RU2701831C2 - Стабилизация гексагональных наночастиц нитрида бора - Google Patents
Стабилизация гексагональных наночастиц нитрида бора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2701831C2 RU2701831C2 RU2017120795A RU2017120795A RU2701831C2 RU 2701831 C2 RU2701831 C2 RU 2701831C2 RU 2017120795 A RU2017120795 A RU 2017120795A RU 2017120795 A RU2017120795 A RU 2017120795A RU 2701831 C2 RU2701831 C2 RU 2701831C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- vol
- boron nitride
- range
- continuous phase
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
- C01B21/064—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with boron
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к стабилизированным композициям, которые содержат гексагональные наночастицы нитрида бора. Описана композиция, пригодная в качестве жидкости-теплоносителя, содержащая: непрерывную фазу, которая представляет собой смесь воды и спирта; гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 80 до 120, и y представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 75. Также описан способ осуществления теплообмена. Технический результат: повышение теплопроводности жидкости-теплоносителя. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Данное раскрытие относится к стабилизированным композициям, которые содержат гексагональные наночастицы нитрида бора.
ВВЕДЕНИЕ
[0002] Жидкости-теплоносители используются во многих применениях, в особенности, в качестве охлаждающих жидкостей или антифриза. Примеры использования жидкостей-теплоносителей включают в себя отведение или обмен избыточного тепла от стационарного и автомобильного двигателей внутреннего сгорания, тепла, вырабатываемого электрическими моторами и генераторами, технологического тепла и конденсационного тепла (например, на заводах по очистке нефти и на паро-производящих установках), тепла от электронного оборудования, или тепла, вырабатываемого системами (батареями) топливных элементов, или теплообмен такого избыточного тепла. В каждом применении важны теплопроводность и теплоемкость жидкости-теплоносителя.
[0003] Исторически предпочтительной жидкостью при рассмотрении вопроса теплопередачи являлась вода. Однако, воду часто смешивают с понизителями температуры замерзания (например, со спиртами, такими как гликоли или соли) для получения антифризных свойств. В сравнении с чистой водой, эти смеси имеют сниженную теплопередающую способность, но при этом являются предпочтительными по сравнению с такими жидкостями, как органические масла, силиконовое масло, или синтетические сложные эфиры.
[0004] Жидкости-теплоносители с более высокими теплопроводностями являются желательными. Хотя на рынке преобладают жидкости на основе воды и на основе воды и гликоля, они не всегда обеспечивают достаточные рабочие характеристики теплопередачи. В частности, для энергоэкономичных применений и энергосберегающего оборудования требуется разработка жидкостей-теплоносителей со значительно более высокими теплопроводностями по сравнению с имеющимися в доступности в настоящий момент. Жидкости с суспендированными твердыми веществами могут проявлять более высокие теплопроводности. Твердые вещества имеют более высокие значения теплопроводности, чем жидкости. Например, твердые частицы меди, алюминия, оксида меди и оксида кремния имеют, соответственно, значения теплопроводности, равные 401 Вт/м⋅К, 237 Вт/м⋅К, 76,5 Вт/м⋅К, и 1,38 Вт/м⋅К. В противоположность этому, жидкости, такие как вода, моноэтиленгликоль и обычное масло, имеют значения теплопроводности, равные 0,613 Вт/м⋅К, 0,252 Вт/м⋅К, и 0,107 Вт/м⋅К, соответственно. Многие теоретические и экспериментальные исследования эффективной теплопроводности дисперсий, которые содержат твердые частицы, были проведены с момента опубликования в 1881 году теоретической работы Максвелла.
[0005] Внедрение наночастиц в жидкости может обеспечить более высокие теплопроводности. Было предложено использование наночастиц в жидкостях, таких как вода, этиленгликоль и масло для двигателей, для получения нового класса технически предусмотренных жидкостей (наножидкостей) с улучшенной теплопередающей способностью. См. публикацию S.U.-S. Choi, ASME Congress, San Francisco, CA, November 12-17, 1995. Имеются сообщения об измерениях теплопроводности для жидкостей, содержащих наночастицы Al2O3 и CuO. См. S.U.-S. Choi et al., ASME Transactions 280, Vol.121, May 1999. Наножидкости, содержащие лишь небольшое количество наночастиц, имеют значительно более высокие значения теплопроводности по сравнению с такими же жидкостями без наночастиц.
