热稳定性提高的传热流体组合物的制作方法

本专利申请要求于2020年10月29日提交韩国专利厅的韩国专利申请第10-2020-0142462号的优先权，上述专利申请的公开内容引入本说明书中作为参考。本发明涉及热稳定性提高的传热流体组合物。

背景技术：

1、通常，用于内燃发动机的传热液体(例如，冷却液)包含50重量百分比的水、50重量百分比的乙二醇、微量腐蚀抑制剂等添加剂。然而，随着燃料电池作为潜在替代品出现，内燃发动机有可能在未来几十年内被淘汰。

2、在通常情况下，燃料电池是指将燃料的化学能转化为电能的电化学装置。相比于内燃发动机，燃料电池提供多种优点。燃料电池可更加有效地从燃料中提取能量。例如，涡轮柴油发动机的效率为40％，汽油发动机的效率为30％，但是，燃料电池的效率为60％至70％。

3、并且，燃料电池运行安静，其安静程度达到可将污染物质的排放忽略不计。并且，燃料电池的主要燃料来源为氢，因此，相比于用作内燃发动机燃料源的汽油，可更加容易利用。然而，在将内燃发动机替换为燃料电池的过程中，需要一同替换已知的传热液体。

4、通常，燃料电池由阳极、阴极及位于两个电极之间的电解质组成。在各个电极覆盖有催化剂层。在阳极，氢等燃料被催化转化为阳离子，其通过电解质移动到阴极。在阴极，氧等氧化剂与催化剂层反应并形成阴离子。随着阴离子与阳离子之间的反应，将产生反应产物、电及热。

5、从燃料电池产生的电流与电极的大小(面积)成正比。在通常情况下，单个燃料电池一次性产生较小的电压(约1伏)。为了产生更高的电压，应沿着分隔相邻燃料电池的双极板串联连接或并联连接几个燃料电池(例如，堆叠(stacked))。在此使用的燃料电池组件是指单个燃料电池。最常用于燃料电池的燃料及氧化剂为氢和氧。在这种燃料电池中，在阳极及阴极产生的反应由以下反应方程式表示：

6、在阳极的反应：h2→h++2e-(1)

7、在阴极的反应：1/2o2+2h++2e-→h2o(2)

8、用于燃料电池的氧来自空气。在此使用的氢可以为氢气或改性氢的形式。改性氢由作为燃料电池组件的可选要素的改性器产生，碳氢燃料(例如，甲醇、天然气、汽油等)被转化为氢。改性反应除了氢之外还产生热量。近年来，燃料电池根据电解质(固体或液体)、工作温度及燃料偏好被分为5种类型。

9、这些类型的燃料电池包括质子交换膜燃料电池(pemfc)、磷酸燃料电池(pafc)、熔融碳酸盐燃料电池(mcfc)、固体氧化物燃料电池(sofc)及碱性燃料电池(afc)。

10、质子交换膜燃料电池也称为聚合物电解质膜燃料电池，其使用离子交换膜作为电解质。膜仅允许质子通过阳极与阴极之间。在质子交换膜燃料电池的情况下，氢燃料被导入阳极并被催化氧化而释放电子并形成质子。电子以电流形式沿着外部电路移动到阴极。同时，质子沿着膜扩散到阴极，在此与氧反应产生水，从而完成整个过程。质子交换膜燃料电池在较低的温度(约200℉)条件下进行工作，因此，这种类型的燃料电池存在对燃料中的杂质敏感的缺点。

11、磷酸燃料电池使用磷酸作为电解质。磷酸燃料电池的工作温度范围约为300℉至400℉。不同于质子交换膜燃料电池，磷酸燃料电池对燃料中的杂质并不敏感。从这一点而言，燃料选择面广。然而，磷酸燃料电池存在几种缺点。其中之一为磷酸燃料电池使用昂贵的催化剂(铂)。另一缺点为电流和功率相比于其他类型的燃料电池低。并且，磷酸燃料电池通常具有较大的尺寸和重量。

