專利名稱：有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于熱交換系統(tǒng)的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，尤其涉及主要基材不含有對石油依賴性強(qiáng)的二元醇(乙二醇和丙二醇)的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，用作飛機(jī)、坦克、輪船、火車、汽車、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)組的發(fā)動機(jī)及電力、電子組件的冷卻劑或用作太陽能及空調(diào)設(shè)備導(dǎo)熱液或工業(yè)加工中保持溫度的傳熱流體。

背景技術(shù)：
目前，用作飛機(jī)、坦克、輪船、火車、汽車、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)組的發(fā)動機(jī)及電力、電子組件的冷卻劑或用作太陽能及空調(diào)設(shè)備導(dǎo)熱液或工業(yè)加工中保持溫度的傳熱流體普遍采用水與對石油依賴性強(qiáng)的二元醇(乙二醇和丙二醇)混合物作為液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，由于這種醇(主要為乙二醇)毒性強(qiáng)，對環(huán)境壓力大，對石油的依賴性強(qiáng)，是不可再生資源，高溫不穩(wěn)定，易生成酸性物質(zhì)，對金屬產(chǎn)生腐蝕，成本高。
為解決二元醇(主要為乙二醇)的毒性問題，公開號為第1444636號的中國專利公開了一種非毒性乙二醇基防凍/傳熱流體濃縮物和防凍/傳熱流體，其防凍/傳熱流體組合物包括(a).乙二醇；(b).乙二醇中毒用解毒劑；在大氣壓下高于約150℃；(c).水。公開號為第1507485號的中國專利公開了一種毒性減少的乙二醇基防凍/傳熱流體濃縮物和防凍/傳熱流體，其防凍/傳熱流體組合物包括(a).乙二醇；(b).沸點(diǎn)高于150℃左右，其作用是作為醇脫氫酶抑制劑；(c).水。公開號為第1511187號的中國專利公開了一種非水傳熱傳流體及其應(yīng)用，所述的傳熱流體包括(a).由乙二醇組成的第1二醇；(b).至少一種第2醇，其中所述的第2醇在與乙二醇混合時用作乙二醇毒害的解毒劑；且沸點(diǎn)高于約150℃；(c).至少一種防腐蝕添加劑，其可以溶于第1和第2二醇。公開號為第1130916號的中國專利公開了一種非水系熱傳導(dǎo)流體，所述組合物有包含丙二醇的非水基質(zhì)流體和可溶于丙二醇第一添加劑。
以上液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)缺點(diǎn)是二元醇(主要為乙二醇)對環(huán)境壓力大，對石油的依賴性強(qiáng)，并是不可再生資源，熱傳導(dǎo)性能也差，成本高。
為解決二元醇(主要為乙二醇)的毒性問題及熱傳導(dǎo)性能差的難題，公開號為第101319134號的中國專利公開了一種不含乙二醇的長效冷卻液，其不含乙二醇的長效冷卻液包括以下組分(a).多元醇，選自1，2丙二醇、甘油或二者混合物，其沸點(diǎn)高于150℃；(b).粘度比熱調(diào)節(jié)劑，選自乙基卡必醇；(c).至少一種防腐蝕添加劑，能溶于丙二醇、甘油或二者的混合物。此液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)缺點(diǎn)是低溫易析出玻璃狀物質(zhì)，低溫流動性差，添加劑用量大，有毒，成本高。
甘油在歷史上曾是第二代水系防凍劑，因降低冰點(diǎn)效率差，用量大，粘度大等缺點(diǎn)而被一元、二元醇替代。但甘油又具備了沸點(diǎn)高、高溫穩(wěn)定、腐蝕極小、無毒、對環(huán)境壓力小、價格低、可再生的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)通過與其它物質(zhì)復(fù)配而被重新重用。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于熱交換系統(tǒng)的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的一種有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，對環(huán)境壓力小，無毒，低溫流動性強(qiáng)，熱傳導(dǎo)性好。主要基材為可再生資源，成本低，對石油沒有依賴性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種節(jié)能環(huán)保有機(jī)型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其包括以下組分 (a).由三元醇組成的第1物質(zhì)； (b).至少由一種或多種能調(diào)節(jié)第1物質(zhì)黏度的第2物質(zhì)； (c).至少由一種或多種能溶于第1或第2物質(zhì)的防腐蝕劑； (d).能溶于第1、2物質(zhì)的顏料； (e).有機(jī)硅消泡劑 所述的三元醇為甘油，占總重量的40％至90％。
