钢、铸铁、焊锡、铸铝等材料具有良好的缓蚀效果。(2)采用模拟使用台架开展流量测定试验，其流量增加率为10％-50％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种热传导介质组合物，其特征在于，按重量份，包括如下组分：
防冻剂1000份、去离子水20-2000份、减阻剂0.01-1.2份、缓蚀剂20-100份、消泡剂0.1-20份和适量pH调节剂；
所述适量pH调节剂以调节所述热传导介质组合物的pH为7.5～11.0；
所述减阻剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠盐和十六烷基三甲基氯化铵中的一种或多种；
所述缓蚀剂为硅酸盐、硼砂、磷酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、硝酸盐、辛酸、异辛酸、癸二酸、戊二酸或丁二酸，苯并三氮唑、苯甲酸、或甲基苯并三氮唑中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的热传导介质组合物，其特征在于，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的热传导介质组合物，其特征在于，所述消泡剂为BASF
Figure FDA0002184912350000011
LF 401、
Figure FDA0002184912350000012
PE6200、
Figure FDA0002184912350000013
PE6400或
Figure FDA0002184912350000014
PE6100中的一种或多种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的热传导介质组合物，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1～4任一项所述的热传导介质组合物，其特征在于，所述减阻剂为聚氧化乙烯和十六烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；所述缓蚀剂为硅酸钠、癸二酸、硼砂、甲基苯并三氮唑、异辛酸、磷酸钠、硝酸钠或苯甲酸中一种或几种。
6.根据权利要求5所述的热传导介质组合物，其特征在于，所述防冻剂为丙二醇或乙二醇，所述减阻剂为聚氧化乙烯或十六烷基三甲基氯化铵，所述缓蚀剂为癸二酸、异辛酸、硅酸钠、磷酸钠、硝酸钠、甲基苯并三氮唑和苯甲酸的组合物，或为癸二酸、异辛酸、甲基苯并三氮唑和苯甲酸的组合物，所述消泡剂为
Figure FDA0002184912350000021
PE6200。
7.根据权利要求6所述的热传导介质组合物，其特征在于，所述防冻剂为丙二醇，所述减阻剂为十六烷基三甲基氯化铵，所述缓蚀剂为癸二酸、异辛酸、硅酸钠、磷酸钠、硝酸钠、甲基苯并三氮唑和苯甲酸的组合物，所述消泡剂为
Figure FDA0002184912350000022
PE6200。
8.根据权利要求1所述的热传导介质组合物，其特征在于，按重量份，包括如下组分：丙二醇1000份，十六烷基三甲基氯化铵0.08～0.12份，癸二酸4～6份，异辛酸8～12份，硅酸钠1.4～1.6份，磷酸钠2.3～2.7份，硝酸钠2.0～2.2份，甲基苯并三氮唑1.4～1.6份，苯甲酸3.3～3.7份，PE 6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠10.5～11.5份。
9.根据权利要求1所述的热传导介质组合物，其特征在于，按重量份，包括如下组分：乙二醇500份，丙二醇500份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，癸二酸3～5份，异辛酸11～13份，甲基苯并三氮唑1.8～2.2份，苯甲酸3～5份，PE 6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠14～16份。
10.根据权利要求1所述的热传导介质组合物，其特征在于，按重量份，包括如下组分：
乙二醇1000份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，硅酸钠1.4～1.6份，癸二酸3～5份，硼砂5～7份，甲基苯并三氮唑2.4～2.6份，PE 6200 0.4～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠6～8份；
或，乙二醇850份，丙三醇150份，聚氧化乙烯0.03～0.05份，癸二酸3～5份，异辛酸11～13份，甲基苯并三氮唑2.4～2.6份，苯甲酸3～5份，PE 6200 0.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠12～14份；
或，乙二醇1000份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，十六烷基三甲基氯化铵0.08～0.12份，癸二酸6～8份，异辛酸10～12份，甲基苯并三氮唑2.5～2.7份，苯甲酸3.4～3.6份，PE 62000.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠14～16份；
或，乙二醇430份、丙二醇430份、丙三醇160份，聚氧化乙烯0.07～0.09份，十六烷基三甲基氯化铵0.08～0.12份，癸二酸3～5份，异辛酸11～13份，硅酸钠1.8～2.2份，磷酸钠2.8～3.2份，硝酸钠2.8～3.2份，甲基苯并三氮唑1.8～2.2份，苯甲酸3.8～4.2份，PE 62000.3～0.5份，去离子水1400～1600份，氢氧化钠10～12份。
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