一种纳米流体热交换剂及其制备方法与用途
阅读：751发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种纳米流体热交换剂及其制备方法与用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 纳米 流体 热交换剂及其制备方法和用途，所述制备方法包括如下步骤：S1：超细 硅 藻土 碱 溶滤液的制备；S2：硅凝胶的制备；S3：纳米流体热交换剂的制备。所述纳米流体热交换剂，通过特定的组分处理和选择、特定的制备方法如工艺参数处理等，从而得到具有高温热 稳定性 好且性价比高等优异性能的纳米流体热交换剂，在热交换技术领域具有良好的工业化应用前景和市场价值。，下面是一种纳米流体热交换剂及其制备方法与用途专利的具体信息内容。
1. 一种纳米流体热交换剂的制备方法，所述方法包括如下步骤： S1:超细硅藻土碱溶滤液的制备； S2:硅凝胶的制备； S3:纳米流体热交换剂的制备。
2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:所述步骤S1具体如下:将粒度为2-5 μπι的硅藻土粉末加入到质量百分比浓度为15-25%的强碱水溶液中，加热搅拌回流1-3小 时，静置、冷却、过滤，得到超细硅藻土碱溶滤液。
3. 如权利要求1-2任一项所述的制备方法，其特征在于:所述强碱水溶液可为NaOH 水溶液或K0H水溶液;其质量百分比浓度为15-25%，最优选为20%。
4. 如权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述硅藻土粉末与强碱水溶液的质量 比为 1:1.5-2.5。
5. 如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于:所述步骤S2具体如下：将 步骤S1得到的超细硅藻土碱溶滤液与无水乙醇进行混合，搅拌、静置、过滤，将得到的胶 凝物洗涤2-4次，然后干燥，即得到所述硅凝胶。
6. 如权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于:所述超细硅藻土碱溶滤液与 无水乙醇的体积比为1:1.7-2.3。
7. 如权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3包括如下步 骤： S3-1:按照质量份计，分别称取2-8份所述硅凝胶、0.4-0.8份二苄基二硫醇、2-10 份无水乙醇、0.8-1.2份钼酸铵和0.3-0.6份三乙醇胺，混合均匀后，将所得混合物加入 到高速剪切机中，在70 ± 2°C下，以500-800转/分钟搅拌至硅凝胶完全消溶，得到第一 混合物； S3-2:向所述第一混合物中加入4-6质量份丙炔醇（即乙炔基甲醇）、70-90质量份多 元醇，在100 ± 2°C下，以900-1200转/分钟搅拌反应30-40分钟，从而得到所述热交 换剂。
8. 如权利要求7所述的制备方法，其特征在于:所述多元醇为丙二醇或乙二醇，或为 丙二醇与乙二醇的混合物，最优选为丙二醇与乙二醇的混合物。
9. 权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的纳米流体热交换剂。
10. 权利要求9所述的纳米流体热交换剂在热交换技术领域中的用途。
一种纳米流体热交换剂及其制备方法与用途
技术领域
[0001] 本发明涉及一种热交换剂其制备方法与用途，更特别地涉及一种纳米流体热交换 剂其制备方法与用途，属于纳米流体技术和应用领域。
背景技术
[0002] 随着科技的进步以及工业化的巨大和飞速发展，对于各种热交换剂(也即冷却液） 的需求越来越旺盛，且对其性能也有着越来越苛刻的要求。因此，在热交换剂技术领域，对 于新型的、性能良好的热交换剂的研发，一直是长期以来科学家和科研工作者孜孜以求的 目的。
