有機(jī)高溫導(dǎo)熱液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)材料領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)高溫導(dǎo)熱液。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)生產(chǎn)中重要的加熱油爐導(dǎo)熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。其具有加熱均勻，調(diào)溫控制準(zhǔn)確，能在低蒸汽壓下產(chǎn)生高溫，傳熱效果好，節(jié)能，輸送和操作方便等特點，近年來被廣泛用于各種間接傳熱領(lǐng)域。雖然導(dǎo)熱油的優(yōu)點很多，但同樣存在著很多崩潰式的缺點。(I)結(jié)焦。使用過程中由于加熱系統(tǒng)的局部過熱以及工作時間較長，易發(fā)生熱裂解反應(yīng)，生成易揮發(fā)及較低閃點的低聚物，低聚物間發(fā)生聚合反應(yīng)生成不熔不溶的高聚物粘附在換熱面的表面，即結(jié)焦。結(jié)焦現(xiàn)象發(fā)生后不僅阻礙導(dǎo)熱油的流動，降低熱傳導(dǎo)效率增加燃料消耗，而且會造成管道局部過熱變形引起爆炸的可能，嚴(yán)重威脅了設(shè)備的運行和操作人員的人身安全。(2)腐蝕。在導(dǎo)熱油系統(tǒng)需要封氮來隔絕導(dǎo)熱油與氧氣的接觸。在封氮效果不徹底的工況下，長時間高溫運行導(dǎo)熱油會被氧化生成植酸及膠質(zhì)物粘附輸油管，不僅影響傳熱介質(zhì)的使用壽命，堵塞管路，同時易造成管路的酸性腐蝕，增加系統(tǒng)運行泄漏的風(fēng)險。而且由于其成分復(fù)雜，添加緩蝕阻垢劑來解決其腐蝕問題尤為困難，目前尚沒有在導(dǎo)熱油中添加緩蝕劑解決其腐蝕性的成功案例。(3)時效短。一般導(dǎo)熱油需要2年更換，即使相對質(zhì)量好、運行維護(hù)合理的工況下不會超過3年。(4)運行環(huán)境要求嚴(yán)格，特別是對水的要求特別嚴(yán)格，少量水分就能給系統(tǒng)運行帶來巨大危害。
[0003]丙二醇具有冰點低(-59 °C )、沸點高(188.5 °C )，物理性能和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，粘度小流動性好，對人體和環(huán)境無毒副作用的特點，目前在換熱領(lǐng)域被廣泛用作導(dǎo)熱介質(zhì)的基礎(chǔ)液，與水混合后添加無機(jī)和有機(jī)復(fù)配緩蝕阻垢劑成導(dǎo)熱介質(zhì)。然而在丙二醇作為基礎(chǔ)液與水混合后冰點會明顯升高，且沸點會大幅度降低，限制了丙二醇水溶液導(dǎo)熱介質(zhì)的在高溫下的使用范圍。使用純丙二醇作為導(dǎo)熱介質(zhì)可以提高沸點，但其對于無機(jī)緩蝕阻垢劑的溶解度較小，不能達(dá)到良好的緩蝕阻垢效果，而且，目前完全由有機(jī)物組成的緩蝕阻垢劑還幾乎沒有。
[0004]基于以上兩點，開發(fā)一種中高溫下性能穩(wěn)定，使用環(huán)境寬泛，緩蝕阻垢性能長效且環(huán)境友好的中高溫導(dǎo)熱介質(zhì)及其制備方法，將對拓寬導(dǎo)熱介質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域具有巨大的推動作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是發(fā)明一種丙二醇型中高溫下性能穩(wěn)定，使用環(huán)境寬泛，緩蝕阻垢性能長效且環(huán)境友好的有機(jī)高溫導(dǎo)熱液。