所述的第2物質(zhì)為甲基卡必醇、DGDE、去離子水或其混合物，占總重量的5％至55％。
所述的第2物質(zhì)中必須含有甲基卡必醇、DGDE中的一種或其混合物。
所述的能溶于第1、2物質(zhì)的防腐蝕劑為唑類、有機(jī)磷酸鹽、有機(jī)酸類。
所述的唑類為苯駢三氮唑或甲基苯駢三氮唑中的一種，占總重的0.7％至5％。
所述的唑類為巰基苯駢噻唑鈉，占總重的0.3至5％。
所述的有機(jī)磷酸鹽為ATMP，占總重的0.5至0.6％。
所述的有機(jī)酸為苯甲酸或皮脂酸中的一種，占總重的0.6％至2.2％。
所述的有機(jī)酸鹽為苯甲酸鈉，占總重的0.6至3％。
所述的有機(jī)硅消泡劑為聚醚改性有機(jī)硅消泡劑，占1.5-6ppm。
所述的能溶于第1、2物質(zhì)顏料為水-醇可溶性染料，加入量為5-20ppm。
本發(fā)明所述的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，對環(huán)境壓力小，無毒，低溫流動性強(qiáng)，熱傳導(dǎo)性好。主要基材為可再生資源，成本低，對石油沒有依賴性。用作飛機(jī)、坦克、輪船、火車、汽車、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)組的發(fā)動機(jī)及電力、電子組件的冷卻劑或用作太陽能及空調(diào)設(shè)備導(dǎo)熱液或工業(yè)加工中保持溫度的傳熱流體。
具體實(shí)施及效能測試 一、下面為
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 在本實(shí)施例中，取甘油70kg，甲基卡必醇26kg，苯駢三氮唑0.7kg，ATMP0.6kg，苯甲酸0.7kg，苯甲酸鈉0.8kg，皮脂酸1.2kg，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑6ppm，水-醇可溶性染料8ppm倒入反應(yīng)釜中，加溫至75℃-80℃充分?jǐn)嚢韬笾瞥伞?br> 實(shí)施例2 在本實(shí)施例中，取甘油66kg，甲基卡必醇15kg，水5kg，苯駢三氮唑0.5kg，ATMP0.5kg，巰基苯駢噻唑鈉0.3kg，皮脂酸0.5kg，苯甲酸鈉1kg，苯甲酸1.2kg，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑7ppm，水-醇可溶性染料9ppm倒入反應(yīng)釜中，加溫至55℃-60℃充分?jǐn)嚢韬笾瞥伞?br> 實(shí)施例3 在本實(shí)施例中，取甘油56kg，DGDE30kg，水10kg，甲基苯駢三氮唑0.2kg，ATMP0.8kg，巰基苯駢噻唑鈉0.2kg，皮脂酸0.8kg，苯甲酸鈉0.7kg，苯甲酸1.5kg，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑8ppm，水-醇可溶性染料11ppm倒入反應(yīng)釜中，加溫至55℃-60℃充分?jǐn)嚢韬笾瞥伞?br> 實(shí)施例4 在本實(shí)施例中，取甘油66kg，DGDE3Ckg 10kg，水20kg，甲基苯駢三氮唑0.3kg，ATMP0.7kg，巰基苯駢噻唑鈉0.4kg，皮脂酸0.6kg，苯甲酸鈉0.9kg，苯甲酸1.3kg，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑8ppm，水-醇可溶性染料11ppm倒入反應(yīng)釜中，加溫至55℃-60℃充分?jǐn)嚢韬笾瞥伞?br> 實(shí)施例5 在本實(shí)施例中，取甘油31kg，DGDE 9kg，水55kg，甲基苯駢三氮唑0.8kg，ATMP1kg，巰基苯駢噻唑鈉0.9kg，皮脂酸1kg，苯甲酸鈉0.8kg，苯甲酸1.5kg，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑10ppm，水-醇可溶性染料15ppm倒入反應(yīng)釜中，加溫至35℃-40℃充分?jǐn)嚢韬笾瞥伞?br> 實(shí)施例6 在本實(shí)施例中，取甘油57.5kg，甲基卡必醇40kg，甲基苯駢三氮唑0.2kg，ATMP0.2kg，巰基苯駢噻唑鈉0.2kg，皮脂酸0.3kg，苯甲酸鈉0.6kg，苯甲酸1.0kg，聚醚改性有機(jī)硅消泡劑5ppm，水-醇可溶性染料11ppm倒入反應(yīng)釜中，加溫至75℃-80℃充分?jǐn)嚢韬笾瞥伞?br> 二、實(shí)施例物理及抗腐蝕性能測試 表1實(shí)施例性能對比