[0003]经过数十年的发展，截止目前，已经开发出了数代热交换剂，它们有着各自的广泛 使用范围，在不同需求的领域中发挥了各自巨大和特定的作用。
[0004] 传统的水基型热交换剂应用最为广泛和普通，例如家用汽车、工矿企业等等，但其 仍存在显著的缺陷，例如蒸发损失、水箱腐蚀、管路结垢等问题。这些缺陷往往造成换热器 的损失与破坏，故必须定期更换。此外，由于该类热交换剂的用量巨大，大量更换后的有毒 残液如何收集并集中化处理，也业已成为当前我国面临的又一严重的环境问题。
[0005] 有鉴于此，人们开发了第二代有机型无水交换剂，该类热交换剂弥补了传统水基 型产品的上述缺陷，且具备免更换、无腐蚀、不结垢等诸多优异特点，已被广泛应用于乘用 汽车冷却系统等多个具体领域，例如：
[0006] CN1336410A公开了一种有机型发动机冷却液，其由乙二醇1000份、癸二酸2-8份、 对苯二甲酸2-5份、甲苯并三唑1-4份、对叔丁基苯甲酸5-25份、辛酸1-12份、琥珀酸1-4份、 消泡剂0.1-0.2份组成。所述冷却液具有良好的多金属防腐性能、储运稳定性好、抗硬水能 力强、环境污染小、不含有害成分、用量小的优点及效果。
[0007] CN101955756A公开了一种全有机发动机冷却液，其成分包括乙二醇1000质量份、 十二烷二酸16-20质量份、^^一烷二酸5-9质量份、苯丙三氮唑1-5质量份、2-乙基己酸3-6质 量份、羟基苯甲酸0.5-3质量份、水解聚马来酸酐0.05-0.1质量份、消泡剂0.1-0.3质量份。 所述发动机冷却液由全有机的化合物为原料，彼此具有极佳的协同效应，对多种金属尤其 铝具有优异的防腐蚀性能;具有极佳的抗硬水性能；可大大提高冷却液的储备及使用稳定 性；能有效地延长防冻液的使用寿命；由于不含有亚硝、胺、磷、铬等成分从而对环境无影 响。
[0008] CN102002347A公开了一种发动机无水冷却液，其包含以下重量百分比的各组分： 乙^醇10-80%、丙二醇10 -80%、多兀醇5-20%、憐酸-钥酸盐0.1_0.8%、娃酸醋0.2 -0·9%、4_甲基1H-苯并三唑0 · 1-1 %、柠檬酸0 · 2-0 ·8%、癸二酸0 · 2-1 %、辛酸0 · 1-1 %、柠檬 酸盐0.4-1.2%、助溶剂0.01-0.2%。所述冷却液冰点-30~-50°C、沸点130~150°C，可以确 保发动机在寒冷天气的冷启动，同时工作温度由原来的85-95 °C提高到95-150 °C。同时，由 于为非水体系，避免了电化学腐蚀，所添加的相关助剂对铝和铝合金及铜具有主动抗腐蚀 的作用。
[0009] CN103059819A公开了一种无水冷却液组合物，其包括基础液和复合腐蚀抑制剂， 其中基础液包括丙二醇、乙二醇和二甘醇，还可以加入三甘醇和丙二醇醚，其中丙二醇醚为 丙二醇或其缩合物与醇类发生缩合反应后生成的醚类产物;复合腐蚀抑制剂至少包括三聚 氰胺与多元脂肪酸的酰化产物及水溶性盐和羟基芳香酸及其水溶性盐，还可以包括其它种 类的腐蚀抑制剂，如钼酸盐、硅酸盐、硅酸盐稳定剂、脂肪酸及其水溶性盐。所述组合物具有 优异的低温冷却性能、启动性能、高温稳定性能、腐蚀抑制性能和安全性能，适用于大功率、 重负荷，高温工作环境的发动机。[00Ί0] CN102367379A公开了 一种全寿命发动机冷却液，其包含如下重量百分比的各组 分：丙二醇10-50%、乙二醇50-80%、三唑类化合物0.1-1 %、癸二酸0.5-3%、己二酸0.2-1 %、苯甲酸钠0 · 5-1 · 5 %、无机碱0 · 3-5 %、消泡剂0 · 01-0 · 1 %、染色剂0 · 01-0 · 1 %。所述冷 却液冰点_50°C以下、沸点166-191°C，由于不含水，彻底消除了含水冷却液因有水而造成的 "开锅"、气蚀、蒸发、结垢、生锈等问题，避免了严重影响散热的蒸汽气阻层的产生，可以有 效提升发动机功率，节省燃油。