冷却液制剂的制作方法
【专利摘要】本发明的技术涉及呈现增强的稳定性以及热传导率的含水传热溶液。该溶液包含二氧化硅纳米粒子，向其中可能会加入凝固点降低剂。该溶液在冷却是决定性的应用中提供预防腐蚀形式的保护。本发明还包括浓缩物以及从所述浓缩物制成的稀释物的用途。
【专利说明】冷却液制剂
【技术领域】
[0001 ] 本发明致力于包含二氧化硅纳米粒子的稳定的传热制剂。
[0002]发明背景
[0003]传热流体在许多应用中用作热载体，特别是作为冷却液或防冻剂。传热流体用途的例子包括来自固定的和汽车的内燃机中的余热、通过用电动机和发电机产生的热、工艺热和冷凝热(例如，在炼油厂和蒸汽发生装置中)、电子设备或燃料电池系统产生的热量的去除或交换。在所有这些应用中，所述传热流体的热导率和热容量在高能效的传热设备的开发中是重要的参数。为了提高它们的设备的总效率，各种工业有强烈的需要来开发比目前可用的传热流体有显著更高的热导率的传热流体。
[0004]在历史上，当考虑传热时，水已经是优选的流体。在许多应用中，需要防冻性能并将水与像醇类、二醇类或盐的凝固点降低剂混合。这样的混合物与纯水相比具有降低的传热能力，但仍然胜过像有机油、硅油或合成酯的液体。
[0005]当然，在内燃机、发动机等的冷却中，用于热水供给、加热、冷却和冷冻系统中的传热介质，用于融雪系统、道路加热、工业冷却装置，发电系统和甚至燃料电池和电池冷却的传热介质，水溶液仍是从传热角度来说的优选的选择。
[0006]通过它的基本流体的比热、密度、粘度以及热导率来控制传热介质的换热性能。这些传热参数，在有限的程度上，受到少量的像缓蚀剂、阻垢剂、稳定剂、抗氧化剂、缓冲剂、去泡剂和染料的正常添加剂的加入的影响。尽管它的用途控制发动机冷却液市场，水/乙二醇混合物和甚至纯水溶液在热负荷已经到达它的极限的高要求的系统中不总是给予足够的传热性能。
[0007]发明概述`
[0008]本发明致力于二氧化硅胶体的稳定化且提供改进的传热介质液体组合物，所述组合物不仅具有高的热导率而且甚至在与发热表面接触时(在内燃机中情况如此)具有杰出的分散稳定性。本发明的水传热介质液体组合物包含作为主要组分的水、乙醇和低分子有机盐的混合物。本发明的一个实施方案是包含下列组分a、b和c的浓缩物，在可以与水混合以形成液体组合物。
[0009]本发明的含水传热介质组合物(具有范围为7.0至11.0，更优选范围为8.5至10.5的pH)呈现增强的稳定性以及热导率，所述组合物除了水之外还包含:
[0010]Ca)至少一个类型的二氧化硅胶体粒子，每个粒子具有范围为0.1-1OOOnm的平均粒径；
[0011](b)至少一个种类的金属缓蚀剂；
[0012](c)至少一个类型的膦酸酯官能化的硅酸酯，其具有以下给出的结构:
[0013]
【权利要求】
1.含水传热介质液体组合物，其呈现出增强的稳定性以及热导率，所述组合物除了水之外还包含: Ca)至少一个类型的二氧化硅胶体粒子，每个粒子具有范围为0.1-1OOOnm的平均粒径; (b)至少一个类型的膦酸酯官能化的硅酸酯；和 (c)至少一个种类的金属缓蚀剂。
2.权利要求1的组合物，其中所述膦酸酯官能化的硅酸酯具有以下结构:
3.权利要求2的组合物，其中R2的所述水溶性阳离子选自由I族金属和铵组成的组。
4.权利要求1的组合物，其中R3用羟基、胺、卤基或烷氧基取代，而不是用烷基取代。
5.权利要求1的组合物，其中所述水增溶性官能团R1是具有以下结构的膦酸酯:
6.权利要求2的组合物，其中R2的所述水溶性阳离子选自由I族金属和铵组成的组。
7.权利要求1的组合物，其中所述水增溶性官能团R1是具有以下结构的官能化的胺:
8.权利要求1的组合物，其还包含选自由醇和碱土金属盐组成的组的凝固点降低剂。
9.权利要求8的组合物，其中所述醇是选自由乙二醇、二甘醇、丙二醇、一缩二丙二醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、一缩丙二醇、二缩三丙二醇、三缩四丙二醇、四缩五丙二醇、五缩六丙二醇、单乙二醇、单丙二醇组成的组的二醇。
10.权利要求8的组合物，其中所述醇选自由甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、糠醛、四氢化糠基、乙氧基化糠基、二甲基甘油醚、山梨糖醇、1，2，6己三醇、三羟甲基丙烷、甲氧基乙醇和甘油组成的组，且所述碱土金属盐选自由乙酸、丙酸、琥珀酸、甜菜碱以及它们的混合物组成的组的酸或酸的混合物的盐。
11.权利要求1的组合物,其中以约0.01%至约10%的量存在于所述流体组合物中的所述金属缓蚀剂选自由有机酸缓蚀剂、硅酸盐缓蚀剂、钥酸盐、硝酸盐、烃基三唑或烃基噻唑衍生物以及它们的组合组成的组。
12.权利要求1的组合物，其还包含由分散剂、钝化剂、稳定剂以及它们的混合物组成的组中的至少一种。
13.权利要求1的组合物，其中所述二氧化硅胶体粒子作为单分散非团聚球形粒子存在于所述流体组合物中。
14.权利要求1的组合物，所述组合物具有范围为7.0至11.0的pH。
15.浓缩物，当其与水混合时，形成表现出增强的稳定性以及热导率的含水传热介质液体组合物，所述浓缩物包含: Ca)至少一个类型的二氧化硅胶体粒子，每个粒子具有范围为0.1-1OOOnm的平均粒径; (b)至少一个类型的膦酸酯官能化的硅酸酯；和 (c)至少一个种类的金属缓蚀剂。`
【文档编号】C09K5/14GK103890129SQ201280051557
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年5月25日 优先权日:2011年10月21日
【发明者】S·S·利埃旺, J·P·德金佩 申请人:雪佛龙美国公司