[0006] Однако, плохая стабильность диспергированных наночастиц, в том числе гексагональных наночастиц нитрида бора, препятствовала применению наночастиц в качестве жидкостей-теплоносителей. Вплоть до настоящего времени исследования, касающиеся стабильности, сфокусированы на подборе размера частиц и распределения частиц по размеру и технологии диспергирования.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] В данном документе раскрывают стабильные композиции, содержащие гексагональные наночастицы нитрида бора, способы получения стабилизированных композиций, и способы осуществления обмена тепла с применением композиций в качестве жидкостей-теплоносителей.
[0008] В первом варианте осуществления композиция содержит непрерывную фазу, выбранную из группы, состоящей из воды, спирта и смеси воды и спирта; гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 200, и y представляет собой целое число в диапазоне от 20 до 200.
[0009] Во втором варианте осуществления композиция содержит непрерывную фазу, выбранную из воды; гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 200, и y представляет собой целое число в диапазоне от 20 до 200.
[0010] В одном из вариантов осуществления способ обмена тепла включает в себя а. вырабатывание тепла в двигателе внутреннего сгорания автомобиля; b. пропускание потока по одной стороне теплообменника; с. пропускание композиции по другой стороне теплообменника; и d. передачу тепла от потока к композиции в теплообменнике. В этом способе, композиция содержит непрерывную фазу, выбранную из группы, состоящей из воды, спирта, и смеси воды и спирта; гексагональные наночастицы нитрид бора, диспергированные в непрерывной фазе; и соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 200, и y представляет собой целое число в диапазоне от 20 до 200.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0011] В контексте данного документа, формы единственного числа включают и формы множественного числа, если контекст не указывает явным образом на иное.
[0012] В первом варианте осуществления композиция содержит непрерывную фазу, выбранную из группы, состоящей из воды, спирта и смеси воды и спирта; гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 200, и y представляет собой целое число в диапазоне от 20 до 200.
[0013] Во втором варианте осуществления композиция содержит непрерывную фазу, выбранную из воды; гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 200, и y представляет собой целое число в диапазоне от 20 до 200.
[0014] Соединение, имеющее формулу (I), представляет собой триблок-сополимер, имеющий центральный гидрофобный блок полипропиленгликоля, окруженный гидрофильными блоками из полиэтиленгликоля. Авторы настоящего изобретения заметили, что жидкости, содержащие гексагональные наночастицы нитрида бора, проявляют повышенную теплопроводность, но не являются подходящим образом стабильными при высоких температурах, обычно обнаруживаемых в применениях теплопередачи, например, в диапазоне от приблизительно 70°С до приблизительно 110°С или от приблизительно 85°С до приблизительно 110°С. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что внедрение триблок-сополимера, имеющего центральный гидрофобный блок из полипропиленгликоля, окруженного гидрофильными блоками из полиэтиленгликоля, в непрерывную фазу на основе воды, на основе спирта, или на основе воды/спирта, содержащую диспергированные гексагональные наночастицы нитрида бора, может стабилизировать дисперсию гексагональных наночастиц нитрида бора в непрерывной фазе при комнатной температуре и при повышенных температурах. Таким образом, внедрение триблок-сополимера может обеспечить композицию, имеющую не только существенную теплопроводность, но и улучшенную стабильность, что делает ее подходящей для использования в качестве жидкости-теплоносителя.
[0015] Например, композиция может быть стабильной в течение 12 часов при комнатной температуре. В качестве другого примера, композиция может быть стабильной в течение 12 часов при температуре в диапазоне от приблизительно комнатной температуры до приблизительно 85°С. В качестве еще одного примера, композиция может быть стабильной в течение 12 часов при температуре в диапазоне от приблизительно 70°С до приблизительно 110°С или в диапазоне от приблизительно 85°С до приблизительно 110°С.
[0016] Подходящие соли соединения, имеющего формулу (I), включают соли щелочных металлов, аммония и аминов.
[0017] Композиция, как правило, содержит основное количество (то есть, по меньшей мере, 80% об.) непрерывной фазы (то есть, воды, спирта, или смеси воды и спирта). В одном из вариантов осуществления, композиция содержит, по меньшей мере, 85% об. непрерывной фазы. В другом варианте осуществления, композиция содержит, по меньшей мере, 90% об. непрерывной фазы. В дополнительном варианте осуществления, композиция содержит, по меньшей мере, 95% об. непрерывной фазы.
