[发明专利]乙二醇型太阳能导热介质

说明书

一种乙二醇型太阳能导热介质，它是由乙二醇、去离子水、三乙醇胺、乙二胺四亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、苯并三氮唑、聚甲基丙烯酸、聚合度6000聚马来酸酐在隔绝氧气环境下分段加热搅拌混合制成。制备的乙二醇太阳能导热介质缓蚀阻垢性能优异，储备碱度大于20ml保证了导热介质的长效性；导热系数高，热稳定性好，可以实现在‑20—150℃温度范围内平板太阳能特殊工况下稳定工作。具有高温下性能稳定，使用环境宽泛，缓蚀阻垢性能长效且环境友好以及导热系数良好的特点，原料来源直接且价廉易得，对设备运行要求低，易于实现大规模的工业化生产。

本申请是申请日为2015年9月23日，申请号为2015106112490，名称为乙二醇型太阳能导热介质及其制备方法的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无机材料领域，具体涉及一种乙二醇水溶液导热介质及其制备方法。

背景技术

近几年来，我国的太阳能集热器市场正在快速发展。其中，由于平板太阳能集热器具备更安全可靠、寿命更长、与建筑更好结合以及更舒适等特性将成为未来的发展趋势。然而，在平板太阳能技术发展过程中还有诸多技术有待进一步提高和完善。平板太阳能导热介质是决定平板太阳能总体性能关键的一环。目前，国内市场极少有针对太阳能专用导热介质的研发和生产，且平板太阳能厂商采购的关注点绝大部分是导热介质的冰点，而在高温下导热介质的沸点及其缓蚀阻垢性能对于平板太阳能系统的影响未有涉及。现有太阳能导热介质的沸点绝大部分在110℃以下，一方面，当太阳能产出的热水在一定时间内不能被及时使用时，由于能量的蓄积会使集热板温度高出导热介质的自身沸点，从而会引起导热介质沸腾，使得循环系统内压力不断升高导致循环系统泄漏；另一方面，当导热介质沸腾后，其中的缓蚀阻垢剂会出现沸腾状态下的析出或沉淀，导致缓蚀阻垢性能失效。国外有针对冰点低且沸点高的成品，但由于其价格昂贵，尚未进口国内使用。

乙二醇具有冰点低（-12.9℃）、沸点高（197.3℃），物理性能和化学性质稳定，粘度小流动性好，目前在换热领域被广泛用作导热介质的基础液，与水混合后添加无机和有机复配缓蚀阻垢剂成导热介质。乙二醇作为基础液与水混合后冰点会随加水量的增加呈先降低后升高的趋势，且沸点会逐渐迅速降低，当加水量到40%以后，沸点基本维持在110℃一下，限制了乙二醇水溶液导热介质的在稍高温度下的使用范围。使用纯乙二醇作为导热介质可以提高沸点，但其对于无机缓蚀阻垢剂的溶解度较小，不能达到良好的缓蚀阻垢效果，而且，目前完全由有机物组成的缓蚀阻垢剂还几乎没有。

基于以上两点，开发一种中高温下性能稳定，使用环境宽泛，针对现有太阳能系统材质的缓蚀阻垢性能长效，且导热性能良好的中高温导热介质及其制备方法，将对太阳能高效利用、中温导热利用领域起到巨大的推动作用。

发明内容

本发明的目的是发明一种在-20—150℃下性能稳定，使用环境宽泛，缓蚀阻垢性能长效的乙二醇型太阳能导热介质及其制备方法。

一种乙二醇型太阳能导热介质的制备方法，它包括以下步骤：

（1）将乙二醇与去离子水混合成乙二醇水溶液。

（2）采用四氟乙烯电动搅拌器搅拌，将三乙醇胺溶于乙二醇水溶液，目的是得到碱性乙二醇水溶液，同时保证成品足够的储备碱度。

（3）将步骤（2）所得到的乙二醇水溶液和乙二胺四亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、甲基苯并三氮唑、聚甲基丙烯酸、聚合度6000聚马来酸酐、电加热套、四氟电动搅拌器转入真空手套箱，然后进行氮气置换操作至空气完全排空。

（4）调电加热套温度至60-80℃控温，将乙二醇溶液置于电加热套中加热，依次加入乙二胺四亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、甲基苯并三氮唑、聚丙烯酸，加热搅拌至无色透明。