CN112745809A - 低电导率冷却液及其制备方法 - Google Patents

低电导率冷却液及其制备方法 Download PDF

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CN112745809A CN202110077627.7A CN202110077627A CN112745809A CN 112745809 A CN112745809 A CN 112745809A CN 202110077627 A CN202110077627 A CN 202110077627A CN 112745809 A CN112745809 A CN 112745809A
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程亮
李锦仪
陈海金
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Abstract

本发明公开了一种低电导率冷却液及其制备方法,冷却液包括以下重量份数的原料:去离子水10‑50、乙二醇50‑90、多效复合防腐剂0.01‑10、消泡剂0.001‑0.1。制备方法:A、在20‑60℃条件下,将合格的去离子水与乙二醇混合,搅拌10‑30分钟组成溶液1;B:在50‑70℃条件下,将多效复合防腐剂中聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸按照一定比例混合,搅拌30‑60分钟;C:在50‑70℃条件下,向溶液1中加入多效复合防腐剂及消泡剂搅拌30‑60分钟,组成溶液3;D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到产品。本发明冷却液具有电导率低、防腐性好、橡胶兼容性好的特点。

Description

低电导率冷却液及其制备方法
技术领域
本发明属于冷却液技术领域,涉及一种冷却液及其制备方法,尤其涉及一种低电导率冷却液及其制备方法。
背景技术
随着新能源技术的发展,各种电子设备广泛应用,如锂电池、燃料电池、雷达、5G基站等。随着这些设备的应用,如何高效、平稳、长周期运行是面临的最大挑战,其中针对设备发热量大,冷却是其正常运转的首要条件之一。针对这些设备的冷却,电导率是至关重要的一项指标,如果电导率高,则容易使设备串电,最终导致设备损坏。另外,新型设备使用新型材料,如T2紫铜、HPb59-1铅黄铜、30CrMnSiNi2A不锈钢、2A12铝、5080丁腈橡胶、氟橡胶等,这些材料的使用对冷却液也提出新的挑战。
传统冷却液一般含有有机防腐剂(如苯甲酸钠等)、无机防腐剂(如硼酸钠等)、碱金属盐(如氢氧化钠等)以及染色剂等,这些添加剂的存在致使冷却液的电导率一般在1000μs/cm以上,且对于新型材料,如镁、锌、镍、铝(1024)、铝(2011)、铝(6060)、铝(6063)、铝(6061)、铝(6082)、5080丁腈橡胶、氟橡胶等并不具有防腐蚀效果和兼容性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的缺陷,提供一种电导率低、防腐性好、橡胶兼容性好的低电导率冷却液。
本发明进一步要解决的技术问题在于,提供一种可以将多效复合防腐剂在产品中形成稳定状态,同时与其它添加剂良好复配的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种低电导率冷却液,包括以下重量份数的原料:
去离子水10-50、乙二醇50-90、多效复合防腐剂0.01-10、消泡剂0.001-0.1。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述多效复合防腐剂由质量比为1:(0.1~2):1的聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸组成。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000021
式中,m=0~100,n=0~20,m、n不同时为零,R1为氢或C1~C20的烷烃;R2为氢或甲基,R3为C2~C5的烷烃,R4
Figure BDA0002908069240000022
其中r为氢或C1-C6的烷基、环烷基或芳烃基团,R5为碳元素或氮元素。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述m=0~50,n=0~10,m、n不同时为零,R1为氢或C1~C10的烷烃。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述聚三元羧酸的分子结构式为:
Figure BDA0002908069240000031
n为20-60整数。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述二元羧酸包括癸二酸、壬二酸、辛二酸、庚二酸、己二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、(Z)-9-十八碳烯二元酸、十六烷二元酸、十八烷二元酸的一种或多种。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述消泡剂选自:EX-504、EX-505、EX-506、CK-C149、CK-C153、CK-C154、CK-C155的一种或多种。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述去离子水为高纯水,其电导率满足一级水要求。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述乙二醇为优级品。
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A、制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在20-60℃条件下,将合格的去离子水与乙二醇混合,搅拌10-30分钟组成溶液1;
B:在50-70℃条件下,将多效复合防腐剂中聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸按照一定比例混合,搅拌30-60分钟;
C:在50-70℃条件下,向溶液1中加入多效复合防腐剂及消泡剂搅拌30-60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到产品。
本发明针对目前新型设备的使用要求,综合考虑环境因素、对锌、镍等金属防腐蚀的特殊性以及现存产品的缺陷,引入特殊的多效复合防腐剂,多效复合防腐剂可以有效对多种金属提供防腐蚀保护,同时对多种橡胶材料具有兼容性。另外,本发明冷却液进一步提高去离子水和乙二醇纯度,二者纯度提高降低了冷却液的导电率。
本发明通过采用特殊的多效复合防腐剂,并可通过提高原料纯度,结合独特结构消泡剂以及过滤工艺,形成相应调和方法,最终调和出新型低电导率冷却液。结合本发明的过滤工艺,可以使低电导率冷却液保持长寿命运行。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现详细说明本发明的具体实施方式。