[0018] Спирт действует в качестве понизителя температуры замерзания, если желательны антифризные свойства. В том случае, когда непрерывная фаза представляет собой спирт или смесь воды и спирта, спирт может быть гликолем. Гликоль может представлять собой этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пентаэтиленгликоль, гексаэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, тетрапропиленгликоль, пентапропиленгликоль, гексапропиленгликоль, моноэтиленгликоль, или монопропиленгликоль. Альтернативно, спирт может быть выбран из метанола, этанола, пропанола, бутанола, фурфурола, тетрагидрофурфурила, этоксилированного фурфурила, диметилового простого эфира глицерина, сорбита, 1,2,6-гексантриола, триметилолпропана, метоксиэтанола, и глицерина. В одном из вариантов осуществления, используют метанол, этанол, пропанол, бутанол, фурфурол, тетрагидрофурфурил, этоксилированный фурфурил, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, дипропленгликоль, бутиленгликоль, глицерин, моноэтиловый простой эфир глицерина, диметиловый простой эфир глицерина, сорбит, 1,2,6-гексантриол, триметилолпропан, метоксиэтанол, или их смеси.
[0019] В конкретном варианте осуществления, непрерывная фаза представляет собой смесь воды и этиленгликоля. В еще одном конкретном варианте осуществления, непрерывная фаза представляет собой смесь воды и этиленгликоля в соотношении 50/50% об.
[0020] Гексагональные наночастицы нитрида бора являются цилиндрическими по форме, а их размер может варьироваться. В связи с цилиндрической формой гексагональных наночастиц нитрида бора, их высота в сочетании с их радиусом или диаметром описывает их размер. Например, гексагональные наночастицы нитрида бора могут иметь средний диаметр от приблизительно 50 нм до приблизительно 350 нм, и среднюю высоту от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм. В качестве другого примера, гексагональные наночастицы нитрида бора могут иметь среднюю высоту листа от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм, и средний радиус листа от приблизительно 50 нм до приблизительно 350 нм.
[0021] Концентрация гексагональных наночастиц нитрида бора в композиции может варьироваться. В одном из вариантов осуществления, гексагональные наночастицы нитрида бора присутствуют в композиции в концентрации от приблизительно 0,0001% об. до приблизительно 10% об. В другом варианте осуществления, гексагональные наночастицы нитрида бора присутствуют в композиции в концентрации от приблизительно 0,005% об. до приблизительно 0,5% об. В еще одном варианте осуществления, гексагональные наночастицы нитрида бора присутствуют в композиции в концентрации от приблизительно 0,05% об. до приблизительно 0,2% об.
[0022] В соединении, имеющем формулу (I). В одном из вариантов осуществления, n представляет собой целое число в диапазоне от 80 до 120, и y представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 75. В конкретном варианте осуществления, n имеет значение 100, а y имеет значение 65.
[0023] Концентрация соединения, имеющего формулу (I), в композиции может варьироваться. В одном из вариантов осуществления, соединение, имеющее формулу (I), присутствует в композиции в концентрации от приблизительно 0,0001% об. до приблизительно 1% об. В еще одном варианте осуществления, соединение, имеющее формулу (I), присутствует в композиции в концентрации от приблизительно 0,2% об. до приблизительно 0,7% об. В конкретном варианте осуществления, соединение, имеющее формулу (I), присутствует в композиции в концентрации приблизительно 0,1% об.
