CN109679592A - 一种太阳能导热液及其制备方法与应用 - Google Patents

一种太阳能导热液及其制备方法与应用 Download PDF

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张凯蛟
杨兵
刘红
杜雪岭
耿立波
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Abstract

本发明提供了一种太阳能导热液，其包含如下质量百分含量的成分：甘油24～93％、有机酸0.08～4.0％、多元醇稳定剂0.05～2.0％、醇胺类化合物0.2～4.0％、***类化合物0.01～1.0％、消泡剂0.0005～0.05％、染色剂0.0005～0.05％，余量为去离子水。本发明的太阳能导热液是一种绿色环保型太阳能导热液，具有优异的防冻、防垢、抗腐蚀性能和安全无毒、经济实用的特点，并有效解决了甘油作为太阳能导热液基液存在的稳定性较差的问题，能够为太阳能***提供长效保护，可广泛用于各种民用、军用、工程用太阳能***中。

Description

一种太阳能导热液及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种太阳能导热液，特别涉及一种以丙三醇(甘油)为主要热交换介质，具有防冻、防垢、抗腐蚀性、高稳定性的绿色环保型太阳能导热液，属于化工领域。
背景技术
随着大气环境污染、全球气候变暖和能源资源紧张等问题日趋严重，新能源和清洁能源的发展与应用得到了越来越多的关注。太阳能以其清洁、安全、可再生等特点，逐渐成为关注重点。目前，太阳能集热器、太阳能热水器在我国已经得到了广泛地应用。
太阳能导热液作为传热介质，在太阳能***中，充当至关重要的角色，如果选择不当，会造成结垢、腐蚀和设备损伤等不良后果，不但直接影响太阳能***的换热效果和使用寿命，甚至还会影响使用者的人身安全和身体健康。目前，很多太阳能导热液产品使用乙二醇作为换热介质，虽然乙二醇本身毒性较小，但其在人体内的代谢产物毒性较高，如果太阳能***发生泄漏，乙二醇长期与人体皮肤接触，会存在较高的安全隐患。使用丙二醇或甘油作为换热介质，对人体和环境影响较小，而甘油具有更高的性价比，是理想的太阳能导热液换热介质，但其存在稳定性较差的问题。
申请号为201010228479.6的中国专利以1,2-丙二醇或1,3-丙二醇作为基液，与九水偏硅酸钠、硼砂、环烷基羧酸、唑类化合物等添加剂混合，调合出在高温条件下，可有效抑制金属腐蚀的太阳能集热管导热液。申请号为201610323730.4的中国专利以1,2-丙二醇或甘油为防冻剂，与有机酸、铜防护助剂、含氮保护助剂等混合，制备出一种环保型低电导率的醇醚类太阳能导热液。
发明内容
本发明的目的在于解决甘油作为太阳能导热液基液存在的稳定性较差的问题，并提供一种防冻、防垢、抗腐蚀的绿色环保型太阳能导热液。
本发明的太阳能导热液是一种绿色环保型太阳能导热液，具有优异的防冻、防垢、抗腐蚀性能和安全无毒、经济实用的特点，并有效解决了甘油作为太阳能导热液基液存在的稳定性较差的问题，能够为太阳能***提供长效保护，可广泛用于各种民用、军用、工程用太阳能***中。
为了实现本发明目的，本发明提供的一种太阳能导热液，包含如下质量百分含量的成分：
优选地，所述的太阳能导热液含有如下质量百分含量的成分：
本发明中的甘油作为太阳能导热液的基液，能有效降低导热液的冰点、提高导热液的沸点。
本发明所述的有机酸为庚酸、异庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、异壬酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、十四碳二元酸、十六碳二元酸、十八碳二元酸、十四碳烯基丁二酸、十六碳烯基丁二酸和十八碳烯基丁二酸等中的一种或几种的组合；优选为异壬酸和十八碳烯基丁二酸按质量比为4：5形成的组合物。
本发明所述的多元醇稳定剂为硫代硫酸钠、硫脲、酒石酸、柠檬酸、依地酸二钠、乙二胺四醋酸二钠、硫代二丙酸二月桂酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮等中的一种或几种的组合，优选为硫代硫酸钠、硫代二丙酸二月桂酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮按质量比为8：3：1：1形成的组合物。
本发明所述的醇胺类化合物为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-二丁氨基乙醇和二乙胺基乙醇中的一种或几种的组合，优选为二乙醇胺和二乙胺基乙醇按质量比为1：1形成的组合物。
本发明所述的***类化合物为苯并***、甲基苯并***、噻唑基苯并***、羟基苯并***、萘并***、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***和3-巯基-1,2,4-三氮唑等中的一种或几种的组合，优选为羟基苯并***或3-巯基-1,2,4-三氮唑。
本发明所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷和聚醚改性聚硅氧烷等中的一种或几种的组合，优选为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
本发明所述的染色剂为碱性品绿、碱性玫瑰精B、碱性品蓝、碱性品红、碱性嫩黄O、碱性大红和碱性墨绿等中的一种或几种的组合。
本发明的太阳能导热液可采用本领域的常规方法进行制备，通过将本发明中上述各成分按照所示配比混合，并进行充分均匀地搅拌，制备而成。
