CN115404049A - 一种冷却液及其制备方法和应用 - Google Patents

一种冷却液及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115404049A
CN115404049A CN202110597186.3A CN202110597186A CN115404049A CN 115404049 A CN115404049 A CN 115404049A CN 202110597186 A CN202110597186 A CN 202110597186A CN 115404049 A CN115404049 A CN 115404049A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cooling liquid
parts
agent
temperature
stirring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110597186.3A
Other languages
English (en)
Inventor
樊秀菊
杨兵
赵东方
刘小楠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN202110597186.3A priority Critical patent/CN115404049A/zh
Publication of CN115404049A publication Critical patent/CN115404049A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10—Liquid materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/20—Antifreeze additives therefor, e.g. for radiator liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

本发明属于光伏制氢领域，涉及一种冷却液及其制备方法和应用。该冷却液包含如下重量份的成分：金属缓蚀剂0.5～8份；防垢剂0.1～4份；缓冲剂0.2～4份；抗泡剂0.001～0.5份；非金属材料保护剂0.1～5份；pH值调节剂0.2～4份；抑菌剂0.0001～0.01份；冰点抑制剂30～130份；水50～200份。本发明的冷却液适用于高温和低温两种工况，在两种工况下均具有较优的泡沫倾向。本发明的冷却液除对常规金属具有防护作用外，对3系铝、4系铝、6系铝也有较好的防护作用。本发明的冷却液与多种橡胶类非金属材料兼容性良好，可避免在使用过程中出现泄漏和设备故障。

Description

一种冷却液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于光伏制氢领域，具体地，涉及一种冷却液，该冷却液的制备方法和应用。
背景技术
当今社会，能源紧缺已经成为一个全球性的难题，开发可再生能源就成为了唯一的出路。太阳能优点最为突出，就地取材，安全无污染。但是由于太阳能能量密度低，受气候因素影响大，太阳能光伏发电就是一个很有潜力的发展方向，通过太阳能电池将太阳能直接转化为电能。光伏发电系统主要由电池板、控制器和逆变器三大部分组成，主要是电子元器件。由于能流密度不稳定，大规模的光伏发电设备一般都在偏远山区，因此，将光伏发电的电能转换成氢能储存起来是比较理想的能源转换方式。当光照充足时，光伏发电系统独立为负载供电，同时产生的多余的电能供给电解槽电解水制氢，并通过压缩机将氢气存储到储氢装置中，当光伏发电系统供电不足时，燃料电池利用存储的氢能补充发电。
光伏制氢系统主要由电解槽、气液处理器、蒸馏装置、控制柜、加水泵、碱箱、水箱等部分构成，其中电解槽是水电解制氢装置的核心，其寿命和操作维护紧密相关。电解制氢系统中的水电解过程，需要控制电解液的温度，正常为85℃为最佳，随着连续化的生产，水温攀升，会造成电解设备氧化及腐蚀的加剧，还会造成生产安全事故，因此需要对电解槽进行冷却，实现对电解液温度的控制。此外还需要对整流柜进行冷却，以使整流柜维持工作温度在35-50℃。光伏制氢设备目前主要采用液冷方式，因此需要一种冷却液可以同时实现对光伏制氢系统多个部分(如电解槽和整流柜)的冷却，以满足光伏制氢系统的整体需求。
冷却液目前主要是用在汽车及相关设备领域，发展较为成熟。目前市面上已经有多种类型的冷却液产品，以满足不同的车辆和设备的冷却需求。随着设备及新兴行业的出现，大家越来越多地关注新能源行业，虽然对于变流器和电解槽分别有相关的研究，但是同时在两个不同部位均有冷却需求的系统并不多见。
冷却液的关键性能主要包括防冻、防沸、防腐蚀、材料的兼容性等。目前使用的冷却液主要存在以下问题：
1、冷却液产品要么仅适用于高温工况环境，要么仅适用于低温工况环境，不能用于既有高温部位又有低温部位冷却的设备。由于大部分抗泡剂有较为适宜的工作温度，因此需要选择适合高温和低温两种温度范围的合适的抗泡剂，使其泡沫倾向达到最优。
2、传统的冷却液一般针对铸铝、紫铜、黄铜、焊锡、铸铁、钢等金属的防护比较多，光伏制氢系统涉及的金属材料较多，除了常规的这些金属外还增加了其他3系铝、4系铝、6系铝等的使用，此外还有一些厂家在逐渐增加铜和焊锡的使用，因此需要一款冷却液产品，在常规金属材料防腐的基础上，需要强化铝、铜和焊锡的防护。
3、光伏制氢系统涉及多种塑料和橡胶类的非金属材料，包括：EPDM、NBR、天然橡胶、氟橡胶等材料，因此需要一种冷却液产品与这些非金属材料有良好的兼容性，避免在使用过程中出现泄漏和设备故障。
