本发明涉及精细化学品领域，具体涉及一种提供气相防锈保护的太阳能导热液及其制备方法与应用。
背景技术：
：太阳能导热液是分体式太阳能换热系统的导热介质，通过在集热器和水箱之间的闭合换热系统中循环流动，将太阳辐射在集热板的热量及时传送到水箱内，水箱内通过热交换(夹套或盘管)将热量传送给冷水。太热能导热液具有防腐、防冻、防沸、防垢等优点。最常用的工业导热液是水-乙二醇型，构成导热液的主要成分乙二醇是一种毒性大且较难进行生物降解的化合物，在瑞士联邦毒物法中被列为4类有毒化合物之一。乙二醇用于太阳能热水系统，环保性能差且有一定的安全风险。为了替代乙二醇，无毒且生物降解性好的1,2-丙二醇，作为太阳能导热液防冻剂得到普遍应用。目前分体式太阳能热水器主要采用夹套式换热装置，取消膨胀罐设备，采用夹套内预留空间压缩空气的方法取代膨胀罐，换热工质在夹层水箱中，其水箱与集热器安装自由，比国外盘管式双循环系统的成本更低。由于夹套内预留空间，太阳能导热液无法完全充满整个夹套，造成夹套内导热液未接触水汽侧的金属表面发生强烈的腐蚀，因而要求太阳能导热液具有气相防锈能力。中国专利201410055664.8公开了“一种用于太阳能热水器的防冻液”，该防冻液采用乙二醇作为防冻剂，且含有硼砂、磷酸钠、硝酸钠等无机盐成分，环保性能差且使用寿命短。中国专利201610323730.4公开了“一种太阳能导热液”，该导热液为1,2-丙二醇型太阳能导热液，采用氮杂环类缓蚀剂复配有机酸进行长效保护，但不具有气相保护能力。目前多数的太阳能导热液不具有优异的气相防锈功能，因此亟需开发能够提供高效的气相防锈功能的太阳能导热液。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种提供气相防锈保护的太阳能导热液，所述太阳能导热液能够保护采用夹套式换热装置的太阳能热水器中导热液接触不到的金属表面，具有优异的气相防锈保护能力。发明人在进行太阳能导热液的气相缓蚀功能的研发过程中，发现将苯甲酸钠和碳酸氢铵复配使用，具有高效的气相防锈保护能力。本发明提供一种太阳能导热液，所述太阳能导热液包括气相缓蚀组分，所述气相缓蚀组分包括苯甲酸钠和碳酸氢铵。进一步地，苯甲酸钠与碳酸氢铵以特定的重量比复配，其气相缓蚀功能更优异。具体地，所述苯甲酸钠和碳酸氢铵的重量比为1：2～6：1。进一步地，本发明提供的气相缓蚀组分苯甲酸钠和碳酸氢铵与有机酸类缓蚀组分和/或唑类缓蚀组分复配使用，具有更好的气相缓蚀作用，同时具有高效的液相缓蚀效果。具体地，本发明中，所述太阳能导热液还包括有机酸类缓蚀组分和/或唑类缓蚀组分。更进一步地，本发明提供的气相缓蚀组分苯甲酸钠与碳酸氢铵与脂肪族二元羧酸、脂肪族一元羧酸复配使用，进一步辅以活性小、稳定性高，能够为冷却系统中的铜和黄铜部件提供优异保护的三唑类化合物，使得各组分具有很好的兼容和协同作用，可以实现高效的气相、液相缓蚀和防锈功能。优选地，所述有机酸类缓蚀组分包括脂肪族一元羧酸和/或脂肪族二元羧酸。更优选地，本发明提供的太阳能导热液包括如下重量百分含量的组分：所述苯甲酸钠和碳酸氢铵的重量比为1：1～4：1。本发明中，所述脂肪族二元羧酸为丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸中的一种或多种。发明人进一步发现，本发明所述的气相缓蚀组分中的碳酸氢铵与脂肪族二元酸类缓蚀组分癸二酸和十二烷二酸的总量以特定的比例复配时，各组分能够发挥更好的、协同的气相、液相缓蚀和防冻功能。优选地，所述脂肪族二元羧酸为癸二酸和十二烷二酸；所述碳酸氢铵与脂肪族二元羧酸的重量比为1：5～2：1。本发明中，所述脂肪族一元羧酸化合物为戊酸、己酸、庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、异壬酸、癸酸中的一种或多种；优选为异辛酸。本发明中，所述三唑类化合物为苯并三氮唑和/或甲基苯并三氮唑。作为本发明的一种实施方式，所述太阳能导热液的活性成分由如下重量百分含量的组分组成：所述碳酸氢铵与癸二酸和十二烷二酸的总量的重量比为1：4～1：1。本发明中，所述防冻剂优选为丙二醇。丙二醇具有无毒、环保的优势，以丙二醇作为太阳能导热液的抗冻剂，能够有效降低导热液的冰点、提高导热液的沸点。