[0024] Присутствие небольшого количества обычно применяемых добавок не оказывает значительного влияния ни на теплопроводность, ни на теплоемкость композиции. Подходящие добавки включают соль щелочного металла, взятую в качестве понизителя температуры замерзания, ингибитор коррозии, ингибитор образования отложений, стабилизатор, антиоксидант, буферный раствор, противовспениватель, краситель, или их смесь. Композиция может содержать одну или более добавок в совокупном количестве добавок, составляющем от приблизительно 0,01% масс. до приблизительно 10% масс. Например, один или более ингибиторов коррозии может(-гут) присутствовать в композиции в концентрации от приблизительно 0,2% масс. до приблизительно 10% масс. Примеры солей щелочных металлов включают соль кислоты или смеси кислот, выбранных из группы, состоящей из уксусной кислоты, пропионовой кислоты, янтарной кислоты, бетаина и их смесей. Примеры ингибиторов коррозии включают алифатическую карбоновую кислоту или ее соль, ароматическую карбоновую кислоту или ее соль, триазол, тиазол, силикат, нитрат, нитрит, борат, фосфат-молибдат, или аминную соль. Примеры антиоксидантов включают фенолы, такие как 2,6-ди-трет-бутилметилфенол и 4,4ʹ-метилен-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол); ароматические амины, такие как п,п-диоктилфениламин, монооктилдифениламин, фенотиазин, 3,7-диоктилфенотиазин, фенил-1-нафтиламин, фенил-2-нафтиламин, алкилфенил-1-нафталамины и алкил-фенил-2-нафтал-амины, а также серосодержащие соединения, например, дитиофосфаты, фосфиты, сульфиды и соли дитиокислот и металлов, такие как бензотиазол, диалкилдитиофосфаты олова и диарилдитиофосфаты цинка.
[0025] Значение рН для композиции может находиться в диапазоне от приблизительно 7 до приблизительно 11,5. В одном из вариантов осуществления, значение рН для композиции находится в диапазоне от приблизительно 8,5 до приблизительно 10,5.
[0026] Композиция может быть приготовлена путем диспергирования гексагональных наночастиц нитрида бора в непрерывной фазе (то есть, в воде, спирте или в смеси воды и спирта). Гексагональные наночастицы нитрида бора могут быть диспергированы либо до введения, либо после добавления соединения, имеющего формулу (I), в непрерывную фазу. Может быть использовано любое средство, известное в данной области применительно к диспергированию гексагональных наночастиц нитрида бора. В одном из вариантов осуществления, наночастицы диспергируют путем обработки ультразвуком.
[0027] Также в данном документе раскрывают способ осуществления теплообмена с использованием композиции, раскрываемой в данном документе, в качестве жидкости-теплоносителя. Способ осуществления теплообмена включает в себя пропускание потока по одной стороне теплообменника; пропускание композиции, раскрываемой в данном документе, по другой стороне теплообменника; и перенос тепла от потока к композиции в теплообменнике. В одном из вариантов осуществления, способ дополнительно включает в себя вырабатывание тепла в двигателе внутреннего сгорания автомобиля. В другом варианте осуществления, способ дополнительно включает в себя вырабатывание тепла в стационарном двигателе внутреннего сгорания. В еще одном варианте осуществления, способ дополнительно включает в себя вырабатывание тепла в электрическом моторе или генераторе. В дополнительном варианте осуществления, способ дополнительно включает в себя вырабатывание тепла в результате проведения конденсации или химической реакции, например, на заводе/установке по очистке нефти, на паро-производящей установке, или в топливном элементе.
ПРИМЕРЫ
Приготовление наночастиц
[0028] Наножидкости, содержащие диспергированные гексагональные наночастицы нитрида бора, приготавливают в Примерах 5-8 и Сравнительных Примерах 1-4 и 9-11. Гексагональные частицы нитрида бора микронного размера добавляют в изопропанол и обрабатывают ультразвуком в течение 1 часа. Гексагональные частицы нитрида бора затем центрифугируют при скорости вращения 2000 оборотов в минуту в течение 10 минут. Неэксфолиированные частицы отделяют в нижней части аппарата. Эксфолиированные гексагональные наночастицы нитрида бора в изопропаноле отфильтровывают и сушат. Гексагональные наночастицы нитрида бора повторно диспергируют в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) либо с применением обработки ультразвуком, либо без применения таковой, и либо с использованием следующего триблок-сополимера, либо без использования такового:
Сравнительный Пример 1
[0029] Наножидкость получают с использованием 0,1% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.).
Сравнительный Пример 2
[0030] Наножидкость получают с использованием 0,05% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.).
Сравнительный Пример 3
[0031] Наножидкость получают с использованием 0,2% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.).
Сравнительный Пример 4
[0032] Наножидкость получают с использованием 0,5% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.).