12、熔融碳酸盐燃料电池使用li+、na+或k+等碱金属碳酸盐作为电解质。为了起到电解质的作用，碱金属碳酸盐应为液态。结果，碱金属碳酸盐需要在约1200℉的温度条件下进行工作。如此高的工作温度对于获得足够的电解质的电导率是必要的。这允许在选择燃料(例如，改性氢)的层面上有更大的灵活性，但同时增加了电池结构要素的腐蚀和受损。

13、固体氧化物燃料电池使用固体的非多孔性金属氧化物作为电解质，而并非使用液态的电解质。如同熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池在约700℃至1000℃(约1830℉)的高温条件下进行工作。固体氧化物燃料电池的高工作温度具有与熔融碳酸盐燃料电池相同的优点和缺点。固体氧化物燃料电池的进一步的优点在于电解质的固态特性，这会消除对燃料电池组件形状的限制(例如，固体氧化物燃料电池可被设计成扁平状或管状)。

14、燃料电池的最后一种类型为碱性燃料电池，使用碱性氢氧化钾水溶液作为电解质。其工作温度约为150℃至200℃(约300℉至400℉)。碱性燃料电池的优点在于，阴极反应在碱性电解质中比在酸性电解质中更快。但由于，碱性燃料电池易受到污染，因而需要使用纯氢及纯氧等纯反应物。

15、通常，在燃料电池组件(例如，电化学反应和改性反应)内发生的反应为放热反应。但是，适用于这种反应的催化剂对热较为敏感。为了实现最佳反应，燃料电池需沿着堆叠的各个电池保持在均匀的特定温度下。例如，在高温条件下，可导致催化剂受损，在低温条件下，可导致燃料电池组件内形成冰。因此，需要传热组合物以适应这些温度条件。

技术实现思路

1、技术问题

2、为此，本发明的目的在于，提供热稳定性提高的传热流体组合物。

3、技术方案

4、本发明涉及热稳定性提高的传热流体组合物。

5、以下，进一步详细说明本发明。

6、本发明的一例涉及热稳定性提高的传热流体组合物，其包含：溶剂，选自由水、醇类、二醇类及二醇醚类组成的组中的一种以上；以及邻氨基苯甲酰胺(anthranilamide)。

7、在本发明中，水可以为去离子水、纯蒸馏水或二次蒸馏水，但不限于此。

8、在本发明中，以组合物的总重量为基准，上述水的含量可以为30重量百分比至70重量百分比、30重量百分比至65重量百分比、30重量百分比至60重量百分比、30重量百分比至55重量百分比、35重量百分比至70重量百分比、35重量百分比至65重量百分比、35重量百分比至60重量百分比、35重量百分比至55重量百分比、40重量百分比至70重量百分比、40重量百分比至65重量百分比、40重量百分比至60重量百分比、40重量百分比至55重量百分比、45重量百分比至70重量百分比、45重量百分比至65重量百分比、45重量百分比至60重量百分比、45重量百分比至55重量百分比的上述水，例如45重量百分比至54重量百分比，但不限于此。

9、在本发明中，可使用本领域中已知的任何醇类，例如，可使用选自由甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、糠醇、四氢糠醇、乙氧基化糠基、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、丁二醇、甘油、甘油单乙醚、甘油二甲醚、山梨醇、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷及甲氧基乙醇组成的组中的一种以上，但不限于此。

10、在本发明中，可使用本领域中已知的任何二醇类，例如，可使用选自由乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,5-戊二醇及己二醇组成的组中的一种以上，但不限于此。

11、在本发明中，可使用本领域中已知的任何二醇醚类，例如，可使用选自由乙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、三乙二醇单甲醚、四乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、三乙二醇单乙醚、四乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚及四乙二醇单丁醚组成的组中的一种以上，但不限于此。

12、在本发明一实例中，上述溶剂可以为乙二醇和/丙二醇，但不限于此。

13、在本发明中，以组合物的总重量为基准，选自由醇类、二醇类及二醇醚类组成的组中的一种以上的含量可以为30重量百分比至70重量百分比、30重量百分比至65重量百分比、30重量百分比至60重量百分比、30重量百分比至55重量百分比、35重量百分比至70重量百分比、35重量百分比至65重量百分比、35重量百分比至60重量百分比、35重量百分比至55重量百分比、40重量百分比至70重量百分比、40重量百分比至65重量百分比、40重量百分比至60重量百分比、40重量百分比至55重量百分比、45重量百分比至70重量百分比、45重量百分比至65重量百分比、45重量百分比至60重量百分比、45重量百分比至55重量百分比，例如45重量百分比至54重量百分比，但不限于此。