综上，针对光伏制氢系统涉及的冷却部位，所需冷却液除需要满足其防冻防沸的基本功能外，还需要与其涉及的金属材料有良好的腐蚀抑制性，与其设计的非金属材料有优异的兼容性。此外，由于各部位冷却液的工作温度并不相同，因此要综合考虑其工况环境，兼顾高/低温工况的差异，提升产品的高低温性能及选择能在合适温度起效的抗泡剂。
因此，需要综合光伏制氢系统的特点开发一种满足其系统性能要求的冷却液产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于光伏制氢系统的冷却液及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种冷却液，该冷却液包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000031
本发明的第二方面提供上述冷却液的制备方法，包括：按照配比将金属缓蚀剂、防垢剂、缓冲剂、非金属材料保护剂、抑菌剂溶于冰点抑制剂和水中，进行第一搅拌混合，然后加入pH值调节剂并进行第二搅拌混合，最后加入抗泡剂并进行第三搅拌混合。
本发明的第三方面提供上述冷却液在光伏制氢系统中的应用。
本发明的冷却液适用于高温和低温两种工况，在两种工况下均具有较优的泡沫倾向。本发明的冷却液除对常规金属具有防护作用外，对3系铝、4系铝、6系铝也有较好的防护作用。本发明的冷却液与多种橡胶类非金属材料兼容性良好，可避免在使用过程中出现泄漏和设备故障。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明提供一种冷却液，该冷却液包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000041
根据本发明，优选地，所述冷却液包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000042
Figure BDA0003089832640000051
进一步优选地，所述冷却液包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000052
根据本发明一种优选实施方式，所述金属缓蚀剂为2-乙基-2，5-二甲基己酸和/或2-甲基己酸。该金属缓蚀剂可以有效地对铝、焊锡等金属材料进行防护，尤其是与防垢剂进行复配使用，增强了其对3系铝、4系铝及6系铝的防腐蚀效果。
根据本发明一种优选实施方式，所述防垢剂为聚天冬氨酸；优选地，所述聚天冬氨酸的相对分子量为1000～4000。具体地，可以为相对分子量2000的聚天冬氨酸或相对分子量3000的聚天冬氨酸。聚天冬氨酸是可降解的阻垢剂，尤其是在其相对分子量为2000或者3000时，溶液pH值为9左右，其与钙、镁离子的结合度最高。
根据本发明一种优选实施方式，所述缓冲剂为柠檬酸和/或苹果酸。该缓冲剂与金属缓蚀剂和防垢剂具有协同作用，强化其金属腐蚀抑制效果，同时保持pH值在9左右，维持其长期的阻垢效果。
根据本发明，为了保持在高温和低温都能起到良好的抗泡效果，所述抗泡剂选用处于中间阶段的聚合度为6-12的聚甲基硅氧烷。具体地，所述抗泡剂为八甲基环四硅氧烷和/或十甲基环五硅氧烷。
根据本发明一种优选实施方式，所述非金属材料保护剂为邻苯二甲酸烷基酯，优选为邻苯二甲酸二异丁酯和/或邻苯二甲酸二正丁酯。该保护剂可以在冷却液产品中起到对树脂和橡胶材料的保护作用。
根据本发明一种优选实施方式，所述pH值调节剂为碱，优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾。
根据本发明，由于聚天冬氨酸具有可生物降解性，需要使用一定的抑菌剂以抑制霉菌的生长。优选地，所述抑菌剂为EH-9。
根据本发明一种优选实施方式，所述冰点抑制剂为乙二醇和/或丙二醇。
根据本发明一种优选实施方式，所述水为去离子水。
本发明还提供上述冷却液的制备方法，包括：按照配比将金属缓蚀剂、防垢剂、缓冲剂、非金属材料保护剂、抑菌剂溶于冰点抑制剂和水中，进行第一搅拌混合，然后加入pH值调节剂并进行第二搅拌混合，最后加入抗泡剂并进行第三搅拌混合。
本发明对各步搅拌混合的具体条件没有特别限定，只要能实现充分混合即可，具体地，所述第一搅拌混合的条件包括：温度为10-30℃，时间为30-60分钟；所述第二搅拌混合的条件包括：温度为10-30℃，时间为10-15分钟；所述第三搅拌混合的条件包括：温度为10-30℃，时间为15-20分钟。
本发明的冷却液可作为光伏制氢系统的冷却液，能够同时实现对光伏制氢系统多个部分(如电解槽和整流柜)的冷却，满足光伏制氢系统的整体需求。
通过以下实施例对本发明进行更详细的说明。
以下实施例中，
聚天冬氨酸1为相对分子量2000的聚天冬氨酸，聚天冬氨酸2为相对分子量3000的聚天冬氨酸，均购自山东远联化工股份有限公司。
2-乙基-2，5-二甲基己酸、2-甲基己酸购自广州韩安化工有限公司。
八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷购自美国道康宁。
邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正丁酯购自Sigma-Aldrich。
EH-9购自西四化工。
各实施例中冷却液的制备方法包括：按照配比将金属腐蚀抑制剂、防垢剂、缓冲剂、非金属材料保护剂、抑菌剂溶于冰点抑制剂和水中，常温搅拌40分钟，再加入pH值调节剂搅拌15分钟，最后加入抗泡剂，搅拌15分钟，即得。
除组成外，对比冷却液的制备方法同实施例。
实施例1
