冷卻液制劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的技術(shù)涉及呈現(xiàn)增強(qiáng)的穩(wěn)定性以及熱傳導(dǎo)率的含水傳熱溶液。該溶液包含二氧化硅納米粒子，向其中可能會(huì)加入凝固點(diǎn)降低劑。該溶液在冷卻是決定性的應(yīng)用中提供預(yù)防腐蝕形式的保護(hù)。本發(fā)明還包括濃縮物以及從所述濃縮物制成的稀釋物的用途。
【專利說明】冷卻液制劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明致力于包含二氧化硅納米粒子的穩(wěn)定的傳熱制劑。
[0002]發(fā)明背景
[0003]傳熱流體在許多應(yīng)用中用作熱載體，特別是作為冷卻液或防凍劑。傳熱流體用途的例子包括來自固定的和汽車的內(nèi)燃機(jī)中的余熱、通過用電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的熱、工藝熱和冷凝熱(例如，在煉油廠和蒸汽發(fā)生裝置中)、電子設(shè)備或燃料電池系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量的去除或交換。在所有這些應(yīng)用中，所述傳熱流體的熱導(dǎo)率和熱容量在高能效的傳熱設(shè)備的開發(fā)中是重要的參數(shù)。為了提高它們的設(shè)備的總效率，各種工業(yè)有強(qiáng)烈的需要來開發(fā)比目前可用的傳熱流體有顯著更高的熱導(dǎo)率的傳熱流體。
[0004]在歷史上，當(dāng)考慮傳熱時(shí)，水已經(jīng)是優(yōu)選的流體。在許多應(yīng)用中，需要防凍性能并將水與像醇類、二醇類或鹽的凝固點(diǎn)降低劑混合。這樣的混合物與純水相比具有降低的傳熱能力，但仍然勝過像有機(jī)油、硅油或合成酯的液體。
[0005]當(dāng)然，在內(nèi)燃機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等的冷卻中，用于熱水供給、加熱、冷卻和冷凍系統(tǒng)中的傳熱介質(zhì)，用于融雪系統(tǒng)、道路加熱、工業(yè)冷卻裝置，發(fā)電系統(tǒng)和甚至燃料電池和電池冷卻的傳熱介質(zhì)，水溶液仍是從傳熱角度來說的優(yōu)選的選擇。
[0006]通過它的基本流體的比熱、密度、粘度以及熱導(dǎo)率來控制傳熱介質(zhì)的換熱性能。這些傳熱參數(shù)，在有限的程度上，受到少量的像緩蝕劑、阻垢劑、穩(wěn)定劑、抗氧化劑、緩沖劑、去泡劑和染料的正常添加劑的加入的影響。盡管它的用途控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液市場(chǎng)，水/乙二醇混合物和甚至純水溶液在熱負(fù)荷已經(jīng)到達(dá)它的極限的高要求的系統(tǒng)中不總是給予足夠的傳熱性能。
[0007]發(fā)明概述`
[0008]本發(fā)明致力于二氧化硅膠體的穩(wěn)定化且提供改進(jìn)的傳熱介質(zhì)液體組合物，所述組合物不僅具有高的熱導(dǎo)率而且甚至在與發(fā)熱表面接觸時(shí)(在內(nèi)燃機(jī)中情況如此)具有杰出的分散穩(wěn)定性。本發(fā)明的水傳熱介質(zhì)液體組合物包含作為主要組分的水、乙醇和低分子有機(jī)鹽的混合物。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案是包含下列組分a、b和c的濃縮物，在可以與水混合以形成液體組合物。
[0009]本發(fā)明的含水傳熱介質(zhì)組合物(具有范圍為7.0至11.0，更優(yōu)選范圍為8.5至10.5的pH)呈現(xiàn)增強(qiáng)的穩(wěn)定性以及熱導(dǎo)率，所述組合物除了水之外還包含:
[0010]Ca)至少一個(gè)類型的二氧化硅膠體粒子，每個(gè)粒子具有范圍為0.1-1OOOnm的平均粒徑；
[0011](b)至少一個(gè)種類的金屬緩蝕劑；
[0012](c)至少一個(gè)類型的膦酸酯官能化的硅酸酯，其具有以下給出的結(jié)構(gòu):
[0013]
【權(quán)利要求】
1.含水傳熱介質(zhì)液體組合物，其呈現(xiàn)出增強(qiáng)的穩(wěn)定性以及熱導(dǎo)率，所述組合物除了水之外還包含: Ca)至少一個(gè)類型的二氧化硅膠體粒子，每個(gè)粒子具有范圍為0.1-1OOOnm的平均粒徑; (b)至少一個(gè)類型的膦酸酯官能化的硅酸酯；和 (c)至少一個(gè)種類的金屬緩蝕劑。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述膦酸酯官能化的硅酸酯具有以下結(jié)構(gòu):
3.權(quán)利要求2的組合物，其中R2的所述水溶性陽(yáng)離子選自由I族金屬和銨組成的組。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中R3用羥基、胺、鹵基或烷氧基取代，而不是用烷基取代。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中所述水增溶性官能團(tuán)R1是具有以下結(jié)構(gòu)的膦酸酯:
6.權(quán)利要求2的組合物，其中R2的所述水溶性陽(yáng)離子選自由I族金屬和銨組成的組。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中所述水增溶性官能團(tuán)R1是具有以下結(jié)構(gòu)的官能化的胺:
8.權(quán)利要求1的組合物，其還包含選自由醇和堿土金屬鹽組成的組的凝固點(diǎn)降低劑。
9.權(quán)利要求8的組合物，其中所述醇是選自由乙二醇、二甘醇、丙二醇、一縮二丙二醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、一縮丙二醇、二縮三丙二醇、三縮四丙二醇、四縮五丙二醇、五縮六丙二醇、單乙二醇、單丙二醇組成的組的二醇。
10.權(quán)利要求8的組合物，其中所述醇選自由甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、糠醛、四氫化糠基、乙氧基化糠基、二甲基甘油醚、山梨糖醇、1，2，6己三醇、三羥甲基丙烷、甲氧基乙醇和甘油組成的組，且所述堿土金屬鹽選自由乙酸、丙酸、琥珀酸、甜菜堿以及它們的混合物組成的組的酸或酸的混合物的鹽。
11.權(quán)利要求1的組合物,其中以約0.01%至約10%的量存在于所述流體組合物中的所述金屬緩蝕劑選自由有機(jī)酸緩蝕劑、硅酸鹽緩蝕劑、鑰酸鹽、硝酸鹽、烴基三唑或烴基噻唑衍生物以及它們的組合組成的組。
12.權(quán)利要求1的組合物，其還包含由分散劑、鈍化劑、穩(wěn)定劑以及它們的混合物組成的組中的至少一種。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中所述二氧化硅膠體粒子作為單分散非團(tuán)聚球形粒子存在于所述流體組合物中。
14.權(quán)利要求1的組合物，所述組合物具有范圍為7.0至11.0的pH。
15.濃縮物，當(dāng)其與水混合時(shí)，形成表現(xiàn)出增強(qiáng)的穩(wěn)定性以及熱導(dǎo)率的含水傳熱介質(zhì)液體組合物，所述濃縮物包含: Ca)至少一個(gè)類型的二氧化硅膠體粒子，每個(gè)粒子具有范圍為0.1-1OOOnm的平均粒徑; (b)至少一個(gè)類型的膦酸酯官能化的硅酸酯；和 (c)至少一個(gè)種類的金屬緩蝕劑。`
【文檔編號(hào)】C09K5/14GK103890129SQ201280051557
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】S·S·利埃旺, J·P·德金佩 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司