14、在本发明中，以组合物的总重量为基准，邻氨基苯甲酰胺(anthranilamide)的含量可以为0.001重量百分比至5.0重量百分比、0.001重量百分比至4.0重量百分比、0.001重量百分比至3.0重量百分比、0.001重量百分比至2.0重量百分比、0.001重量百分比至1.0重量百分比、0.01重量百分比至5.0重量百分比、0.01重量百分比至4.0重量百分比、0.01重量百分比至3.0重量百分比、0.01重量百分比至2.0重量百分比、0.01重量百分比至1.0重量百分比、0.02重量百分比至5.0重量百分比、0.02重量百分比至4.0重量百分比、0.02重量百分比至3.0重量百分比、0.02重量百分比至2.0重量百分比、0.02重量百分比至1.0重量百分比、0.03重量百分比至5.0重量百分比、0.03重量百分比至4.0重量百分比、0.03重量百分比至3.0重量百分比、0.03重量百分比至2.0重量百分比、0.03重量百分比至1.0重量百分比、0.04重量百分比至5.0重量百分比、0.04重量百分比至4.0重量百分比、0.04重量百分比至3.0重量百分比、0.04重量百分比至2.0重量百分比、0.04重量百分比至1.0重量百分比、0.05重量百分比至5.0重量百分比、0.05重量百分比至4.0重量百分比、0.05重量百分比至3.0重量百分比、0.05重量百分比至2.0重量百分比，例如0.05重量百分比至1.0重量百分比，但不限于此。

15、在本发明中，组合物还可包含抗氧化抗腐蚀剂。

16、在本发明中，抗氧化抗腐蚀剂可以为选自由唑类、氨基酸、乙酰胺组成的组中的一种以上，但不限于此。

17、在本发明中，唑类可以为三唑类和/或噻二唑类，但不限于此。

18、在本发明中，三唑类可选自由三唑衍生物、苯并三唑衍生物及苯并三氮唑衍生物组成的组中，但不限于此。

19、在本发明中，三唑类包括n,n-双(2-乙基己基)-4-甲基-1h-苯并三唑-1-甲胺、n,n-双(2-乙基己酯)-5-甲基-1h-苯并三唑-1-甲胺、辛基1h苯并三唑、二叔丁基化1h苯并三唑、1h-1,2,3-三唑、2h-1,2,3-三唑、1h-1,2,4-三唑、4h-1,2,4-三唑、1-(1',2'-二羧基乙酯)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、1h-1,2,3-三唑、2h-1,2,3-三唑、1h-1,2,4-三唑、4h-1,2,4-三唑、苯并三唑、甲基苯并三氮唑、羧基苯并三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、氯基苯并三唑、硝基苯并三唑、氨基苯并三唑、环己基[1,2-d]三唑、4,5,6,7-四羟基甲基苯并三氮唑、1-羟基苯并三唑、乙基苯并三唑、萘并三唑、1-[n,n-双(2-乙基己酯)氨基甲基]苯并三唑、1-[n,n-双(2-乙基己酯)氨基甲基]甲基苯并三氮唑、1-[n,n-双(2-乙基己酯)氨基甲基]羧基苯并三唑、1-[n,n-双(二-(乙醇)-氨基甲基]苯并三唑、1-[n,n-双(二-(乙醇)-氨基甲基]甲基苯并三氮唑、1-[n,n-双(二-(乙醇)-氨基甲基]羧基苯并三唑、1-[n,n-双(2-羟丙基)氨基甲基]羧基苯并三唑、1-[n,n-双(1-丁基)氨基甲基]羧基苯并三唑、1-[n,n-双(1-辛基)氨基甲基]羧基苯并三唑、1-(2',3'-二-羟丙基)苯并三唑、1-(2',3'-二-羧乙基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔丁基苯基)-苯并三唑、2-(2'-羟基-3',5'-二-叔戊基苯基)-苯并三唑、2-(2'-羟基-4'-辛氧基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-5'-叔丁基苯基)苯并三唑、1-羟基苯并三唑-6-羧酸、1,2,4-三唑-3-醇、3-氨基-5-苯基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-庚基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-(4-异丙基-苯基)-1,2,4-三唑、5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-(对叔丁基苯基)-1,2,4-三唑、5-氨基-1,2,4-三唑-3-羧酸、1,2,4-三唑-3-甲酰胺、4-氨基脲唑、1,2,4-三唑-5-酮等，例如，可以为1,2,4三唑或苯并三唑。

