CN113563853A - 一种环保型冷却液组合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种环保型冷却液组合物，用于加氢站设备，以总重量为基准，该冷却液组合物包括：3‑12重量％的金属保护剂、0.3‑5重量％的阻垢剂、0.1‑1.5重量％的消泡剂、0.5‑5重量％的酸碱调节剂、30‑50重量％的丙二醇以及余量的去离子水，其中，金属保护剂包括噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物中的至少一种。本公开提供的环保型冷却液组合物中含有噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物等金属保护剂，这些金属保护剂不仅具有较强的抗金属腐蚀性能，而且毒性较低，对环境污染较小，因此，本公开的环保型冷却液组合物具有环保、低毒、抗金属腐蚀性能好等优点。

Description

一种环保型冷却液组合物及其用途

技术领域

本公开涉及工业冷却液技术领域，具体涉及一种环保型冷却液组合物及其在制备加氢站设备用冷却液中的用途。

背景技术

随着“低碳减排”理念的推行与普及，氢能由于具有零污染、高效率等优点而得到了广泛运用。

加氢站是氢能产业的核心基础设施之一，主要由卸氢系统、增压系统、储氢系统、加氢系统、氮气系统、放散系统和技防系统等系统组成。加氢站冷却系统是加氢站增压系统的重要组成部分，其能够冷却压缩机内的氢气，保障设备的正常运行。加氢站设备冷却液是加氢站冷却系统的传热介质，其与冷却系统的水箱、循环水泵、散热板、制冷器换热管、循环水管、水管接口、温控系统等零部件接触，这其中主要涉及铝合金、铸铝、钢、铸铁、铜、焊锡等金属材料。

由于使用环境的特殊性，加氢站设备要求系统内循环的冷却液具有防冻、防锈蚀、防垢、低毒等性能。然而，目前缺少专用于加氢站设备的冷却液，领域内通常将汽车用冷却液用于加氢站设备冷却系统。汽车冷却系统的组成部件和工作条件均与加氢站冷却系统存在一定差异，这导致将汽车用冷却液用于加氢站设备冷却系统时，存在抗金属腐蚀性能、抗泡性能和阻垢性能较差的问题，同时，汽车用冷却液多采用乙二醇和对环境有害的金属保护剂，环保性能较差。

发明内容

本公开的目的是提供一种用于加氢站设备的环保型冷却液组合物。

为了实现上述目的，本公开提供一种环保型冷却液组合物，用于加氢站设备，以总重量为基准，该冷却液组合物包括：

3-12重量％的金属保护剂、0.3-5重量％的阻垢剂、0.1-1.5重量％的消泡剂、0.5-5重量％的酸碱调节剂、30-50重量％的丙二醇以及余量的去离子水，其中，所述金属保护剂包括噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物中的至少一种。

可选地，以总重量为基准，该冷却液组合物包括：

5-10重量％的金属保护剂、1-4重量％的阻垢剂、0.3-1重量％的消泡剂、1.5-5重量％的酸碱调节剂、30-50重量％的丙二醇以及余量的去离子水。

可选地，所述金属保护剂为噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物的组合物。

可选地，在所述金属保护剂中，噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物的重量比为(2～4):(1～3):(1～4)。

可选地，所述噻二唑类缓蚀剂包括2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑和/或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，优选为2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑；

所述吡啶类化合物包括烷基氯化吡啶和/或N-癸基吡啶盐，优选为烷基氯化吡啶；

所述甜菜碱型化合物包括椰油酰胺丙基甜菜碱、蓖麻油酰胺丙基甜菜碱或腰果酚甜菜碱中的至少一种，优选为椰油酰胺丙基甜菜碱。

可选地，所述阻垢剂包括膦酸类化合物和/或糖脂类化合物。

可选地，所述阻垢剂为膦酸类化合物与糖脂类化合物的组合物，其中，膦酸类化合物与糖脂类化合物的重量比为(1～2):(2～5)。

可选地，所述膦酸类化合物包括乙二胺四亚甲基膦酸和/或羟基乙叉二膦酸，优选为乙二胺四亚甲基膦酸；

所述糖脂类化合物包括鼠李糖脂、槐糖脂或海藻糖脂中的至少一种，优选为鼠李糖脂。

可选地，所述消泡剂为BYK-028，所述酸碱调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

本公开还提供了前述任意一项所述的冷却液组合物在制备加氢站设备用冷却液中的用途。

通过上述技术方案，本公开提供的环保型冷却液组合物中含有噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物等金属保护剂，这些金属保护剂不仅具有较强的抗金属腐蚀性能，而且毒性较低，对环境污染较小，因此，本公开的环保型冷却液组合物具有环保、低毒、抗金属腐蚀性能好等优点。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开的第一方面提供一种环保型冷却液组合物，用于加氢站设备，以总重量为基准，该冷却液组合物包括：3-12重量％的金属保护剂、0.3-5重量％的阻垢剂、0.1-1.5重量％的消泡剂、0.5-5重量％的酸碱调节剂、30-50重量％的丙二醇以及余量的去离子水，其中，所述金属保护剂包括噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物中的至少一种。