Пример 5
[0033] Наножидкость получают с использованием 0,1% об. гексагональных наночастиц нитрида бора и 0,1% об. триблок-сополимера в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Пример 6
[0034] Наножидкость получают с использованием 0,1% об. гексагональных наночастиц нитрида бора и 0,2% об. триблок-сополимера в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Пример 7
[0035] Наножидкость получают с использованием 0,05% об. гексагональных наночастиц нитрида бора и 0,1% об. триблок-сополимера в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Пример 8
[0036] Наножидкость получают с использованием 0,2% об. гексагональных наночастиц нитрида бора и 0,1% об. триблок-сополимера в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Сравнительный Пример 9
[0037] Наножидкость получают с использованием 0,1% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Сравнительный Пример 10
[0038] Наножидкость получают с использованием 0,2% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе этиленгликоля/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Сравнительный Пример 11
[0039] Наножидкость получают с использованием 0,2% об. гексагональных наночастиц нитрида бора в растворе Halvoline® XLC/воды (50/50% об.) путем обработки ультразвуком.
Испытания на Стабильность
[0040] Наножидкости хранят как при комнатной температуре, так и при 85°С, и визуально оценивают их стабильность по истечении 12 часов при обеих температурах. Значения стабильности наножидкостей представлены в нижеприведенной таблице. Термин «стабильный» означает, что при визуальном оценивании осадок не обнаруживают. Термин «нестабильный» означает, что в контейнере, содержащем наножидкость, отмечают наличие осадка.
| Пример | Конц. Наночастиц (% об.) | Конц. Триблок-сополимера (% об.) | Непрерывная Фаза | Обработка ультразвуком | Стабильность при комнатной температуре | Стабильность при 85°С |
| Сравнит. Пример 1 | 0,1 | Не применяется | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Отсутствует | Не стабильная | Не стабильная |
| Сравнит. Пример 2 | 0,05 | Не применяется | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Отсутствует | Не стабильная | Не стабильная |
| Сравнит. Пример 3 | 0,2 | Не применяется | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Отсутствует | Не стабильная | Не стабильная |
| Сравнит. Пример 4 | 0,5 | Не применяется | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Отсутствует | Не стабильная | Не стабильная |
| Пример 5 | 0,1 | 0,1 | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Проводится | Стабильная | Стабильная |
| Пример 6 | 0,1 | 0,2 | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Проводится | Стабильная | Стабильная |
| Пример 7 | 0,05 | 0,1 | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Проводится | Стабильная | Стабильная |
| Пример 8 | 0,2 | 0,1 | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Проводится | Стабильная | Не стабильная |
| Сравнит. Пример 9 | 0,1 | Не применяется | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Проводится | Не стабильная | Не стабильная |
| Сравнит. Пример 10 | 0,2 | Не применяется | Этиленгликоль/водный раствор (50/50% об.) | Проводится | Не стабильная | Не стабильная |
| Сравнит. Пример 11 | 0,2 | Не применяется | Серийно выпускаемый охлаждающий раствор (50/50% об.) | Проводится | Не стабильная | Не стабильная |
[0041] Результаты, представленные в таблице, показывают, что триблок-сополимер стабилизирует дисперсии гексагональных наночастиц нитрида бора в наножидкостях Примеров 5-7 как при комнатной температуре, так и при повышенной температуре 85°С, и дисперсию гексагональных наночастиц нитрида бора в наножидкости Примера 8 при комнатной температуре. В противоположность тому, наножидкости Сравнительных Примеров 1-4 и 9-11 без триблок-сополимера являются нестабильными как при комнатной температуре, так и при 85°С.
[0042] Несмотря на то, что композиция и способы, раскрытые в данном документе, описаны со ссылкой на конкретные варианты осуществления, эта заявка, как предусматривают, охватывает все те различные изменения и замещения, которые могут быть сделаны средним специалистом в данной области без отступления от существа и объема прилагаемых пунктов формулы изобретения.
Claims (33)
1. Композиция, пригодная в качестве жидкости-теплоносителя, содержащая:
непрерывную фазу, которая представляет собой смесь воды и спирта;
гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и
соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 80 до 120, и y представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 75.
2. Композиция по п. 1, где n имеет значение 100, и y имеет значение 65.
3. Композиция по п. 1, где гексагональные наночастицы нитрида бора имеют среднюю высоту листа в диапазоне от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм, и средний радиус листа в диапазоне от приблизительно 50 нм до приблизительно 350 нм.