一种低电导率冷却液,包括以下重量份数的原料:
去离子水10-50、乙二醇50-90、多效复合防腐剂0.01-10、消泡剂0.001-0.1。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述多效复合防腐剂由质量比为1:(0.1~2):1的聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸组成。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000041
式中,m=0~100,n=0~20,m、n不同时为零,R1为氢或C1~C20的烷烃;R2为氢或甲基,R3为C2~C5的烷烃,R4
Figure BDA0002908069240000042
其中r为氢或C1-C6的烷基、环烷基或芳烃基团,R5为碳元素或氮元素。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述m=0~50,n=0~10,m、n不同时为零,R1为氢或C1~C10的烷烃。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述聚三元羧酸的分子结构式为:
Figure BDA0002908069240000051
n为20-60整数。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述二元羧酸为癸二酸、壬二酸、辛二酸、庚二酸、己二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、(Z)-9-十八碳烯二元酸、十六烷二元酸、十八烷二元酸的一种或多种。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述消泡剂选自:EX-504、EX-505、EX-506、CK-C149、CK-C153、CK-C154、CK-C155的一种或多种。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述去离子水为高纯水,其电导率满足一级水要求。所述一级水要求是根据GB/T1146.1-1997《中国电子行业超纯水国家标准》中一级水的标准。
进一步地,所述的低电导率冷却液中,优选所述乙二醇为优级品。本发明乙二醇要求的优级品是根据GB/T4649-2018《工业用乙二醇》中的优级品的标准。
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A、制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在20-60℃条件下,将合格的去离子水与乙二醇混合,搅拌10-30分钟组成溶液1;
B:在50-70℃条件下,将多效复合防腐剂中聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸按照一定比例混合,搅拌30-60分钟;
C:在50-70℃条件下,向溶液1中加入多效复合防腐剂及消泡剂搅拌30-60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到产品。
以下以具体实施例进行详细说明:
实施例1,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水50、乙二醇50、多效复合防腐剂0.02、消泡剂(EX-504)0.001;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、癸二酸按照1:0.1:1混合制成;聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000061
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000062
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在25℃条件下,将去离子水50克与乙二醇50克混合,搅拌30分钟组成溶液1;
B:在50℃条件下,将多效防腐剂0.02克,其中聚醚、聚三元羧酸、癸二酸按照1:0.1:1混合,搅拌30分钟;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000071
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000072
C:在50℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(EX-504)0.001克,搅拌30分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例1产品1;
实施例2,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水10、乙二醇90、多效复合防腐剂10、消泡剂(CK-C155)0.005;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、十八烷二元酸按照1:0.1:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000073
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000081
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在60℃条件下,将去离子水10克与乙二醇90克混合,搅拌10分钟组成溶液1;
B:在70℃条件下,将多效防腐剂10克,其中聚醚、聚三元羧酸、十八烷二元酸按照1:0.1:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在70℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(CK-C155)0.005克,搅拌60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例2产品2;
实施例3,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水20、乙二醇80、多效复合防腐剂1、消泡剂(EX-505)0.01;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、壬二酸按照1:1:1混合制成;聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000091
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000092
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在30℃条件下,将去离子水20克与乙二醇80克混合,搅拌20分钟组成溶液1;
B:在60℃条件下,将多效防腐剂1克,其中聚醚、聚三元羧酸、壬二酸按照1:1:1比例混合,搅拌50分钟;
C:在70℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(EX-505)0.01克,搅拌60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例3产品3;
实施例4,种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水35、乙二醇65、多效复合防腐剂5、消泡剂(CK-C154)0.01;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、十六烷二元酸按照1:0.5:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000101
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000102
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在40℃条件下,将去离子水35克与乙二醇65克混合,搅拌15分钟组成溶液1;
B:在60℃条件下,将多效防腐剂5克,其中聚醚、聚三元羧酸、十六烷二元酸按照1:0.5:1比例混合,搅拌30分钟;
C:在60℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(CK-C154)0.01克,搅拌30分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例4产品4;
实施例5,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水45、乙二醇55、多效复合防腐剂3、消泡剂(CK-C149)0.05;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、(Z)-9-十八碳烯二元酸按照1:1.2:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000111
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000112
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在40℃条件下,将去离子水45克与乙二醇55克混合,搅拌20分钟组成溶液1;
B:在60℃条件下,将多效防腐剂3克,其中聚醚、聚三元羧酸、(Z)-9-十八碳烯二元酸按照1:1.2:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在60℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(CK-C149)0.05克,搅拌40分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例5产品5;
实施例6,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水50、乙二醇50、多效复合防腐剂0.02、消泡剂(CK-C154)0.015;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、庚二酸按照1:1.8:1混合制成;聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000121
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000122
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在60℃条件下,将去离子水50克与乙二醇50克混合,搅拌20分钟组成溶液1;
B:在70℃条件下,将多效防腐剂8克,其中聚醚、聚三元羧酸、庚二酸按照1:1.8:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在70℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(CK-C154)0.015克,搅拌30分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例6产品6;
实施例7,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水20、乙二醇80、多效复合防腐剂8.5、消泡剂(CK-C154)0.005、消泡剂(CK-C155)0.005;
其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、十二碳二元酸按照1:0.6:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000131
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000132
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在60℃条件下,将去离子水20克与乙二醇80克混合,搅拌20分钟组成溶液1;
B:在60℃条件下,将多效防腐剂8.5克,其中聚醚、聚三元羧酸、十二碳二元酸按照1:0.6:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在60℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(CK-C154)0.005克、(CK-C155)0.005克,搅拌60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例7产品7;
实施例8,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水25、乙二醇75、多效复合防腐剂7.5、消泡剂(EX-506)0.02、消泡剂(CK-C149)0.02;
其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、二元酸(十一碳二元酸、十二碳二元酸质量比1:1)按照1:2:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000141
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000142
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在25℃条件下,将去离子水25克与乙二醇75克混合,搅拌20分钟组成溶液1;
B:在55℃条件下,将多效防腐剂7.5克,其中聚醚、聚三元羧酸、二元酸(十一碳二元酸、十二碳二元酸质量比1:1)按照1:2:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在70℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(EX-506)0.02克、(CK-C149)0.02克,搅拌60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例8产品8;