在本公开中，本公开提供的环保型冷却液组合物中含有噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物等金属保护剂，这些金属保护剂不仅具有较强的抗金属腐蚀性能，而且毒性较低，对环境污染较小，因此，本公开的环保型冷却液组合物具有环保、低毒、抗金属腐蚀性能好等优点。

优选地，以总重量为基准，该冷却液组合物可以包括：5-10重量％的金属保护剂、1-4重量％的阻垢剂、0.3-1重量％的消泡剂、1.5-5重量％的酸碱调节剂、30-50重量％的丙二醇以及余量的去离子水。在该优选条件下，本公开的冷却液中各组分合理搭配，具有更好的抗金属腐蚀性能、抗泡性能和阻垢性能。

根据本公开，为了进一步提升所述冷却液组合物的抗金属腐蚀性能，优选条件下，所述金属保护剂可以为噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物的组合物。其中，各组分的相对用量可以在一定的范围内变化，噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物的重量比可以为(2～4):(1～3):(1～4)。

在本公开中，噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物在上述配比和使用量的情况下，三者之间具有良好的协同增效作用，对铝、铜、铸铁、钢、焊锡等多种金属同时具有优异的腐蚀防护效果，能够有效强化冷却液组合物的抗金属腐蚀性能。

根据本公开，各金属保护剂的具体种类可以在一定的范围内选择，例如，所述噻二唑类缓蚀剂可以包括2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑和/或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，优选为2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑；所述吡啶类化合物可以包括烷基氯化吡啶和/或N-癸基吡啶盐，优选为烷基氯化吡啶；所述甜菜碱型化合物可以包括椰油酰胺丙基甜菜碱、蓖麻油酰胺丙基甜菜碱或腰果酚甜菜碱中的至少一种，优选为椰油酰胺丙基甜菜碱。

根据本公开，所述阻垢剂可以在一定的范围内选择，例如，所述阻垢剂可以包括膦酸类化合物和/或糖脂类化合物。

根据本公开，为了进一步提升所述冷却液组合物的阻垢性能，优选情况下，所述阻垢剂可以为膦酸类化合物与糖脂类化合物的组合物，其中，膦酸类化合物与糖脂类化合物的重量比可以为(1～2):(2～5)。

在上述配比和使用量的情况下，膦酸类化合物与糖脂类化合物的组合物在丙二醇基冷却液中具有优异的阻垢功能，同时，还与由噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物组合而成的金属保护剂具有良好的兼容性，这能够有效提升冷却液的稳定性。

根据本公开，膦酸类化合物与糖脂类化合物的具体种类可以在一定的范围内选择，例如，所述膦酸类化合物可以包括乙二胺四亚甲基膦酸和/或羟基乙叉二膦酸，优选为乙二胺四亚甲基膦酸；所述糖脂类化合物可以包括鼠李糖脂、槐糖脂或海藻糖脂中的至少一种，优选为鼠李糖脂。

根据本公开，所述消泡剂可以为BYK-028，所述酸碱调节剂可以为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

作为本公开的一个优选实施例，所述环保型冷却液组合物包括3.5重量％的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2.5重量％的烷基氯化吡啶、4重量％的椰油酰胺丙基甜菜碱、1重量％的乙二胺四亚甲基膦酸、2重量％的鼠李糖脂、1重量％的BYK-028、3重量％的氢氧化钠、42重量％的丙二醇以及41重量％的去离子水。

作为本公开的另一个优选实施例，所述环保型冷却液组合物包括4重量％的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、2重量％的N-癸基吡啶、1重量％的椰油酰胺丙基甜菜碱、1重量％的蓖麻油酰胺丙基甜菜碱、1重量％的腰果酚甜菜碱、1重量％的乙二胺四亚甲基膦酸、0.5重量％的槐糖脂、0.5重量％的海藻糖脂、0.7重量％的BYK-028、4重量％的氢氧化钠、37重量％的丙二醇以及47.3重量％的去离子水。

作为本公开的又一个优选实施例，所述环保型冷却液组合物包括2重量％的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2重量％的烷基氯化吡啶、1重量％的N-癸基吡啶、1重量％的腰果酚甜菜碱、1.5重量％的羟基乙叉二膦酸、2.5重量％的槐糖脂、0.5重量％的BYK-028、2重量％的氢氧化钾、51重量％的丙二醇以及36.5重量％的去离子水。

