[发明专利]一种导热性能稳定的蜡式节温器用介质的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于特种蜡生产技术领域，特别是涉及一种导热性能稳定的蜡式节温器用介质的制备方法。

背景技术

蜡质温控阀以蜡类物质作为感应温度变化的介质，当环境温度变化时，蜡类物质的体积产生变化，进而控制阀门开度，从而调节物流流量，达到调整、控制温度的目的。蜡质温控阀所用蜡类物质称作温敏介质。

蜡质温控阀的研制始于二十世纪初，其目的是代替内燃机冷却系统所用的波纹管元件进行控温。蜡质温控阀是集感应、放大、执行、反馈、定值等功能于一体的自力式温度和流量的自动控制装置，具有温度特性不随系统压力而明显变化、机械强度高、化学稳定性好、容易批量生产以及易于安装、成本低、温控稳定可靠等优点，因而得到广泛应用。

节温器又称调温器，其作用是根据冷却水温度的高低自动调节进入散热器的水量，改变水的循环范围，以调节冷却系统的散热能力，保证发动机在合适的温度范围内工作。

常用的节温器是蜡式节温器，属蜡质温控阀。蜡式节温器一般采用套管式结构，控温范围10～12℃，根据发动机的最佳工作温度区域，又按标称温度分成70、72、76、80、82等规格。对节温器行程要求为：常温～标称温度+2℃的行程小于1 mm，控温范围内（标称温度～标称温度+10℃或标称温度+12℃）行程大于8mm。如标称温度为72℃的节温器的控温区间为72℃～82℃，要求74℃时行程小于1 mm，72℃～82℃行程大于8mm。

蜡式节温器是依靠其所用的蜡类温敏介质随温度变化产生体积变化作为输出动作的原动力。当冷却水温度低于规定值时，节温器感温体内的蜡类温敏介质呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却水经水泵返回发动机，进行发动机内小循环；当冷却水温度达到规定值后，蜡类温敏介质产生固→液相变，体积膨胀，并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却水经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。这样蜡式节温器就能根据冷却水温度的变化自动调节进入散热器的水量，从而保证发动机在合适的温度范围内工作。

为保证发动机在合适的温度范围内工作，需要蜡式节温器对冷却水温度的变化做出快速的反应以及时调节冷却水的流量，这要求蜡式节温器所用的温敏介质有较高的导热性，但石油蜡的导热系数很低，只有约6×10^-4J·（m·℃·h）^-1。为提高蜡类温敏介质的导热性，通常加入导热剂，常用的导热剂是金属粉末；由于金属粉末的密度远大于蜡类温敏介质，在蜡类温敏介质处于液态时金属粉末在重力作用下产生沉降，使用一段时间后导热性能产生变化，导致蜡式节温器推杆行程—温度关系产生变化，影响发动机的正常工作。为解决导热剂的沉降问题，还要加入其它添加剂。

从蜡式节温器的工作原理可以看出，蜡类温敏介质是其接收环境温度变化进而输出相应动作的主体，因而蜡类温敏介质的性质是蜡式节温器性能的决定因素。

一般蜡类温敏介质处于液体状态时，其膨胀系数约为6.7×10^-4，固态时的膨胀系数比液态时稍大，而在固←→液相变范围内膨胀系数远大于此值。对节温器用蜡类温敏介质的要求就是相变过程的体积膨胀应与节温器的控温范围一致，而在节温器控温范围之外，蜡类温敏介质随温度变化只作固态或液态下的热膨胀；反映在推杆行程上，就是要在节温器的控温范围内大于8mm，而在控温范围以外行程要很小。

石油蜡是原油经过炼制加工后从含蜡馏分油中制得的各类蜡产品的总称，包括液体石蜡、石蜡和微晶蜡。液体石蜡常温下为液态，通常石蜡的熔点为52℃～74℃，微晶蜡的滴熔点为65℃～92℃。商品石油蜡是多种碳数的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃等的烃类混合物，其碳数分布较宽，正构烷烃含量较低。

商品石油蜡直接用作节温器的温敏介质时，会导致大循环开启过早（表现为常温～标称温度+2℃的行程达于1 mm），使发动机预热时间延长；同时由于在节温器的控温范围内推杆行程较小（即标称温度～标称温度+10℃或标称温度+12℃范围内行程小于8mm），会导致发动机正常工作时大循环的水量不足，引起发动机过热。所以商品石油蜡必须经分离提纯以缩小碳数分布范围并提高正构烷烃含量，才能用作节温器的蜡类温敏介质。

在石油蜡生产工艺方面常用的石油蜡分离加工手段主要有蒸馏、溶剂脱油、发汗等。