因为不含水，且有合理的缓蚀体系，彻底解决了腐蚀问题。 [0011] CN102433106A公开了一种发动机冷却系使用的无水冷却液，其包含以下重量百分 比的各组分：丙二醇98.5-99.8 %、有机缓蚀剂0.1-0.9 %、助溶剂0.1-0.9 %、着色剂 0.0001-0.008 %。所述无水冷却液冰点-58 °C、沸点188 °C，发动机可在这个温度区间稳定工 作，解决发动机过热问题，并在极端寒冷的天气彻底解决水箱冻结的问题。所添加的相关有 机缓蚀剂对发动机冷却系具有抗腐蚀作用。
[0012] CN103351851A公开了一种无水冷却液，其包括重量百分比85-90%的丙二醇、重量 百分比9-15%的聚醚、重量百分比0.2%的缓蚀剂。通过采用上述成分配比的无水冷却液， 利用在丙二醇和聚醚中添加一定比例的缓蚀剂从而达到缓解发动机等零部件内壁的腐蚀， 从而提高了发动机的使用寿命。
[0013] 而随着科技的发展，人们又开发出了涉及纳米流体的无水热交换剂，相对于第二 代有机型无水交换剂，其所具有的性能有了进一步的改善与提升。例如：
[0014] CN101935518A公开了一种用于微通道冷却器的纳米流体冷却液及其制备方法，其 由水和经过化学处理的均匀悬浮于水中纳米碳管构成，其中纳米碳管的重量分数是从2-10 %。其制备方法是:将l_4g纳米碳管加入到装有65-90ml浓硝酸的烧杯里，超声振荡，使之 充分浸泡;移入到烧瓶里，置入油浴加热直至浓硝酸沸腾，同时冷凝回流;加入去离子水，超 声振荡、清洗数次，直到纳米碳管表面的pH值呈中性;将过滤的纳米碳管放入烘箱中干燥； 将纳米碳管均匀悬浮于水中，其中纳米碳管的重量分数是从2-10%，可得用于微通道冷却 器的纳米流体冷却液。所述纳米流体冷却液不仅能显著提高微通道冷却器的散热性能，同 时并未引起微通道进出口压力降的增大。
[0015] CN102031093A公开了一种纳米无水防冻液的制备方法，包括如下步骤：1、将66-68wt %的二乙二醇和乙二醇的混合液与22-24wt % %的丙二醇溶液搅拌均匀，得防冻基础 液;2、在步骤1所得的防冻基础液中加入4-6wt%的纳米颗粒;3、在步骤2所得的混合溶液中 加入0.1-0.3wt %止沸剂;4、加入4.7-4.9wt %长效缓释剂;5、将步骤4所得溶液调节pH值至 7.5;6、将步骤5所得混合液蒸馏，除水份，得成品。其不仅有效地改变了现有技术易挥发，易 结垢，易腐蚀金属设备，有效时间短的不足和缺陷，同时有效地提高了沸点，降低了冰点，极 大地提尚防冻液广品的品质。
[0016] CN102585782A公开了一种适用于发动机高温低压冷却的纳米无水冷却油，其组成 按质量百分比为:纳米氧化物1-5;丙二醇85-95;甲酸铯1-3;三甲基甘氨酸1-2;柠檬酸0.5; 柠檬酸铵0.5。该冷却油可保证发动机在高温低压条件下工作，具有节油，减少尾气中有害 污染物排放量，以及延长发动机及冷却系统使用寿命的效果。
[0017] CN102703039A公开了一种纳米流体冷却液的制备方法及其制备的纳米流体冷却 液，首先将二元醇与去离子水、碱混合均匀得到基础液;然后向基础液中加入硅酸乙酯，并 使其水解得到含二氧化硅纳米颗粒的纳米流体;再向纳米流体中加入分散稳定剂、缓蚀剂、 着色剂得到纳米流体冷却液。所述制备方法具有设备和工艺简单、条件温和、原料利用率 高、成本低、易于大生产等特点。所制备的纳米流体冷却液稳定性好、换热能力强。
[0018] CN103468227A公开了 一种碳纳米管无水冷却液，其中各个含量为:碳纳米管0.5-10%、丙二醇89.45-99%、十六烷基三甲基溴化铵0.05% ;通过添加碳纳米管，能够大幅度 地提高其导热系数，同时其冰点可以达到_60°C，沸点高达180°C，而100°C时导热系数可高 达0.468W/mK以上，达到丙二醇基础液0.234W/mK的2倍。