作为本公开的又一个优选实施例，所述环保型冷却液组合物包括3重量％的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑、3重量％的N-癸基吡啶、2重量％的蓖麻油酰胺丙基甜菜碱、1.5重量％的羟基乙叉二膦酸、1重量％的槐糖脂、1重量％的海藻糖脂、0.3重量％的BYK-028、3重量％的氢氧化钠、29重量％的丙二醇以及56.2重量％的去离子水。

作为本公开的又一个优选实施例，所述环保型冷却液组合物包括2重量％的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑、2重量％的烷基氯化吡啶、1重量％的椰油酰胺丙基甜菜碱、0.5重量％的蓖麻油酰胺丙基甜菜碱、0.5重量％的腰果酚甜菜碱、0.25重量％的乙二胺四亚甲基膦酸、0.25重量％的羟基乙叉二膦酸、0.5重量％的鼠李糖脂、0.5重量％的海藻糖脂、0.8重量％的BYK-028、5重量％的氢氧化钠、42重量％的丙二醇以及44.7重量％的去离子水。

本公开的第二方面提供了前述任意一项所述的冷却液组合物在制备加氢站设备用冷却液中的用途。

其中，利用本公开所述的冷却液组合物制备加氢站设备用冷却液的方法可以是领域常规的，例如，可以按照用量配比将金属保护剂、阻垢剂、酸碱调节剂、丙二醇和去离子水混合，于50～70℃下搅拌30～60分钟后，加入使用量的消泡剂，继续搅拌10～20分钟，得到加氢站设备用冷却液。

下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。本公开实施例中所涉及的原料、试剂、仪器和设备，如无特殊说明，均可通过购买获得。

实施例1

按照如下方法制备加氢站设备用冷却液。

将10重量份的金属保护剂(3.5重量份的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑+2.5重量份的烷基氯化吡啶+4重量份的椰油酰胺丙基甜菜碱)、3重量份的阻垢剂(1重量份的乙二胺四亚甲基膦酸+2重量份的鼠李糖脂)、3重量份的酸碱调节剂(氢氧化钠)、42重量份的丙二醇和41重量份的去离子水混合后，60℃下搅拌40分钟，再加入1重量份的消泡剂(BYK-028)，继续搅拌15分钟，即得本实施例的加氢站设备用冷却液。

实施例2

按照如下方法制备加氢站设备用冷却液。

将9重量份的金属保护剂(4重量份的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑+2重量份的N-癸基吡啶+1重量份的椰油酰胺丙基甜菜碱+1重量份的蓖麻油酰胺丙基甜菜碱+1重量份的腰果酚甜菜碱)、2重量份的阻垢剂(1重量份的乙二胺四亚甲基膦酸+0.5重量份的槐糖脂+0.5重量份的海藻糖脂)、4重量份的酸碱调节剂(氢氧化钠)、37重量份的丙二醇和47.3重量份的去离子水混合后，60℃下搅拌40分钟，再加入0.7重量份的消泡剂(BYK-028)，继续搅拌15分钟，即得本实施例的加氢站设备用冷却液。

实施例3

按照如下方法制备加氢站设备用冷却液。

将6重量份的金属保护剂(2重量份的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑+2重量份的烷基氯化吡啶+1重量份的N-癸基吡啶+1重量份的腰果酚甜菜碱)、4重量份的阻垢剂(1.5重量份的羟基乙叉二膦酸+2.5重量份的槐糖脂)、2重量份的酸碱调节剂(氢氧化钾)、51重量份的丙二醇和36.5重量份的去离子水混合后，60℃下搅拌40分钟，再加入0.5重量份的消泡剂(BYK-028)，继续搅拌15分钟，即得本实施例的加氢站设备用冷却液。

实施例4

按照如下方法制备加氢站设备用冷却液。

将8重量份的金属保护剂(3重量份的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑+3重量份的N-癸基吡啶+2重量份的蓖麻油酰胺丙基甜菜碱)、3.5重量份的阻垢剂(1.5重量份的羟基乙叉二膦酸+1重量份的槐糖脂+1重量份的海藻糖脂)、3重量份的酸碱调节剂(氢氧化钠)、29重量份的丙二醇和56.2重量份的去离子水混合后，60℃下搅拌40分钟，再加入0.3重量份的消泡剂(BYK-028)，继续搅拌15分钟，即得本实施例的加氢站设备用冷却液。

实施例5

按照如下方法制备加氢站设备用冷却液。

将6重量份的金属保护剂(2重量份的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑+2重量份的烷基氯化吡啶+1重量份的椰油酰胺丙基甜菜碱+0.5重量份的蓖麻油酰胺丙基甜菜碱+0.5重量份的腰果酚甜菜碱)、1.5重量份的阻垢剂(0.25重量份的乙二胺四亚甲基膦酸+0.25重量份的羟基乙叉二膦酸+0.5重量份的鼠李糖脂+0.5重量份的海藻糖脂)、5重量份的酸碱调节剂(氢氧化钠)、42重量份的丙二醇和44.7重量份的去离子水混合后，60℃下搅拌40分钟，再加入0.8重量份的消泡剂(BYK-028)，继续搅拌15分钟，即得本实施例的加氢站设备用冷却液。