以上數(shù)據(jù)表明本發(fā)明的實(shí)施例冰點(diǎn)低，沸點(diǎn)高，低溫粘度小，流動性強(qiáng)，導(dǎo)熱系數(shù)大，抗腐蝕性能達(dá)到ASTM標(biāo)準(zhǔn)。
三、實(shí)施例毒性測試 實(shí)施例中任選1例進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)測試，選擇實(shí)施例1進(jìn)行毒性實(shí)驗(yàn)測試，測試依據(jù)為食品安全毒理學(xué)評價程序和方法(GB15193-2003)，選擇健康成年小鼠20只，雌雄各半，劑量設(shè)計(jì)雌性為20g/kgBW，雄性為20g/kgBW，按0.2ml/10gBW經(jīng)口灌胃給予受試物。灌胃前動物禁食過夜，自由飲水。灌胃后給予正常飲食，觀察14天，記錄中毒體征及死亡情況。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果為 3.1、受試樣品對小鼠體重的影響 表3.1受度樣品對小體重的影響(X±SD) 3.2、急性毒性觀察結(jié)果 表3.2急性毒性觀察情況 3.3、買驗(yàn)結(jié)論 根據(jù)食品安全毒理學(xué)評價程序和方法(GB15193-2003)中急性毒性分級標(biāo)準(zhǔn)，此發(fā)明中的實(shí)施例5為無毒級產(chǎn)品。由此可見本發(fā)明的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在應(yīng)用于太陽能及空調(diào)設(shè)備導(dǎo)熱液和電子組件冷卻劑等方面有更為廣闊的前景，本發(fā)明的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)是真正對環(huán)境壓力小的環(huán)保產(chǎn)品。
四、發(fā)動機(jī)臺架實(shí)驗(yàn) 選擇江淮4GA1發(fā)動機(jī)進(jìn)行臺架實(shí)驗(yàn)，臺架實(shí)驗(yàn)主要是觀察發(fā)動機(jī)的工作溫度變化情況，選擇實(shí)施例1進(jìn)行連續(xù)臺架實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明發(fā)動機(jī)從-20℃的環(huán)境溫度升至正常工作溫度比用水作冷卻液要縮短一半以上的時間，發(fā)動機(jī)平衡溫度始終維持在93±5度，此溫度符合發(fā)動機(jī)的標(biāo)定溫度并較為理想，工作溫差小，提高了燃料燃燒效率5-8％，減少CO排放量達(dá)8-11.6％，降低噪音10-13.2％，發(fā)動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)有力，冷卻系統(tǒng)無壓力，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動機(jī)無壓力下的高溫冷卻，延長了冷卻系統(tǒng)的連接管道及水封的使用壽命。由此可見本發(fā)明的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)是真正具有低溫流動性好，導(dǎo)熱性能極強(qiáng)的產(chǎn)品；是一種用于冷卻系統(tǒng)較為理想的環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品。
甘油在歷史上曾是第二代水系防凍劑，因存在降低冰點(diǎn)效率低，用量大，粘度大等缺點(diǎn)而被一元、二元醇替代。本發(fā)明的所述第2物質(zhì)中的必要品解決了甘油本身作為水系防凍效率低下的缺點(diǎn)，將甘油及本發(fā)明的第2物質(zhì)必要品進(jìn)行復(fù)合加入水中，是較好的防凍防沸的復(fù)合防凍防沸劑，應(yīng)用前景十分廣闊。
由上所述本發(fā)明的用于熱交換系統(tǒng)的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)是對環(huán)境壓力小，無毒，低溫流動性強(qiáng)，導(dǎo)熱性能優(yōu)導(dǎo)，主要基材甘油為可再生的資源，成本低，對石油沒有依賴性。