20、在本发明中，噻二唑类可以为2,5-二巯基1,3,4噻二唑、噻二唑、2-巯基-5-烃硫基-1,3,5-噻二唑、2-巯基-5-烃基二硫代-1,3,4-噻二唑、2,5-双(烃硫基)-1,3,4-噻二唑,2,5,-(双)烃基二硫代-1,3,4-噻二唑等，但不限于此。

21、在本发明中，以组合物的总重量为基准，唑类的含量可以为0.01重量百分比至5.0重量百分比、0.01重量百分比至4.0重量百分比、0.01重量百分比至3.0重量百分比、0.01重量百分比至2.0重量百分比、0.01重量百分比至1.0重量百分比、0.01重量百分比至0.5重量百分比、0.05重量百分比至5.0重量百分比、0.05重量百分比至4.0重量百分比、0.05重量百分比至3.0重量百分比、0.05重量百分比至2.0重量百分比、0.05重量百分比至1.0重量百分比、0.05重量百分比至0.5重量百分比、0.1重量百分比至5.0重量百分比、0.1重量百分比至4.0重量百分比、0.1重量百分比至3.0重量百分比、0.1重量百分比至2.0重量百分比、0.1重量百分比至1.0重量百分比、0.1重量百分比至0.5重量百分比、0.15重量百分比至5.0重量百分比、0.15重量百分比至4.0重量百分比、0.15重量百分比至3.0重量百分比、0.15重量百分比至2.0重量百分比、0.15重量百分比至1.0重量百分比、0.15重量百分比至0.5重量百分比、0.2重量百分比至5.0重量百分比、0.2重量百分比至4.0重量百分比、0.2重量百分比至3.0重量百分比、0.2重量百分比至2.0重量百分比、0.2重量百分比至1.0重量百分比、0.2重量百分比至0.5重量百分比，例如0.25重量百分比，但不限于此。

22、在本发明中，氨基酸可以为甘氨酸三甲胺内盐，但不限于此。

23、在本发明中，以组合物的总重量为基准，氨基酸的含量可以为0.01重量百分比至5.0重量百分比、0.01重量百分比至4.0重量百分比、0.01重量百分比至3.0重量百分比、0.01重量百分比至2.0重量百分比、0.01重量百分比至1.0重量百分比、0.01重量百分比至0.5重量百分比、0.05重量百分比至5.0重量百分比、0.05重量百分比至4.0重量百分比、0.05重量百分比至3.0重量百分比、0.05重量百分比至2.0重量百分比、0.05重量百分比至1.0重量百分比、0.05重量百分比至0.5重量百分比、0.1重量百分比至5.0重量百分比、0.1重量百分比至4.0重量百分比、0.1重量百分比至3.0重量百分比、0.1重量百分比至2.0重量百分比、0.1重量百分比至1.0重量百分比、0.1重量百分比至0.5重量百分比、0.15重量百分比至5.0重量百分比、0.15重量百分比至4.0重量百分比、0.15重量百分比至3.0重量百分比、0.15重量百分比至2.0重量百分比、0.15重量百分比至1.0重量百分比、0.15重量百分比至0.5重量百分比、0.2重量百分比至5.0重量百分比、0.2重量百分比至4.0重量百分比、0.2重量百分比至3.0重量百分比、0.2重量百分比至2.0重量百分比、0.2重量百分比至1.0重量百分比、0.2重量百分比至0.5重量百分比，例如0.25重量百分比，但不限于此。

