[發明專利]一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質及其制備方法

無效

• 申請號: 201310487256.5
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103555283A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 李華;張躍進;任樹來
• 申請（專利權）人: 鎮江市富來爾制冷工程技術有限公司;江蘇富來爾科技發展有限公司
• 主分類號: C09K5/10
• 分類號: C09K5/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌;曹翠珍

技術領域

本發明屬于冷卻工質技術領域，具體涉及一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質及其制備方法。

背景技術

隨著國民經濟的迅速發展，在能源動力、石油、冶金、化工、航空航天、微電子、信息、建筑等工業及民用領域對熱交換系統的傳熱負荷和傳熱強度要求也日益增加，而同時熱交換設備的結構尺寸及使用環境限制也日益苛刻，因而對強化傳熱技術的要求也越來越高。

高導熱系數的高效傳熱工質是高效傳熱技術的重要突破點，而納米材料與技術給固體顆粒強化流體傳熱提供了新的發展動力。一些金屬與無機納米顆粒由于具有較高的導熱系數和良好的流體跟隨性能，將其應用于強化傳熱，有可能明顯地提高傳熱效果，以適應傳熱設備單位面積傳熱功率愈來愈高的趨勢需求。

CN1115372C公開了一種納米流體高效傳熱冷卻工質及其制備方法，將體積比為1~10％的Al、Cu、Al2O3、CuO等納米粒子、89.5~98.8％的液體工質直接共混，然后添加0.2~0.5％的分散劑，進行超聲振動，制得懸浮穩定的納米流體高效傳熱冷卻工質。添加納米粒子后，混合冷卻工質液體導熱系數上升了2.8~61%。

CN1316239C公開了一種含有直徑在100nm以下的Cu、Ni、Al₂O₃納米粒子的納米制冷劑及其氣液兩相傳熱壓降性能實驗裝置。

CN101434833B公開了一種納米制冷劑水合物相變蓄冷工質及其制備方法，制備了含納米級R141b液相膠團的相變蓄冷工質乳液，通過使水相和制冷劑相在微觀上均勻混合而增大兩相擴散界面。

上述文獻中應用金屬或無機的納米粒子或者制冷劑的液相膠團提高冷卻工質的熱導率，強化流體傳熱。在應用金屬或無機的納米粒子的納米冷卻工質的制備中，納米粒子的分散是是最大的技術難點之一。由于高表面活性，納米粒子極易團聚，如果無法對納米粒子進行有效分散使之在冷卻工質中有效懸浮、穩定分散，則納米粒子對傳熱的強化作用往往會大受削弱。同時，上述文獻中均應用了等軸狀的0維納米粒子，受限于維度特性，冷卻工質中往往需添加較多體積含量的納米粒子，才可保證有效傳熱。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足而提供一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質及其制備方法，該含混雜維度納米碳材料的冷卻工質熱導率高，納米材料用量少，體系穩定。

一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質，以重量組分計包括：一維納米碳材料1份～5份，二維納米碳材料1份～5份，液體介質85份～98份。

上述一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質，以重量組分計還包括分散劑1份～5份。

其中，所述的分散劑可以是十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、氯化苯甲烴銨、十二烷基雙（氨乙基）-甘氨酸鹽酸鹽、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯或硬脂酸甘油酯中的一種。

上述一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質中，所述一維納米碳材料為碳納米管或納米碳纖維中的一種或兩種，所述二維納米碳材料為石墨烯。

上述一種含混雜維度納米碳材料的冷卻工質中，所述液體介質為水或有機冷卻工質。

其中，所述有機冷卻工質可以是異二氟乙烷（R152a）、六氟二氯環丁烷（RC316）或乙烯（R1150）中的一種。

上述含混雜維度納米碳材料的冷卻工質的制備方法，是將一維納米碳材料和二維納米碳材料加入液相介質中，用超聲分散或/和剪切分散處理，即得到所述冷卻工質。

超聲分散的頻率為20～25KHz，功率為0.3～5kW，時間為1min～60min。

剪切分散的速度為500r/min～3000r/min，時間為1min～60min。

上述含混雜維度納米碳材料的冷卻工質的制備方法中，還可以在液相介質中加入分散劑1份～5份。