[0019] CN103666681A公开了一种强化传热的纳米冷却液，其采用丙二醇作为基础液，配 合多种复合添加剂，其各组分及质量百分数为:相对于基础液含量，助剂3-5%、纳米氧化铝 0.3-1 %、稳定剂0.1-1 %、消泡剂0.001-0.005%、缓蚀剂0.1-0.5%、防锈剂0.1-1 %、去离 子水1-3%，其具有良好悬浮稳定性，组分均匀、稳定；纳米粒子增强了基础液体的传热性 能，带走多余热量，避免发动机的零部件在过热状态下工作；并具有优良的抗冻、抗沸、防 蚀、防垢的特点。
[0020] 如上所述，现有技术中公开了多种热交换剂，但对于新型的热交换剂及其制备方 法，仍存在继续研究的必要，这不但是目前该领域中的热点和重点课题，也具有良好的工业 化应用前景和市场潜力，也更是本发明得以完成的动力所在和基础所倚。
发明内容
[0021] 有鉴于此，为了提供一种性能良好，如高温热稳定性好、低腐蚀、高沸点、导热性能 优异且性价比高的新型纳米流体热交换剂及其制备方法，本发明人对此进行了深入研究， 在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本发明。
[0022] 具体而言，本发明主要涉及一种纳米流体热交换剂及其制备方法和用途
[0023] 具体而言，本发明主要包括如下几个方面。
[0024] 第一个方面，本发明涉及一种纳米流体热交换剂的制备方法，所述方法包括如下 步骤：
[0025] S1:超细硅藻土碱溶滤液的制备；
[0026] S2:硅凝胶的制备；
[0027] S3:纳米流体热交换剂的制备。
[0028]在本发明的所述纳米流体热交换剂的制备方法中，所述步骤S1具体如下：
[0029]将粒度为2_5μπι的硅藻土粉末加入到质量百分比浓度为15-25%的强碱水溶液中， 加热搅拌回流1 -3小时，静置、冷却、过滤，得到超细硅藻土碱溶滤液。
[0030] 在所述步骤S1中，所述娃藻土粉末的粒度为2-5μηι，例如可为2μηι、3μηι、4μηι或5μηι。
[0031] 所述硅藻土粉末是常规物质，可通过多种渠道而商业购得，在此不再进行详细描 述。
[0032] 在所述步骤S1中，所述强碱水溶液可为NaOH水溶液或Κ0Η水溶液;其质量百分比浓 度为15-25%，例如可为15%、20%或25%，最优选为20%。
[0033]在所述步骤S1中，所述硅藻土粉末与强碱水溶液的质量比为1:1.5-2.5，例如可为 1:1.5、1:2或1:2.5〇
[0034]在本发明的所述纳米流体热交换剂的制备方法中，所述步骤S2具体如下：
[0035]将步骤S1得到的超细硅藻土碱溶滤液与无水乙醇进行混合，搅拌、静置、过滤，将 得到的胶凝物洗涤2-4次，然后干燥，即得到所述硅凝胶。
[0036] 在所述步骤S2中，所述超细硅藻土碱溶滤液与无水乙醇的体积比为1:1.7-2.3，例 如可为1:1.7、1:2或1:2.3。
[0037] 在所述步骤S2中，搅拌时间可进行合适的确定，只要其不再析出胶凝物即可，通常 可为10-20分钟，例如可为10分钟、15分钟或20分钟。
[0038] 在所述步骤S2中，将得到的胶凝物洗涤2-4次，所使用的洗涤液可为无水醇或水， 例如可为无水乙醇、无水正丙醇或去离子水等。
[0039] 在所述步骤S2中，洗涤后的自然干燥时间并没有特别的限定，例如可在自然环境 下干燥至表干，或者在30-40 °C下干燥10-20分钟即可。
[0040] 在本发明的所述纳米流体热交换剂的制备方法中，所述步骤S3包括如下步骤：[0041 ] S3-1:按照质量份计，分别称取2-8份所述硅凝胶、0.4-0.8份二苄基二硫醇、2-10 份无水乙醇、0.8-1.2份钼酸铵和0.3-0.6份三乙醇胺，混合均匀后，将所得混合物加入到高 速剪切机中，在70 ± 2 °C下，以500-800转/分钟搅拌至硅凝胶完全消溶，得到第一混合物； [0042] S3-2:向所述第一混合物中加入4-6质量份丙炔醇（即乙炔基甲醇，下同）、70-90质 量份多元醇，在100 ± 2°c下，以900-1200转/分钟搅拌反应30-40分钟，从而得到所述热交换 剂。