本发明所有原料均可市售购得。
本发明还包括上述太阳能导热液用做换热介质等方面的应用。
相比已有的技术，本发明的太阳能导热液具有如下的优点、作用和效果：所采用的甘油作为太阳能导热液基液，可起到防冻、防沸的作用，并且对人体和环境无毒害，经济实惠；多元醇稳定剂可以有效解决甘油稳定性差的问题；有机酸、醇胺类化合物和***类化合物可有效抑制太阳能***各金属部件的腐蚀，延长其使用寿命；消泡剂具有优良的消泡能力和抑制气泡产生的作用；染色剂主要用于区分不同牌号和不同类型的太阳能导热液产品，不会对太阳能导热液性能产生影响。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
一种太阳能导热液，由如下成分组成：
实施例2
一种太阳能导热液，由如下成分组成：
实施例3
一种太阳能导热液，由如下成分组成：
实施例4
一种太阳能导热液，由如下成分组成：
以上实施例1-4，将上述各成分按照所示配比混合，并进行充分均匀地搅拌，即可制备而成。
效果实验 理化性能和玻璃器皿腐蚀实验
由于未见太阳能导热液专属的标准实验方法，本发明的太阳能导热液参照GB29743-2013《机动车发动机冷却液》中部分理化性能和玻璃器皿腐蚀的试验方法和性能指标进行评价。
以本发明实施例3的太阳能导热液为例，参考GB 29743-2013的项目要求及试验方法进行了理化性能和玻璃器皿腐蚀实验分析检测，结果见表1。其它实施例的产品的实验及其性能与实施例3类似；但以实施例3效果最佳。
表1实施例3产品的性能分析检测表
选取市售的仅以丙三醇和二乙醇胺为主要配方体系的太阳能导热液A作为对比样品，同样按照GB 29743-2013的项目要求及试验方法进行理化性能和玻璃器皿腐蚀实验分析检测，其结果见表2。
由表1和表2的数据对比可知，本发明的太阳能导热液的性能明显优于市售的太阳能导热液A。
表2市售的太阳能导热液A产品的性能分析检测表
虽然，本发明已经用一般性说明及具体实施方案作了详尽的描述，但在此基础上，对之作的一些修改或改进，对于本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种太阳能导热液，其特征在于：包含如下质量百分含量的成分：
2.根据权利要求1所述的太阳能导热液，其特征在于：包含如下质量百分含量的成分：
3.根据权利要求1或2所述的太阳能导热液，其特征在于：所述有机酸为庚酸、异庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、异壬酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、癸二酸、十四碳二元酸、十六碳二元酸、十八碳二元酸、十四碳烯基丁二酸、十六碳烯基丁二酸和十八碳烯基丁二酸中的一种或几种的组合；优选为异壬酸和十八碳烯基丁二酸按质量比为4：5形成的组合物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的太阳能导热液，其特征在于：所述的多元醇稳定剂为硫代硫酸钠、硫脲、酒石酸、柠檬酸、依地酸二钠、乙二胺四醋酸二钠、硫代二丙酸二月桂酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶、三(1，2，2，6，6-五甲哌啶基)亚磷酸酯和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮中的一种或几种的组合，优选为硫代硫酸钠、硫代二丙酸二月桂酯、4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶和2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮按质量比为8：3：1：1形成的组合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能导热液，其特征在于：所述的醇胺类化合物为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-二丁氨基乙醇和二乙胺基乙醇中的一种或几种的组合，优选为二乙醇胺和二乙胺基乙醇按质量比为1：1形成的组合物。
6.根据权利要求1-5任一项所述的太阳能导热液，其特征在于：所述的***类化合物为苯并***、甲基苯并***、噻唑基苯并***、羟基苯并***、萘并***、2-(2’-羟基-3’，5’-二叔苯基)-5-氯化苯并***和3-巯基-1,2,4-三氮唑中的一种或几种的组合，优选为羟基苯并***或3-巯基-1,2,4-三氮唑。
7.根据权利要求1-6任一项所述的太阳能导热液，其特征在于：所述的消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷和聚醚改性聚硅氧烷中的一种或几种的组合，优选为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚或聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚。
8.根据权利要求1-7任一项所述的太阳能导热液，其特征在于：所述的染色剂为碱性品绿、碱性玫瑰精B、碱性品蓝、碱性品红、碱性嫩黄O、碱性大红和碱性墨绿中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的太阳能导热液，其特征在于：包含如下质量百分含量的成分：
或：
或：
或：
10.权利要求1-9任一项所述的太阳能导热液用做换热介质方面的应用。
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