[發(fā)明專利]一種氫化三聯(lián)苯型高溫納米導(dǎo)熱油、其制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310038891.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-31
• 公開（公告）號(hào): CN103923617B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾智勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市愛能森科技有限公司
• 主分類號(hào): C09K5/10
• 分類號(hào): C09K5/10;F24J2/34
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11129
• 代理人: 張濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱傳導(dǎo)介質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種氫化三聯(lián)苯型高溫納米導(dǎo)熱油、其制備方法及應(yīng)用，所述高溫是指導(dǎo)熱油的使用溫度達(dá)到460℃或以上。

背景技術(shù)

導(dǎo)熱油正規(guī)名稱為熱載體油（Heattransferoil），也稱熱導(dǎo)油，熱煤油等。導(dǎo)熱油是一種熱量的傳遞介質(zhì)，由于其具有加熱均勻，調(diào)溫控溫準(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(diǎn)，近年來被廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域。

研究發(fā)現(xiàn)，固體粒子的導(dǎo)熱系數(shù)比液體大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因此懸浮有固體粒子的兩相液體的導(dǎo)熱系數(shù)比純液體大很多。為了提高導(dǎo)熱油的導(dǎo)熱性能，一般在導(dǎo)熱油中加入金屬、非金屬或聚合物固體粒子。

早期的研究多局限于用毫米或者微米級(jí)的粒子懸浮于與導(dǎo)熱油中，雖然傳熱效果明顯增加，但是由于粒子尺寸太大，容易在導(dǎo)熱油中沉淀，引起管道磨損、堵塞等不良后果。

自20世紀(jì)90年代起，隨著納米材料科學(xué)的迅速發(fā)展，研究人員開始嘗試?yán)眉{米材料技術(shù)提高導(dǎo)熱油性能。1995年，美國Argonne國家實(shí)驗(yàn)室的Choi等人提出了納米流體Nanofluids的概念——即以一定的方式和比例在液體中添加納米金屬或非金屬氧化物粒子，形成一類具有高導(dǎo)熱系數(shù)、均勻、穩(wěn)定的新型傳熱介質(zhì)。

Choi的研究結(jié)果表明在液體中加入納米粒子，可以增加懸浮液的導(dǎo)熱系數(shù)，在同樣傳熱負(fù)荷下，使用導(dǎo)熱系數(shù)增大了3倍的納米流體作為傳熱工質(zhì)，幾乎不需要增加泵功率就可以使熱交換設(shè)備的傳熱效率提高2倍。而使用純液體工質(zhì)的熱交換設(shè)備則需要耗費(fèi)10倍的泵功率才能使熱交換設(shè)備的傳熱效率提高2倍。這種差異顯示了納米流體應(yīng)用于熱交換設(shè)備的潛在優(yōu)勢。

氫化三聯(lián)苯型導(dǎo)熱油的凝固點(diǎn)低，是目前最優(yōu)質(zhì)的液相高溫導(dǎo)熱油。但是，氫化三聯(lián)苯導(dǎo)熱油的導(dǎo)熱系數(shù)低，易造成加熱不均勻等缺點(diǎn)，因此在氫化三聯(lián)苯型導(dǎo)熱油中加入納米粒子提高其導(dǎo)熱系數(shù)，增加其導(dǎo)熱性能對(duì)于開發(fā)適用于工業(yè)高溫蓄熱系統(tǒng)是非常有必要的。

納米流體在傳熱和傳質(zhì)方面都具有很好的強(qiáng)化作用，這正好可以用來強(qiáng)化吸收過程中的傳熱和傳質(zhì)過程。而納米流體的導(dǎo)熱系數(shù)、表面張力、粘度和擴(kuò)散系數(shù)等物理性質(zhì)對(duì)納米流體強(qiáng)化吸收過程的效果有很重要的影響。

納米粒子的加入大大提高了導(dǎo)熱油的導(dǎo)熱系數(shù)，但是納米粒子的加入同時(shí)也增加了導(dǎo)熱油的流動(dòng)阻力，導(dǎo)致其加熱傳熱效果明顯降低，控溫準(zhǔn)確度受到嚴(yán)重影響并且輸送不便。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述領(lǐng)域的需求和不足，本發(fā)明提供一種氫化三聯(lián)苯型高溫納米導(dǎo)熱油、其制備方法及應(yīng)用，以提高導(dǎo)熱油的導(dǎo)熱性能，延長導(dǎo)熱油的使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種氫化三聯(lián)苯型高溫納米導(dǎo)熱油，其特征在于，包括氫化三聯(lián)苯導(dǎo)熱油、納米粒子、減阻劑和分散劑，所述納米粒子的表面包覆著分散劑以形成改性納米粒子，所述改性納米粒子分散在導(dǎo)熱油中形成懸浮液型導(dǎo)熱油，所述納米粒子為金屬、金屬氧化物、非金屬和/或非金屬氧化物。

上述導(dǎo)熱油各組分的重量份配比為：氫化三聯(lián)苯導(dǎo)熱油88～99.9份；改性納米粒子0.05～10份；減阻劑0.001～0.5份；所述分散劑與納米粒子的重量比為1:0.05～0.30。

優(yōu)選上述導(dǎo)熱油各組分的重量份配比為：氫化三聯(lián)苯導(dǎo)熱油94.9～99.899份；改性納米粒子0.1～5份；減阻劑0.001～0.1份。

所述改性納米粒子所占重量份為3份。

所述納米粒子選自納米銅、納米鋁、納米鐵、納米二氧化硅、納米氧化鋅、納米三氧化二鋁、納米二氧化鈦、納米氧化鎂的一種或幾種，所述納米粒子的平均粒徑為15nm。

所述分散劑為親油的表面活性劑司盤85，所述減阻劑為氯化十六烷基三甲基銨鹽或溴化十六烷基三甲基銨鹽。

上述導(dǎo)熱油在太陽能光熱發(fā)電的高溫蓄熱傳熱系統(tǒng)中的應(yīng)用。

上述導(dǎo)熱油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）用氣相法或固相法或化學(xué)氣相沉積法制備納米粒子；

2）取步驟1）所得納米粒子，將其分散在去離子水中，機(jī)械攪拌或超聲波分散使分散均勻；

3）加熱步驟2）所得分散均勻的納米粒子，不斷攪拌下緩慢加入分散劑進(jìn)行包覆改性，持續(xù)攪拌后，自然冷卻即得改性納米粒子；

4）0～180℃條件下，將步驟3）所得改性納米粒子分散到氫化三聯(lián)苯導(dǎo)熱油中，攪拌，于80℃～120℃溫度下，保溫；5）加入減阻劑，繼續(xù)保溫?cái)嚢韬螅匀焕鋮s，即得氫化三聯(lián)苯型高溫納米導(dǎo)熱油；