[0043] 在所述步骤S3-1中，所述硅凝胶的质量份为2-8份，例如可为2份、4份、6份或8份。
[0044] 在所述步骤S3-1中，所述二苄基二硫醇（即二苄基二硫醚)的质量份为0.4-0.8份， 例如可为0.4份、0.6份或0.8份。
[0045] 在所述步骤S3-1中，所述无水乙醇的质量份为2-10份，例如可为2份、4份、6份、8份 或10份。
[0046] 在所述步骤S3-1中，所述钼酸铵的质量份为0.8-1.2份，例如可为0.8份、1份或1.2 份。
[0047] 在所述步骤S3-1中，所述三乙醇胺的质量份为0.3-0.6份，例如可为0.3份、0.4份、 0.5份或0.6份。
[0048] 在所述步骤S3-1中，搅拌转速为500-800转/分钟，例如可为500转/分钟、600转/分 钟、700转/分钟或800转/分钟。
[0049] 在所述步骤S3-2中，所述丙炔醇的质量份为4-6份，例如可为4份、5份或6份。
[0050] 在所述步骤S3-2中，所述多元醇的质量份为70-90份，例如可为70份、75份、80份、 85份或90份。
[0051]所述多元醇为丙二醇或乙二醇，或者为丙二醇与乙二醇的混合物，最优选为丙二 醇与乙二醇的混合物。
[0052]当为丙二醇与乙二醇的混合物时，丙二醇与乙二醇的体积比为1:4-6，例如可为1: 4、1:4.5、1:5、1:5.5 或1:6,最优选为 1:5。
[0053] 在所述步骤S3-1中，搅拌转速为900-1200转/分钟，例如可为900转/分钟、1000转/ 分钟、1100转/分钟或1200转/分钟。
[0054]如上所述，本发明提供了一种新型纳米流体热交换剂的制备方法，所述制备方法 通过特定组分的使用、处理和步骤（以及其中工艺参数的综合协同），从而可以取得诸多优 异性能，可以得到具有优异性能的热交换剂。
[0055]第二个方面，本发明涉及通过上述制备方法得到的纳米流体热交换剂，该纳米流 体热交换剂具有优异的高温热稳定性、低冰点、高沸点、稳定的pH值、导热系数高和优异的 低腐蚀效果，且原料易得、价格低廉，从而性价比优异，可应用到多种热交换技术领域中，具 有良好的应用前景和工业化生产潜力。
[0056]第三个方面，本发明还涉及上述纳米流体热交换剂在热交换技术领域中的用途。 [0057]如上所述，本发明提供了一种纳米流体热交换剂及其制备方法和用途，所述纳米 流体热交换剂，通过特定的组分处理和选择、特定的制备方法如工艺参数处理等，从而得到 具有优异性能的纳米流体热交换剂，其在热交换技术领域具有良好的工业化应用前景和市 场价值。附图说明
[0058] 图1是本发明实施例1的所得热交换剂J1的透射电镜图（TEM)，通过该图可以清晰 地看出，J1中粒子胶团（即步骤S2中得到的凝胶充分分散后得到的胶团）的粒径平均为8nm 左右，且分散均匀，无任何团聚现象出现(而在目前现有技术中的纳米冷却液中，通常存在 团聚现象）。
[0059] 实施例2-3所得的热交换剂J2-J3的透射电镜图（TEM)高度类似于图1，因此不再一 一附上和进行赘述。
具体实施方式
[0060] 下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和 目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将 本发明的保护范围局限于此。[0061 ] 实施例1及对比例1-1至1-6 [0062] S1:超细硅藻土碱溶滤液的制备