本实施例用于说明本发明的冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000071
实施例2
本实施例用于说明本发明的冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000072
Figure BDA0003089832640000081
实施例3
本实施例用于说明本发明的冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000082
实施例4
本实施例用于说明本发明的冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000083
Figure BDA0003089832640000091
实施例5
本实施例用于说明本发明的冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000092
实施例6
本实施例用于说明本发明的冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000093
Figure BDA0003089832640000101
对比例1
本对比例用于说明本发明的对比冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000102
对比例2
本对比例用于说明本发明的对比冷却液，包含如下重量份的成分：
Figure BDA0003089832640000103
Figure BDA0003089832640000111
测试例
对各实施例和对比例所制得的冷却液进行测试，结果如表1所示。
其中，泡沫倾向采用SH/T 0066-2002发动机冷却液泡沫倾向测定法(玻璃器皿法)方法测试。
玻璃器皿腐蚀试验根据SH/T0085《发动机冷却液腐蚀测定法(玻璃器皿法)》方法测试。
铸铝传热腐蚀试验根据SH/T 0620《发动机冷却液在传热状态下对铸铝腐蚀试验》方法测试。
铝沉积试验根据OEM相关方法测试。
橡胶相容性试验根据GB_T 1690-2010《硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法》方法测试。
Figure BDA0003089832640000121
Figure BDA0003089832640000131
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种冷却液，其特征在于，该冷却液包含如下重量份的成分：
Figure FDA0003089832630000011
2.根据权利要求1所述的冷却液，其中，所述冷却液包含如下重量份的成分：
Figure FDA0003089832630000012
优选地，所述冷却液包含如下重量份的成分：
Figure FDA0003089832630000013
Figure FDA0003089832630000021
3.根据权利要求1或2所述的冷却液，其中，所述金属缓蚀剂为2-乙基-2,5-二甲基己酸和/或2-甲基己酸。
4.根据权利要求1或2所述的冷却液，其中，所述防垢剂为聚天冬氨酸；优选地，所述聚天冬氨酸的相对分子量为1000～4000。
5.根据权利要求1或2所述的冷却液，其中，所述缓冲剂为柠檬酸和/或苹果酸。
6.根据权利要求1或2所述的冷却液，其中，所述抗泡剂为聚合度为6-12的聚甲基硅氧烷，优选为八甲基环四硅氧烷和/或十甲基环五硅氧烷。
7.根据权利要求1或2所述的冷却液，其中，所述非金属材料保护剂为邻苯二甲酸烷基酯，优选为邻苯二甲酸二异丁酯和/或邻苯二甲酸二正丁酯。
8.根据权利要求1或2所述的冷却液，其中，所述pH值调节剂为碱，优选为氢氧化钠和/或氢氧化钾；
所述抑菌剂为EH-9；
所述冰点抑制剂为乙二醇和/或丙二醇；
所述水为去离子水。
9.权利要求1-8中任意一项所述的冷却液的制备方法，包括：按照配比将金属缓蚀剂、防垢剂、缓冲剂、非金属材料保护剂、抑菌剂溶于冰点抑制剂和水中，进行第一搅拌混合，然后加入pH值调节剂并进行第二搅拌混合，最后加入抗泡剂并进行第三搅拌混合；
优选地，所述第一搅拌混合的条件包括：温度为10-30℃，时间为30-60分钟；所述第二搅拌混合的条件包括：温度为10-30℃，时间为10-15分钟；所述第三搅拌混合的条件包括：温度为10-30℃，时间为15-20分钟。
10.权利要求1-8中任意一项所述的冷却液在光伏制氢系统中的应用。
CN202110597186.3A 2021-05-28 2021-05-28 一种冷却液及其制备方法和应用 Pending CN115404049A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110597186.3A CN115404049A (zh) 2021-05-28 2021-05-28 一种冷却液及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110597186.3A CN115404049A (zh) 2021-05-28 2021-05-28 一种冷却液及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115404049A true CN115404049A (zh) 2022-11-29

Family