实施例6

采用实施例1的方法制备加氢站设备用冷却液，不同的是：本实施例中，金属保护剂的用量为3重量份，阻垢剂的用量为5重量份，消泡剂的用量为1.5重量份，酸碱调节剂的用量为5重量份，丙二醇的用量为50重量份，去离子水的用量为35.5重量份。

实施例7

采用实施例1的方法制备加氢站设备用冷却液，不同的是：本实施例中，金属保护剂的用量为12重量份，阻垢剂的用量为0.3重量份，消泡剂的用量为0.1重量份，酸碱调节剂的用量为0.5重量份，丙二醇的用量为30重量份，去离子水的用量为57.1重量份。

对比例1

采用实施例2的方法制备加氢站设备用冷却液，不同的是：利用等量的巯基苯并噻唑替换实施例2中的金属保护剂。

对比例2

采用实施例3的方法制备加氢站设备用冷却液，不同的是：利用等量的2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑替换实施例3中的金属保护剂。

对比例3

采用实施例4的方法制备加氢站设备用冷却液，不同的是：利用等量的氨基三甲叉膦酸替换实施例4中的阻垢剂。

对比例4

采用实施例5的方法制备加氢站设备用冷却液，不同的是：利用等量的乙二胺四亚甲基膦酸替换实施例5中的阻垢剂。

测试例

按照标准检测方法，对实施例1～7和对比例1～4中制备得到的加氢站设备用冷却液进行各项性能指标检测，检测结果见表1。

表1

表1(续表)

由表1可以看出，本公开的环保型冷却液具有优异的抗金属腐蚀性能、阻垢性能和抗泡性能，能够为加氢站设备水冷系统提供充分的金属腐蚀防护，防止产生水垢和大量气泡，保障其正常运行。

以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种环保型冷却液组合物，用于加氢站设备，其特征在于，以总重量为基准，该冷却液组合物包括：

3-12重量％的金属保护剂、0.3-5重量％的阻垢剂、0.1-1.5重量％的消泡剂、0.5-5重量％的酸碱调节剂、30-50重量％的丙二醇以及余量的去离子水，其中，所述金属保护剂包括噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物或甜菜碱型化合物中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的冷却液组合物，其特征在于，以总重量为基准，该冷却液组合物包括：

5-10重量％的金属保护剂、1-4重量％的阻垢剂、0.3-1重量％的消泡剂、1.5-5重量％的酸碱调节剂、30-50重量％的丙二醇以及余量的去离子水。

3.根据权利要求1所述的冷却液组合物，其特征在于，所述金属保护剂为噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物的组合物。

4.根据权利要求3所述的冷却液组合物，其特征在于，在所述金属保护剂中，噻二唑类缓蚀剂、吡啶类化合物和甜菜碱型化合物的重量比为(2～4):(1～3):(1～4)。

5.根据权利要求1所述的冷却液组合物，其特征在于，

所述噻二唑类缓蚀剂包括2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑和/或2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，优选为2-甲基-5-巯基-1,3,4-噻二唑；

所述吡啶类化合物包括烷基氯化吡啶和/或N-癸基吡啶盐，优选为烷基氯化吡啶；

所述甜菜碱型化合物包括椰油酰胺丙基甜菜碱、蓖麻油酰胺丙基甜菜碱或腰果酚甜菜碱中的至少一种，优选为椰油酰胺丙基甜菜碱。

6.根据权利要求1所述的冷却液组合物，其特征在于，所述阻垢剂包括膦酸类化合物和/或糖脂类化合物。

7.根据权利要求6所述的冷却液组合物，其特征在于，所述阻垢剂为膦酸类化合物与糖脂类化合物的组合物，其中，膦酸类化合物与糖脂类化合物的重量比为(1～2):(2～5)。

8.根据权利要求6或7所述的冷却液组合物，其特征在于，

所述膦酸类化合物包括乙二胺四亚甲基膦酸和/或羟基乙叉二膦酸，优选为乙二胺四亚甲基膦酸；

所述糖脂类化合物包括鼠李糖脂、槐糖脂或海藻糖脂中的至少一种，优选为鼠李糖脂。

9.根据权利要求1所述的冷却液组合物，其特征在于，所述消泡剂为BYK-028，所述酸碱调节剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

10.权利要求1～9中任意一项所述的冷却液组合物在制备加氢站设备用冷却液中的用途。