[0063]将粒度为3μπι的硅藻土粉末加入到下表1中所示质量百分比浓度的NaOH水溶液中 (其中硅藻土粉末与NaOH水溶液的质量比为1:2 )，加热搅拌回流2小时，静置、冷却、过滤，得 到超细硅藻土碱溶滤液；
[0064] S2:硅凝胶的制备
[0065]将步骤S1得到的超细硅藻土碱溶滤液与无水乙醇按照1: 2的体积比进行混合，搅 拌15分钟、静置、过滤，将得到的胶凝物用无水乙醇洗涤2-4次，然后在35°C下干燥15分钟， 即得到硅凝胶；
[0066] S3:纳米流体热交换剂的制备
[0067] S3-1:按照质量份计，分别称取5份所述硅凝胶、0.6份二苄基二硫醇、6份无水乙 醇、1份钼酸铵和0.45份三乙醇胺，混合均匀后，将所得混合物加入到高速剪切机中，在70°C 下，以650转/分钟搅拌至硅凝胶完全消溶，得到第一混合物；
[0068] S3-2:向所述第一混合物中加入5质量份丙炔醇（即乙炔基甲醇，下同）、80质量份 多元醇(为丙二醇与乙二醇的混合物，丙二醇与乙二醇的体积比为1:5)，在100°C下，以1100 转/分钟搅拌反应35分钟，从而得到热交换剂。
[0069]其中，步骤S1中所使用的NaOH水溶液的质量百分比浓度、所得热交换剂的命名见 下表1。
[0070]表 1
[0072] 实施例2及对比例2-1至2-4 [0073] S1:超细硅藻土碱溶滤液的制备
[0074]将粒度为3μπι的硅藻土粉末加入到质量百分比浓度为20%的NaOH水溶液中（其中 硅藻土粉末与NaOH水溶液的质量比为1:1.5)，加热搅拌回流1小时，静置、冷却、过滤，得到 超细硅藻土碱溶滤液；
[0075] S2:硅凝胶的制备
[0076] 将步骤S1得到的超细硅藻土碱溶滤液与无水乙醇按照1:1.7的体积比进行混合， 搅拌10分钟、静置、过滤，将得到的胶凝物用无水乙醇洗涤2-4次，然后在30°C下干燥20分 钟，即得到硅凝胶；
[0077] S3:纳米流体热交换剂的制备
[0078] S3-1:按照质量份计，分别称取2份所述硅凝胶、0.8份二苄基二硫醇、2份无水乙 醇、1.2份钼酸铵和0.3份三乙醇胺，混合均匀后，将所得混合物加入到高速剪切机中，在70 °C下，以500转/分钟搅拌至硅凝胶完全消溶，得到第一混合物；
[0079] S3-2:向所述第一混合物中加入4质量份丙炔醇（即乙炔基甲醇，下同）、70质量份 多元醇（为丙二醇与乙二醇的混合物，丙二醇与乙二醇的体积比见下表2)，在100°C下，以 900转/分钟搅拌反应40分钟，从而得到热交换剂。
[0080] 其中，步骤S3-2中所使用多元醇中丙二醇与乙二醇的体积比、所得热交换剂的命 名见下表2。
[0081] 表 2
[0083] 实施例3
[0084] SI:超细硅藻土碱溶滤液的制备
[0085]将粒度为3μπι的硅藻土粉末加入到质量百分比浓度为20%的NaOH水溶液中（其中 硅藻土粉末与NaOH水溶液的质量比为1:2.5 )，加热搅拌回流3小时，静置、冷却、过滤，得到 超细硅藻土碱溶滤液；
[0086] S2:硅凝胶的制备
[0087] 将步骤S1得到的超细硅藻土碱溶滤液与无水乙醇按照1: 2.3的体积比进行混合， 搅拌20分钟、静置、过滤，将得到的胶凝物用无水乙醇洗涤2-4次，然后在400°C下干燥10分 钟，即得到硅凝胶；
[0088] S3:纳米流体热交换剂的制备
[0089] S3-1:按照质量份计，分别称取8份所述硅凝胶、0.4份二苄基二硫醇、10份无水乙 醇、0.8份钼酸铵和0.6份三乙醇胺，混合均匀后，将所得混合物加入到高速剪切机中，在70 °C下，以800转/分钟搅拌至硅凝胶完全消溶，得到第一混合物；
[0090] S3-2:向所述第一混合物中加入6质量份丙炔醇（即乙炔基甲醇，下同）、90质量份 多元醇(为体积比1:5的丙二醇与乙二醇的混合物），在100°C下，以1200转/分钟搅拌反应30 分钟，从而得到热交换剂，将其命名为J3。