ID=84155280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110597186.3A Pending CN115404049A (zh) 2021-05-28 2021-05-28 一种冷却液及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115404049A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101711272A (zh) * 2007-06-28 2010-05-19 雪佛龙美国公司 抗冻剂浓缩物和冷却剂组合物及其制备
CN102286271A (zh) * 2011-09-19 2011-12-21 鞍钢集团矿业公司 矿用汽车发动机冷却液及其制备方法
CN103710005A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 南宁市禹焱新能源科技有限公司 蓖麻基纳米氧化铜舰载机牵引车的冷却液
CN104185669A (zh) * 2012-03-27 2014-12-03 Cci株式会社 冷却液组合物
CN106867481A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 北京京脉工贸有限公司 发动机冷却液及其制备工艺
CN107987803A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种含磷发动机冷却液及其制备方法
CN110724501A (zh) * 2018-07-16 2020-01-24 中国石油化工股份有限公司 一种工业恒温装置冷却防冻液
CN112646553A (zh) * 2019-10-12 2021-04-13 中国石油化工股份有限公司 一种环保型风电变流器冷却液及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101711272A (zh) * 2007-06-28 2010-05-19 雪佛龙美国公司 抗冻剂浓缩物和冷却剂组合物及其制备
CN102286271A (zh) * 2011-09-19 2011-12-21 鞍钢集团矿业公司 矿用汽车发动机冷却液及其制备方法
CN104185669A (zh) * 2012-03-27 2014-12-03 Cci株式会社 冷却液组合物
CN103710005A (zh) * 2013-12-27 2014-04-09 南宁市禹焱新能源科技有限公司 蓖麻基纳米氧化铜舰载机牵引车的冷却液
CN107987803A (zh) * 2016-10-26 2018-05-04 中国石油化工股份有限公司 一种含磷发动机冷却液及其制备方法
CN106867481A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 北京京脉工贸有限公司 发动机冷却液及其制备工艺
CN110724501A (zh) * 2018-07-16 2020-01-24 中国石油化工股份有限公司 一种工业恒温装置冷却防冻液
CN112646553A (zh) * 2019-10-12 2021-04-13 中国石油化工股份有限公司 一种环保型风电变流器冷却液及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周大森，许莹编著: "《汽车产品全生命周期工程》", 北京工业大学出版社, pages: 181 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107142092B (zh) 改性石墨烯乙二醇型发动机冷却液
CN107300291B (zh) 一种乙二醇溶液制冷系统及乙二醇循环液
CN100590170C (zh) 一种汽车发动机冷却液及制备方法
CN103242807A (zh) 一种导热介质
CN106905932A (zh) 一种含羧基化石墨烯的有机型发动机冷却液及其制备方法
CN114231258A (zh) 低电导率冷却液及其制备方法
CN112646553A (zh) 一种环保型风电变流器冷却液及其制备方法
CN105505336A (zh) 一种汽车发动机无水冷却液
CN111139118A (zh) 一种环保节能液压油及其制备方法
CN113563853A (zh) 一种环保型冷却液组合物及其用途
CN115404049A (zh) 一种冷却液及其制备方法和应用
CN106350029A (zh) 高效耐蚀汽车防冻液及其制备方法
CN113214803A (zh) 一种新能源汽车用介电冷却液及其制备方法
CN106367039A (zh) 一种汽车防冻液及其制备方法
CN114907821B (zh) 一种风电专用冷却液及其制备方法
CN107987804A (zh) 一种风电防冻导热液及其制备方法
CN110923711A (zh) 一种压铸铝零件表面处理工艺
CN114032077B (zh) 一种新型绿色长效燃料电池防冻冷却液及其制备方法
CN110724501B (zh) 一种工业恒温装置冷却防冻液
CN103102873A (zh) 一种发动机防冻液
CN109705821B (zh) 一种低腐蚀低导电的乙二醇-水基冷却液
CN113563854A (zh) 一种环境友好型无水冷却液及其制备方法和应用
CN105199680A (zh) 一种防冻液的制备方法
CN110415979A (zh) 超高温led灯用电容工作电解液及其制备方法
CN106609125B (zh) 一种电动车冷却液及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination