一种复合冷却介质组合物及其制备方法和用途与流程

文档序号:37636043发布日期:2024-04-18 17:52阅读:8来源:国知局

本技术涉及制冷剂领域,更具体来说涉及一种使用含氟有机化合物、合成型基础油以及任选的一种或多种添加剂特别配制的复合型冷却介质组合物及其合成方法和应用。


背景技术:

1、各种机械、电气和电子设备的运行过程中都普遍存在着对冷却介质的需求。特别是近年来随着大数据时代的到来,互联网数据中心承担的数据运算和存储也急剧增加,在这些设备中诸如硬盘、芯片等大功率电子元件以紧凑的阵列方式排列,在运行时持续产生大量的热量,因此也对散热有了新的要求。传统的风冷散热方式已经无法满足现在互联网数据中心需要快速大量散热的需求。

2、目前,直接接触式的液冷技术因为其极高的散热效率而成为最佳的冷却方案。有机氟化物具有很好的绝缘性、阻燃性高、对设备无腐蚀性的特性,目前作为冷却介质广泛用于互联网数据中心的冷却中。其中,一部分有机氟化物沸点较低,当互联网数据中心接近或达到沸点时,有机氟化物通过由液相转变为气相时大量吸热的方式进行冷却;另一部分有机氟化物则采用单相冷却的方式,在传热过程中不发生气-液相变。但是现有技术中使用的这些含氟冷却介质也都存在无法克服的缺陷。例如含氟有机化合物往往价格昂贵,密度较高,人们而且传热效率无法令人满意,仍需要进一步的提高。为了解决这一问题,人们尝试了不同的手段,例如尝试开发具有不同分子结构的含氟有机化合物,添加各种添加剂配方等,但是这些尝试并未能实现令人满意的结果,这些新开发的冷却介质要么传热效率仍嫌不足,或者因为制备原料或合成工艺而导致成本直线升高至无法实用的水平,甚至还可能带来腐蚀性等问题,可能造成其不再适用于电子设备制冷的用途。迄今为止的研究均未能获得令人满意的结果。

3、因此,本领域迫切希望开发一种新颖的冷却介质,其能够具有优异散热性和冷却效率的冷却介质,极高的不易燃性,对设备不会腐蚀性,可以长时间循环使用而保持高稳定性,成本低廉,并且沸点合适,可以以相变方式或单相方式灵活选择等。


技术实现思路

1、针对上述问题,本技术的发明人进行了深入的研究,成功地开发出一种全新的方法,解决了现有技术中长久以来亟需解决的难题。

2、具体来说,本技术的第一个方面提供了一种复合冷却介质组合物,所述组合物包含50-99.9重量份的含氟有机化合物,0.1-50重量份的合成型基础油;

3、任选地,所述组合物还包含选自以下的至少一种添加剂:偶联剂、抗氧化剂、金属减活剂、分散剂、阻燃剂和消泡剂。

4、根据本技术第一个方面的一个实施方式,所述含氟有机化合物选自以下的至少一种:氢氟醚类化合物、聚氢氟醚类化合物、全氟聚醚类化合物、氟胺类化合物、氟酮类化合物、氢氟烃类化合物和全氟烃类化合物。

5、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述含氟有机化合物选自以下的至少一种:(r1)-o-(r2)、(-r3-o-)n、(r4)3n、r5-c(=o)-r6、c2-c22氢氟烃和c2-c22全氟烃;其中r1、r2、r3、r4、r5和r6各自独立地为任选氟代、直链或支化的c1-c16烷基,前提条件是r1和r2中的至少一种含有氟,r3和r4含有氟,r5和r6中的至少一种含有氟。

6、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述含氟有机化合物选自以下的至少一种:十氟-3-甲氧基-2-三氟甲基戊烷、九氟丁基甲醚、十二氟-2-甲基-3-戊酮、全氟三丙胺。

7、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述合成型基础油选自以下的至少一种:聚烯烃类合成油、合成酯类油、天然气合成油(gtl)和煤炭合成油(ctl)。

8、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述合成型基础油选自以下的至少一种:pao 2、pao 4、pao 6、茂金属pao 2、茂金属pao 4、茂金属pao 6、gtl 2、gtl 3、gtl 4、gtl 6、ctl 2、ctl 3、ctl 4、ctl 6、己二酸酯、辛二酸酯、癸二酸酯、新戊二醇酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇酯。

9、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述组合物包含偶联剂,所述偶联剂的含量为大于0重量份且小于或等于3重量份,并且所述偶联剂包括以下的至少一种:硅烷类化合物、氟硅烷类化合物和氢氟醚类化合物。根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述偶联剂包括以下的至少一种:全氟庚基三甲氧基硅烷、全氟庚基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基全氟丙基醚。

10、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述组合物包含抗氧化剂,所述抗氧化剂的含量为大于0重量份且小于或等于5重量份,并且所述抗氧化剂包括以下的至少一种:酚类抗氧剂、胺类抗氧剂。根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述抗氧化剂包括以下的至少一种:2,6-二叔丁基对甲酚、4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚和叔丁基苯酚、甲叉4,4’-硫代双-(2,6-二叔丁基苯酚)、萘胺、二苯胺、对苯二胺、2-辛基二苯胺、4-叔丁基-n-苯基苯胺、4,4’-二辛基二苯胺、n,n-二苯基对苯二胺、间甲二苯胺、4-叔丁基二苯胺、辛基丁基二苯胺、n-苯基-α-萘胺、辛基化苯基-α-萘胺。

11、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述组合物包含金属减活剂,所述金属减活剂的含量为大于0重量份且小于或等于0.5重量份,并且所述金属减活剂包括以下的至少一种:苯三氮唑、苯三氮唑衍生物、甲基苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑衍生物、噻二唑及噻二唑衍生物。根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述金属减活剂包括以下的至少一种:n,n’-二烷基氨基亚甲基苯三唑、n,n’-二(2-乙基己基)-1h-甲基苯并三唑-1-甲胺、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与噻二唑多硫化合物的复合剂、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与噻二唑多硫化合物的复合剂、苯三唑-醛-胺缩合物与n,n’,n”-三[1-(苯三唑)烷基]三聚氰胺的复合剂、甲基苯三唑-醛-胺缩合物与n,n’,n”-三[1-(苯三唑)烷基]三聚氰胺的复合剂。

12、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述组合物包含分散剂,所述分散剂的含量为大于0重量份且小于或等于1重量份,并且所述分散剂包括以下的至少一种:酰亚胺类分散剂、硼化酰亚胺类分散剂。根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述分散剂包括以下的至少一种:无灰的聚异丁烯丁二酰亚胺、硼化的聚异丁烯丁二酰亚胺。

13、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述组合物包含阻燃剂,所述阻燃剂的含量为大于0重量份且小于或等于2重量份,并且所述阻燃剂包括以下的至少一种:含磷阻燃剂、含溴阻燃剂、含氯阻燃剂、磷氮类阻燃剂、含氮阻燃剂。根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述阻燃剂包括以下的至少一种:磷酸三苯基酯、磷酸三甲酚酯、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚。

14、根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述组合物包含消泡剂,所述消泡剂的含量为大于0重量份且小于或等于0.1重量份,并且所述消泡剂包括以下的至少一种:有机硅消泡剂、醚醇类消泡剂。根据本技术第一个方面的另一个实施方式,所述消泡剂包括以下的至少一种:二甲基硅油消泡剂、聚丙烯酸酯型消泡剂。

15、本技术的第二个方面涉及本技术的组合物用于机械设备、电气设备和/或电子设备冷却的用途,所述组合物以相变方式进行冷却,或者以浸没式单相方式进行冷却。

16、本技术的第三个方面涉及本技术组合物的制备方法,所述方法包括:在40-60℃的温度下将含氟有机化合物、合成型基础油、以及任选的选自以下的至少一种添加剂混合起来:偶联剂、抗氧化剂、金属减活剂、分散剂、阻燃剂和消泡剂。

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