綜上所述，本發(fā)明的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)符合創(chuàng)作專利條件，故依法提出專利申請。以上所列的實(shí)施例僅說明此發(fā)明的幾種組合，在具體實(shí)施時可根據(jù)要求在本發(fā)明權(quán)利要求之內(nèi)進(jìn)行多種變化。故本發(fā)明的申請專利范圍并不以上述實(shí)施例為限，凡依據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求之內(nèi)作等效變化的均應(yīng)包含于本申請專利范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于熱交換系統(tǒng)的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，所述的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)包括
(a).由三元醇為基材組成的第1物質(zhì)；
(b).至少由一種或多種能調(diào)節(jié)第1物質(zhì)黏度的第2物質(zhì)；
(c).至少由一種或多種能溶于第1或第2物質(zhì)的防腐蝕劑；
(d).能溶于第1、2物質(zhì)的顏料；
(e).有機(jī)硅消泡劑
2.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的三元醇為甘油，占總重量的40％至90％。
3.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的第2物質(zhì)為甲基卡必醇、DGDE、去離子水或其混合物，占總重量的5％至55％。
4.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的第2物質(zhì)中必須含有甲基卡必醇、DGDE中的一種或其混合物。
5.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的能溶于第1、2物質(zhì)的防腐蝕劑為唑類、有機(jī)磷酸鹽、有機(jī)酸類。
6.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的唑類為苯駢三氮唑或甲基苯駢三氮唑中的一種，占總重的0.7％至5％。
7.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的唑類為巰基苯駢噻唑鈉，占總重的0.3至5％。
8.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的有機(jī)磷酸鹽為ATMP，占總重的0.5至0.6％。
9.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的有機(jī)酸為苯甲酸或皮脂酸中的一種，占總重的0.6％至2.2％。
10.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的有機(jī)酸鹽為苯甲酸鈉，占總重的0.6至3％。
11.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的有機(jī)硅消泡劑為聚醚改性有機(jī)硅消泡劑，占1.5-6ppm。
12.權(quán)利要求1的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，其中所述的能溶于第1、2物質(zhì)顏料為水-醇可溶性染料，加入量為5-20ppm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于熱交換系統(tǒng)的有機(jī)環(huán)保型液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，包括以下組分(a).由三元醇為基材組成的第1物質(zhì)，三元醇為甘油；(b).至少由一種或多種能調(diào)節(jié)第1物質(zhì)粘度的第2物質(zhì)，第2物質(zhì)為甲基卡必醇、DGDE、去離子水或其混合物；(c).至少由一種或多種能溶于第1、2物質(zhì)的防腐蝕劑；(d).能溶于第1、2物質(zhì)的顏料；(e).有機(jī)硅消泡劑。本發(fā)明低溫流動性強(qiáng)，熱傳導(dǎo)性能好，低冰點(diǎn)、高沸點(diǎn)，成本低，主要基材不含有對石油依賴性強(qiáng)的二元醇(乙二醇和丙二醇)，無毒，對環(huán)境壓力極小，屬于可再生的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)。本發(fā)明可以用作飛機(jī)、坦克、輪船、火車、汽車、工程機(jī)械、發(fā)電機(jī)組的發(fā)動機(jī)及電力、電子組件的冷卻劑或用作太陽能及空調(diào)設(shè)備導(dǎo)熱液或工業(yè)加工中保持溫度的傳熱流體。
文檔編號C09K5/10GK101768429SQ201010101478
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者黃炳陽, 余麗莉, 黃煚 申請人:安徽江淮航天技術(shù)開發(fā)有限公司