4. Композиция по п. 1, где гексагональные наночастицы нитрида бора имеют средний диаметр в диапазоне от приблизительно 50 нм до приблизительно 350 нм и среднюю высоту в диапазоне от приблизительно 5 нм до приблизительно 20 нм.
5. Композиция по п. 1, где непрерывная фаза представляет собой воду и этиленгликоль.
6. Композиция по п. 1, где непрерывная фаза представляет собой воду и этиленгликоль в соотношении 50/50% об.
7. Композиция по п. 1, где композиция дополнительно содержит добавку.
8. Композиция по п. 7, где добавка выбрана из группы, состоящей из соли щелочного металла в качестве понизителя температуры замерзания, ингибитора коррозии, ингибитора образования отложений, стабилизатора, антиоксиданта, буферного раствора, противовспенивателя, красителя, и их смесей.
9. Композиция по п. 8, где ингибитор коррозии является выбранным из группы, состоящей из алифатической карбоновой кислоты или ее соли, ароматической карбоновой кислоты или ее соли, триазола, тиазола, силиката, нитрата, нитрита, бората, фосфат-молибдата, аминной соли, и их смесей.
10. Композиция по п. 8, где ингибитор коррозии присутствует в композиции в концентрации от приблизительно 0,2% масс. до приблизительно 10% масс.
11. Композиция по п. 1, где композиция является стабильной в течение 12 часов при комнатной температуре.
12. Композиция по п. 1, где композиция является стабильной в течение 12 часов при температуре в диапазоне от приблизительно комнатной температуры до приблизительно 85°С.
13. Композиция по п. 1, где гексагональные наночастицы нитрида бора присутствуют в композиции в концентрации от приблизительно 0,0001% об. до приблизительно 10% об.
14. Композиция по п. 13, где гексагональные наночастицы нитрида бора присутствуют в композиции в концентрации от приблизительно 0,005% об. до приблизительно 0,5% об.
15. Композиция по п. 14, где гексагональные наночастицы нитрида бора присутствуют в композиции в концентрации от приблизительно 0,05% об. до приблизительно 0,2% об.
16. Композиция по п. 1, где соединение, имеющее формулу (1), присутствует в композиции в концентрации от приблизительно 0,0001% об. до приблизительно 1% об.
17. Композиция по п. 16, где соединение, имеющее формулу (1), присутствует в композиции в концентрации от приблизительно 0,2% об. до приблизительно 0,7% об.
18. Способ осуществления теплообмена, включающий в себя:
а. вырабатывание тепла в двигателе внутреннего сгорания автомобиля;
b. пропускание потока по одной стороне теплообменника;
с. пропускание композиции по другой стороне теплообменника; и
d. перенос тепла от потока к композиции в теплообменнике,
где композиция содержит:
непрерывную фазу, которая представляет собой смесь воды и спирта;
гексагональные наночастицы нитрида бора, диспергированные в непрерывной фазе; и
соединение, имеющее формулу (I)
или его соль, где n представляет собой целое число в диапазоне от 80 до 120, и y представляет собой целое число в диапазоне от 50 до 75.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/571,199 | 2014-12-15 | ||
| US14/571,199 US9994752B2 (en) | 2014-12-15 | 2014-12-15 | Stabilization of hexagonal boron nitride nanoparticles |
| PCT/US2015/065605 WO2017105395A1 (en) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | Stabilization of hexagonal boron nitride nanoparticles |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017120795A RU2017120795A (ru) | 2019-01-17 |
| RU2017120795A3 RU2017120795A3 (ru) | 2019-04-09 |
| RU2701831C2 true RU2701831C2 (ru) | 2019-10-01 |
Family
ID=59219100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120795A RU2701831C2 (ru) | 2014-12-15 | 2015-12-14 | Стабилизация гексагональных наночастиц нитрида бора |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3221260B1 (ru) |
| BR (1) | BR112017012738B1 (ru) |
| CA (1) | CA2967462C (ru) |
| ES (1) | ES2856032T3 (ru) |
| RU (1) | RU2701831C2 (ru) |