实施例9,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水35、乙二醇65、多效复合防腐剂9.5、消泡剂(EX-505)0.04;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、(Z)-9-十八碳烯酸按照1:0.9:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000151
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000152
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在30℃条件下,将去离子水35克与乙二醇65克混合,搅拌30分钟组成溶液1;
B:在65℃条件下,将多效防腐剂9.5克,其中聚醚、聚三元羧酸、(Z)-9-十八碳烯酸按照1:0.9:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在65℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(EX-505)0.04克,搅拌60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例9产品9;
实施例10,一种低电导率冷却液,包括以下重量份数(本实施例以克为单位)的原料:
去离子水45、乙二醇55、多效复合防腐剂3.4、消泡剂(CK-C149)0.05;其中,多效复合防腐剂为聚醚、聚三元羧酸、十八烷二元酸按照1:1.5:1混合制成;
聚醚结构为:
Figure BDA0002908069240000161
聚三元羧酸结构为:
Figure BDA0002908069240000162
一种低电导率冷却液的制备方法,包括以下步骤:
A:制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在40℃条件下,将去离子水45克与乙二醇55克混合,搅拌30分钟组成溶液1;
B:在65℃条件下,将多效防腐剂3.4克,其中聚醚、聚三元羧酸、十八烷二元酸按照1:1.5:1比例混合,搅拌60分钟;
C:在65℃条件下,向溶液1中加入多效防腐剂及消泡剂(CK-C149)0.05克,搅拌60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到实施例10产品10;
对比试验:
对比产品选自市场上巴斯夫FCG20冷却液
1、腐蚀试验(采用试验方法:ASTM D1384,单位:mg)
Figure BDA0002908069240000171
通过腐蚀试验发现,与市场上著名品牌相比,本发明产品对传统金属,T2紫铜、铅黄铜、钢、铁、焊锡、锌、镁、镍以及各种规格铝均具有较好的防腐蚀效果,尤其对锌、镍、镁等金属的防腐蚀效果佳。
2、橡胶兼容性(GB/T 14832)
Figure BDA0002908069240000172
Figure BDA0002908069240000181
通过橡胶相容性试验发现,本发明专利产品对橡胶的溶胀作用较小,与橡胶有较好的兼容作用。
3、电导率实验
Figure BDA0002908069240000182
从上表中可以看到,本发明制备的冷却液,当温度升高至50℃,电导率变化幅度为0.3-0.7μs/cm,当温度升高至88℃时,本发明的电导率远小于巴斯夫FC G20冷却液。
最后需要说明,上述描述仅为本发明的优选实施例,本领域的技术人员在本发明的启示下,在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下,可以做出多种类似的表示,这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低电导率冷却液,其特征在于,包括以下重量份数的原料:
去离子水10-50、乙二醇50-90、多效复合防腐剂0.01-10、消泡剂0.001-0.1。
2.根据权利要求1所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述多效复合防腐剂由质量比为1:(0.1~2):1的聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸组成。
3.根据权利要求2所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述聚醚结构为:
Figure FDA0002908069230000011
式中,m=0~100,n=0~20,m、n不同时为零,R1为氢或C1~C20的烷烃;R2为氢或甲基,R3为C2~C5的烷烃,R4
Figure FDA0002908069230000012
其中r为氢或C1-C6的烷基、环烷基或芳烃基团,R5为碳元素或氮元素。
4.根据权利要求3所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述m=0~50,n=0~10,m、n不同时为零,R1为氢或C1~C10的烷烃。
5.根据权利要求2所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述聚三元羧酸的分子结构式为:
Figure FDA0002908069230000021
n为20-60整数。
6.根据权利要求2所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述二元羧酸为癸二酸、壬二酸、辛二酸、庚二酸、己二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、(Z)-9-十八碳烯二元酸、十六烷二元酸、十八烷二元酸的一种或多种。
7.根据权利要求1所述低电导率冷却液的,其特征在于,所述消泡剂选自:EX-504、EX-505、EX-506、CK-C149、CK-C153、CK-C154、CK-C155的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述去离子水为高纯水,其电导率满足一级水要求。
9.根据权利要求1所述的低电导率冷却液,其特征在于,所述乙二醇为优级品。
10.一种低电导率冷却液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、制得去离子水,测试其电导率保证满足一级水要求,在20-60℃条件下,将合格的去离子水与乙二醇混合,搅拌10-30分钟组成溶液1;
B:在50-70℃条件下,将多效复合防腐剂中的聚醚、聚三元羧酸、二元羧酸按照一定比例混合,搅拌30-60分钟;
C:在50-70℃条件下,向溶液1中加入多效复合防腐剂及消泡剂搅拌30-60分钟,组成溶液3;
D:将溶液3通过阳离子交换树脂过滤,得到产品。
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