作为本发明的一种实施方式，所述太阳能导热液还包括ph调节剂和/或消泡剂。所述ph调节剂可以为本领域允许使用的用于调控ph的任何试剂，所述ph调节剂包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾等，通过酸碱中和反应将体系的ph调整为7.5～9，使得本发明的导热液更好地发挥保护各种金属的功能。作为本发明的优选实施方式，所述ph调节剂的添加量为将体系的ph调整为8.0～8.5。本发明所述消泡剂可以为本领域允许的任何具有消泡功能的物质，包括但不限于具有良好的消泡和抑泡能力的聚醚改性聚硅氧烷类消泡剂，如lubrizol5674。具体地，所述太阳能导热液包括如下组分：作为本发明的优选实施方式，所述的太阳能导热液包括如下组分：另一方面，本发明还提供所述的太阳能导热液的制备方法，包括如下步骤：在反应釜中加入去离子水和ph值调节剂，搅拌溶解后加入苯甲酸钠、碳酸氢铵、脂肪族二元酸、脂肪族一元酸和三唑类化合物，充分溶解后再加入丙二醇和消泡剂，充分搅拌混匀。另一方面，本发明还提供所述的太阳能导热液在用于太阳能设备的缓蚀防护或制造太阳能设备中的应用。优选地，所述太阳能设备为太阳能热水器。本发明的有益效果在于：本发明提供的太阳能导热液具有优异的液相和气相防腐蚀性能，不仅能够在液相中对于铜、钢、铸铁、焊锡铸铝等多种金属具有缓蚀作用，而且能够对于金属进行高效的气相防锈保护，能够为太阳能热水器换热系统中所有金属提供优异的保护，延长设备使用寿命。同时，本发明提供的太阳能导热液采用无毒的丙二醇作为防冻剂，不含磷酸盐、硼砂、亚硝酸盐等对环境及人身有害的物质，具有无毒、环保，使用寿命长等优势，适于在实践中作为导热液用于太阳能热水器等太阳能设备。具体实施方式下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到，其中消泡剂lubrizol5674购自路博润(lubrizol)公司。实施例1本实施例提供一种提供气相防锈保护的太阳能导热液，由如下重量百分含量的组分组成，ph为8.2。实施例2本实施例提供一种提供气相防锈保护的太阳能导热液，由如下重量百分含量的组分组成，ph为8.1。实施例3本实施例提供一种提供气相防锈保护的太阳能导热液，由如下重量百分含量的组分组成，ph为8.2。实施例4本实施例提供一种提供气相防锈保护的太阳能导热液，由如下重量百分含量的组分组成，ph为8.2。实验例1：玻璃器皿腐蚀对本发明各实施例提供的太阳能导热液采用sh/t0085玻璃器皿腐蚀法考察了其对金属材料的防护性能。表1玻璃器皿腐蚀(88±2℃，336h)玻璃器皿腐蚀的试验结果表明，本发明提供的太阳能导热液对各种金属具有优良的缓蚀性能，能够满足太阳能热水器换热系统的使用需求。实验例2：气相防锈对比实验数据采用sh/t0085玻璃器皿腐蚀法中黄铜支架、绝缘垫圈、铸铁试片、黄铜螺钉、聚四氟乙烯绝缘套管等试验材料，在黄铜螺钉上先套上一根聚四氟乙烯绝缘套管，在装了绝缘套管的黄铜螺钉上组装铸铁试片及黄铜支架，铸铁试片和黄铜支架间用绝缘垫圈隔开，用黄铜螺帽拧紧，将100ml太阳能导热液样品放在在1l磨口玻璃烧瓶中，将组装好的试片束放入，使铸铁试片部分浸入导热液中，盖上磨口玻璃塞并放置在烘箱中88℃储存24小时，取出玻璃烧瓶自然冷却到室温，静置48小时，观察铸铁试片的锈蚀情况。对本发明实施例1～4和市售太阳能导热液竞品1、竞品2(目前市售常用的太阳能导热液)进行气相锈蚀试验。表2气相锈蚀后试片外观实施例1实施例2实施例3实施例4竞品1竞品2铸铁试片液相无锈无锈无锈无锈轻锈无锈铸铁试片气相无锈无锈无锈无锈重锈重锈结果显示，实施例1～4提供的太阳能导热液的玻璃器皿腐蚀法试验中，铸铁试片的液相气相均无锈，表明实施例1～4提供的太阳能导热液具有优异的气相防锈能力，能够有效保护密闭空间内铸铁试片气相部分，避免发生腐蚀。竞品1及竞品2的太阳能导热液经气相锈蚀试验后，铸铁试片的气相为重锈，表明市售太阳能导热液无法为采用夹套式换热装置的太阳能热水器的气相部分提供金属保护。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内。当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12