[0006]一種有機(jī)高溫導(dǎo)熱液的制備方法，它包括以下步驟:
(1)采用四氟乙烯電動攪拌器攪拌，將三乙醇胺溶于丙二醇，目的是得到堿性丙二醇溶液，同時保證成品足夠的儲備堿度；
(2)將步驟(I)所得到的丙二醇溶液和三(二甲胺基)膦、3-(二苯基膦基)丙胺、苯并三氮唑、聚甲基丙烯酸、聚合度6000聚馬來酸酐、電加熱套、四氟電動攪拌器轉(zhuǎn)入真空手套箱，然后進(jìn)行氮氣置換操作至空氣完全排空；
(3)調(diào)電加熱套溫度至60-80°C控溫，將丙二醇溶液置于電加熱套中加熱，依次加入三(二甲胺基)膦、3-( 二苯基膦基)丙胺、苯并三氮唑、聚甲基丙烯酸，加熱攪拌至溶液由淡黃色變?yōu)闊o色；
(4)將電加熱套溫度調(diào)至100-120°C控溫，緩慢抖落加入聚合度6000聚馬來酸酐，持續(xù)加熱攪拌至粉狀的聚合度6000聚馬來酸酐全部溶解得到有機(jī)高溫導(dǎo)熱液。有機(jī)高溫導(dǎo)熱液PH值為8.5-10，儲備堿度為20-25ml。
[0007]本發(fā)明還提供了一種有機(jī)高溫導(dǎo)熱液，它是由按質(zhì)量份計的如下組分組成:丙二醇92.21-94.86份，三乙醇胺2.5-4.75份，三(二甲胺基)膦0.18-0.23份、3_( 二苯基膦基)丙胺0.05-0.075份、苯并三氮唑1.1-1.35份、聚甲基丙烯酸0.12-0.17份、聚合度6000聚馬來酸酐0.95-1.45份。
[0008]所需儀器設(shè)備包括四氟電動攪拌器(金壇杰瑞爾電器有限公司)、真空手套箱(長沙天創(chuàng)粉末技術(shù)有限公司)、電加熱套。
[0009]有機(jī)高溫導(dǎo)熱液，其特征是它是由按質(zhì)量份計的如下組分組成:丙二醇93.7份，三乙醇胺3.5份，三(二甲胺基)膦0.2份，3-( 二苯基膦基)丙胺0.06份，苯并三氮唑
1.25份，聚甲基丙烯酸0.14份，聚合度6000聚馬來酸酐1.15份。
[0010]本方案的有益效果是選用丙二醇作為導(dǎo)熱介質(zhì)基液是由于其自身冰點低(-59°C)、沸點高(188.5°C)，加入緩蝕阻垢劑以后還會有所提高至190°C，導(dǎo)熱介質(zhì)，物理性能和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，粘度小流動性好的特性；選用小分子有機(jī)胺目的是使導(dǎo)熱介質(zhì)能夠獲得足夠的儲備堿度；選擇真空手套箱內(nèi)操作是避免后續(xù)添加物質(zhì)與部分小分子有機(jī)胺締合過程中發(fā)生氧化而生成副產(chǎn)物；選用三(二甲胺基)膦是針對導(dǎo)熱系統(tǒng)中金屬鋼、鑄鐵、焊錫材質(zhì)具有優(yōu)異的緩蝕效果；選用3-( 二苯基膦基)丙胺是與三(二甲胺基)膦復(fù)配針對導(dǎo)熱系統(tǒng)中金屬鋼、鑄鐵、焊錫材質(zhì)有更加優(yōu)異的緩蝕效果；選用苯并三氮唑是對金屬紫銅、黃銅有特殊緩蝕效果；選用聚甲基丙烯酸是復(fù)配苯并三氮唑針對鑄鋁有優(yōu)異的緩蝕效果；選用聚合度6000聚馬來酸酐是針對高溫環(huán)境下循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部有優(yōu)異的阻垢效果。