24、在本发明中，乙酰胺可以为n,o-双(三甲基硅烷基)乙酰胺或n-三甲基硅烷基乙酰胺。

25、在本发明中，以组合物的总重量为基准，乙酰胺的含量可以为0.001重量百分比至5.0重量百分比、0.001重量百分比至4.0重量百分比、0.001重量百分比至3.0重量百分比、0.001重量百分比至2.0重量百分比、0.001重量百分比至1.0重量百分比、0.001重量百分比至0.5重量百分比、0.01重量百分比至5.0重量百分比、0.01重量百分比至4.0重量百分比、0.01重量百分比至3.0重量百分比、0.01重量百分比至2.0重量百分比、0.01重量百分比至1.0重量百分比、0.01重量百分比至0.5重量百分比、0.05重量百分比至5.0重量百分比、0.05重量百分比至4.0重量百分比、0.05重量百分比至3.0重量百分比、0.05重量百分比至2.0重量百分比、0.05重量百分比至1.0重量百分比、0.05重量百分比至0.5重量百分比、0.1重量百分比至5.0重量百分比、0.1重量百分比至4.0重量百分比、0.1重量百分比至3.0重量百分比、0.1重量百分比至2.0重量百分比、0.1重量百分比至1.0重量百分比、0.1重量百分比至0.5重量百分比、0.15重量百分比至5.0重量百分比、0.15重量百分比至4.0重量百分比、0.15重量百分比至3.0重量百分比、0.15重量百分比至2.0重量百分比、0.15重量百分比至1.0重量百分比、0.15重量百分比至0.5重量百分比、0.2重量百分比至5.0重量百分比、0.2重量百分比至4.0重量百分比、0.2重量百分比至3.0重量百分比、0.2重量百分比至2.0重量百分比、0.2重量百分比至1.0重量百分比、0.2重量百分比至0.5重量百分比，例如0.25重量百分比，但不限于此。

26、在本发明中，当组合物包含选自由唑类、氨基酸、乙酰胺组成的组中的一种以上时，即使邻氨基苯甲酰胺的含量减少，也具有相同水平的性能，相比于未包含邻氨基苯甲酰胺的情况，具有提高性能的效果。

27、在向组合物(100g)加入3g铝粉并在60℃的温度条件下长时间(168小时)放置后的组合物的导电率变化率可以为放置前导电率的6倍以下，例如，可以为5倍以下、4.5倍以下、4倍以下、3.5倍以下、3.4倍以下、3.3倍以下、3.2倍以下、3.1倍以下。

28、在向组合物(100g)加入3g铝粉并在60℃的温度条件下长时间(168小时)放置后的组合物的ph变化率可以小于放置前ph的20倍，例如，可以为18倍以下、16倍以下、14倍以下、12倍以下、10倍以下、8倍以下、6倍以下、5.5倍以下、4.5倍以下、4倍以下、3.5倍以下、3倍以下。

29、在向组合物(100g)加入3g铝粉并在60℃的温度条件下长时间(168小时)放置后的组合物的有机酸生成量可以为80ppm以下，例如70ppm以下、60ppm以下、50ppm以下、45ppm以下、40ppm以下。

30、在本发明中，有机酸可以为乙醇酸(glycolic acid)及甲酸(formic acid)。

31、在本发明中，当有机酸为乙醇酸时，在向组合物(100g)加入3g铝粉并在60℃的温度条件下长时间(168小时)放置后的乙醇酸生成量可以为70ppm以下，例如60ppm以下、50ppm以下、40ppm以下。

32、在本发明中，当有机酸为甲酸时，在向组合物(100g)加入3g铝粉并在60℃的温度条件下长时间(168小时)放置后的甲酸生成量小于10ppm，例如，可以为9ppm以下、8ppm以下、7ppm以下、6ppm以下、5ppm以下。

33、本发明的传热流体组合物可用于氢电动汽车，但不限于此。

34、发明的效果

35、本发明涉及热稳定性提高的传热流体组合物，具有抑制冷却液因氢能汽车的电堆冷却系统部件及工作温度而氧化的效果。