| ZA (1) | ZA201704459B (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109652023B (zh) * | 2018-12-29 | 2020-11-06 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种太阳能导热介质及制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2337122C1 (ru) * | 2007-05-31 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Термостабилизирующий материал разового действия |
| US7812114B2 (en) * | 2002-08-21 | 2010-10-12 | Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh | Block copolymer by reacting alkylene oxide and glycidyl ether in presence of unsaturated monomer |
| US20120034464A1 (en) * | 2010-04-14 | 2012-02-09 | Baker Hughes Incorporated | Diamond particles having organic compounds attached thereto, compositions thereof, and related methods |
| US9150771B2 (en) * | 2012-02-02 | 2015-10-06 | Baker Hughes Incorporated | Thermally conductive nanocomposition and method of making the same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006087809A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Shishiai-Kabushikigaisha | 熱媒体液組成物 |
| TW201247864A (en) * | 2011-05-18 | 2012-12-01 | Daxin Materials Corp | Processing composition for cutting brittle material and cutting composition |
-
2015
- 2015-12-14 BR BR112017012738-5A patent/BR112017012738B1/pt active IP Right Grant
- 2015-12-14 RU RU2017120795A patent/RU2701831C2/ru active
- 2015-12-14 CA CA2967462A patent/CA2967462C/en active Active
- 2015-12-14 EP EP15907985.4A patent/EP3221260B1/en active Active
- 2015-12-14 ES ES15907985T patent/ES2856032T3/es active Active
-
2017
- 2017-06-30 ZA ZA2017/04459A patent/ZA201704459B/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7812114B2 (en) * | 2002-08-21 | 2010-10-12 | Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh | Block copolymer by reacting alkylene oxide and glycidyl ether in presence of unsaturated monomer |
| RU2337122C1 (ru) * | 2007-05-31 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУВПО "КубГТУ") | Термостабилизирующий материал разового действия |
| US20120034464A1 (en) * | 2010-04-14 | 2012-02-09 | Baker Hughes Incorporated | Diamond particles having organic compounds attached thereto, compositions thereof, and related methods |
| US9150771B2 (en) * | 2012-02-02 | 2015-10-06 | Baker Hughes Incorporated | Thermally conductive nanocomposition and method of making the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017120795A (ru) | 2019-01-17 |
| EP3221260A1 (en) | 2017-09-27 |
| EP3221260A4 (en) | 2018-09-05 |
| BR112017012738B1 (pt) | 2022-09-27 |
| CA2967462C (en) | 2020-07-07 |
| RU2017120795A3 (ru) | 2019-04-09 |
| CA2967462A1 (en) | 2016-06-15 |
| ES2856032T3 (es) | 2021-09-27 |
| BR112017012738A2 (pt) | 2018-03-13 |
| ZA201704459B (en) | 2018-11-28 |
| EP3221260B1 (en) | 2021-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5961273B2 (ja) | クーラント製剤 | |
| EP1167486B1 (en) | Heat-transfer fluid containing nano-particles and carboxylates | |
| AU744418B2 (en) | Antifreeze compositions comprising carboxylic acid and cyclohexenoic acid corrosion inhibitors | |
| JPH05306390A (ja) | 芳香族カルボン酸を含有し腐食抑制性を有する不凍液／冷却液組成物 | |
| AU2005254958A1 (en) | Fluid composition having enhanced heat transfer efficiency | |
| WO2006087809A1 (ja) | 熱媒体液組成物 | |
| CN104185669B (zh) | 冷却液组合物 | |
| CA1196006A (en) | Aliphatic sulfosiloxane-silicate copolymers | |
| AU2015414693B2 (en) | Stabilization of hexagonal boron nitride nanoparticles | |
| CN109929666B (zh) | 水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液及其制备方法 | |
| RU2701831C2 (ru) | Стабилизация гексагональных наночастиц нитрида бора | |
| US9994752B2 (en) | Stabilization of hexagonal boron nitride nanoparticles | |
| EP1564277A1 (en) | Heat transfer medium liquid composition | |
| JPS5942752B2 (ja) | 安定化ケイ酸塩組成物の製造方法 | |
| RU2213119C2 (ru) | Охлаждающая жидкость | |
| JPH0314891A (ja) | アルコール可溶性／水不溶油含有不凍液 | |
| EP2799511B1 (en) | Heat transfer liquid composition and energy saving heating method using it | |
| CN114958312A (zh) | 一种高效防腐冷却液添加剂的制备方法及成品 |