【具體實施方式】
[0011]實施例一:
一種有機(jī)高溫導(dǎo)熱液，它是由按質(zhì)量份計的如下組分組成:丙二醇94.85份，三乙醇胺
2.5份，三(二甲胺基)膦0.18份，3-( 二苯基膦基)丙胺0.05份，苯并三氮唑1.35份，聚甲基丙烯酸0.12份，聚合度6000聚馬來酸酐0.95份。
[0012]它的制備方法是:采用四氟乙烯電動攪拌器攪拌，將三乙醇胺溶于丙二醇；將所得到的丙二醇溶液和三(二甲胺基)膦、3_( 二苯基膦基)丙胺、苯并三氮唑、聚甲基丙烯酸、聚合度6000聚馬來酸酐、電加熱套、四氟電動攪拌器轉(zhuǎn)入真空手套箱，然后進(jìn)行氮氣置換操作至空氣完全排空；調(diào)電加熱套溫度至60-80°C控溫，將丙二醇溶液置于電加熱套中加熱，依次加入三(二甲胺基)膦、3-( 二苯基膦基)丙胺、苯并三氮唑、聚甲基丙烯酸，加熱攪拌至溶液由淡黃色變?yōu)闊o色；然后將電加熱套溫度調(diào)至100-120°C控溫，緩慢抖落加入聚合度6000聚馬來酸酐，持續(xù)加熱攪拌至粉狀的聚合度6000聚馬來酸酐全部溶解得到有機(jī)高溫導(dǎo)熱液。
[0013]所需儀器設(shè)備包括四氟電動攪拌器(金壇杰瑞爾電器有限公司)、真空手套箱(長沙天創(chuàng)粉末技術(shù)有限公司)、電加熱套。所述四氟電動攪拌器攪速度為40-80r/min.測試結(jié)果顯示，
Cl)緩蝕阻垢性能:參考(GB29743-2013玻璃器皿測試方法)，在160°C環(huán)境下，持續(xù)336h后測試腐蝕結(jié)果分別為:碳鋼增加3mg、黃銅減少2.5mg、紫銅減少lmg、鑄鐵增加2mg、焊錫增加1.6mg、鑄鋁減少2.2mg ;測試完成后導(dǎo)熱介質(zhì)內(nèi)有少許絮狀物出現(xiàn)，阻垢效果良好。
[0014](2)導(dǎo)熱系數(shù):采用導(dǎo)熱系數(shù)儀100°C測試結(jié)果為0.48W/(m.Κ)，一般導(dǎo)熱油導(dǎo)熱系數(shù)為0.47ff/(m.K)，相比于導(dǎo)熱油，有機(jī)高溫導(dǎo)熱液的導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)于導(dǎo)熱油。
[0015](3) PH值:原液PH值為8.5，測試(I)完成后導(dǎo)熱介質(zhì)PH值為7.7，變化明顯。
[0016](4)冰點:-59.50C ;沸點:188.8°C。
[0017]實施例二:
一種有機(jī)高溫導(dǎo)熱液，它是由按質(zhì)量份計的如下組分組成:丙二醇94.275份，三乙醇胺3份，三(二甲胺基)膦0.19份，3-( 二苯基膦基)丙胺0.055份，苯并三氮唑1.3份，聚甲基丙烯酸0.13份，聚合度6000聚馬來酸酐1.05份。
[0018]本實施例中制備方法步驟與實施例一相同，不再贅述。
[0019]測試結(jié)果顯示，
Cl)緩蝕阻垢性能:參考(GB29743-2013玻璃器皿測試方法)，在160°C環(huán)境下，持續(xù)336h后測試腐蝕結(jié)果分別為:碳鋼增加2mg、黃銅減少1.8mg、紫銅減少0.9mg、鑄鐵增加
1.6mg、焊錫增加1.3mg、鑄鋁減少1.9mg ;測試完成后導(dǎo)熱介質(zhì)內(nèi)沒有沉淀、絮狀物產(chǎn)生，阻垢效果優(yōu)異。
[0020](2)導(dǎo)熱系數(shù):