[0091] 对比例3-1至3-6
[0092] 对比例3-1至3-3:除分别将实施例1-3的步骤S3中的多元醇由双组分替换为相同 用量的单一组分丙二醇外，其它操作均不变，从而顺次重复实施了实施例1-3,顺次得到对 比例3-1至3-3,将得到的热交换剂顺次命名为D3-UD3-2和D3-3。
[0093] 对比例3-4至3-6:除分别将实施例1-3的步骤S3中的多元醇由双组分替换为相同 用量的单一组分乙二醇外，其它操作均不变，从而顺次重复实施了实施例1-3,顺次得到对 比例3-4至3-6,将得到的热交换剂顺次命名为D3-4、D3-5和D3-6。
[0094] 对比例4-1至4-3
[0095] 除分别将实施例1-3的步骤S3中的二苄基二硫醇予以省略外，其它操作均不变，从 而顺次重复实施了实施例1-3,顺次得到对比例4-1至4-3,将得到的热交换剂顺次命名为 D4-l、D4-2和D4-3。
[0096] 对比例5-1至5-3
[0097] 除分别将实施例1-3的步骤S3中的丙炔醇予以省略外，其它操作均不变，从而顺次 重复实施了实施例1-3,顺次得到对比例5-1至5-3,将得到的热交换剂顺次命名为D5-UD5-2和D5-3。
[0098]性能测试
[0099]下面分别对上述实施例和对比例所得到的热交换剂进行多方面的性能测试，以考 察本发明的热交换剂的性能，以及各个工艺参数和/或组分选择对于最终性能的影响。
[0100] A、冰点和沸点的考察
[0101]按照热交换剂领域中的常规认识，通常认为冰点<_45°C、沸点彡106°C便可满足 要求。
[0102] 按照常规的冰点、沸点测量方法，对本发明实施例和对比例得到的热交换剂进行 了测量，结果见下表3。
[0103] 其中表中的"/"表示相同位置的参数对应，例如"01-1/01-6"的沸点为"171.4/ 167.5"，则表示D1-1的沸点为171.4°C，而D1-6的沸点为167.5°C。其它也均是如此的对应关 系，不再一一赘述。
[0104] 表3
[0106] 由上表3可见：1、步骤S1中碱的质量百分比浓度对于最终产品的性能有着显著的 影响，当为15%时能够取得最好的技术效果，而偏离15%越大，则效果降低越明显;但对于 相同的偏离值，低于15%的冰点、沸点要优于高于15%时的冰点和沸点（例如可见D1-1 (15%)和Dl-6(25%)的对比）；2、步骤S3的多元醇中丙二醇与乙二醇的体积比同样显著影 响着最终的产品性能，当为1:5时能够取得最好的效果，偏离该值越大，则性能降低越大;也 可以看出，对于相同的偏离值，高于1:5时的性能要优于低于1:5时的性能(例如见D2-l(l: 4)与02-4(1:6));3、当将多元醇替换为单一组分丙二醇或者乙二醇时，发现相对于11-了3， 性能有了显著的降低；但仍优于D2-1至D2-4,这证明了只有也仅当丙二醇与乙二醇体积比 为1:5时，取得了意想不到的技术效果改善，而当不为1:5的比例时，则效果甚至要弱于单一 组分丙二醇或乙二醇，这证明此时并未发生任何协同改善效果，这是令人意想不到的。4、当 步骤S3中省略掉二苄基二硫醇或丙炔醇时，都将导致性能有显著降低。
[0107] 综合考虑上表3中的数据可知，本发明J1-J3优异温度性能的取得，依赖于多个技 术特征的综合协同，而并非某个单一因素所能控制和影响的。
[0108] B、pH值稳定性和外观考察
[0109]在制备得到后，立刻测量各自的热交换剂在80°C下的pH值，发现本发明J1-J3的pH 值为7.5-7.7之间，将其统一调节为7.6,同时也将所有对比例得到的热交换剂的pH值均调 节为7.6。在避光、密闭和80 °C条件下储存，分别测量第10天、40天和100天的pH，并考察相对 于初始值7.6的偏离百分比数值以及100天时各自的外观状况。结果见下表4。
[0110]表4
[0112] 其中，表示100天时外观状况的"V V"表示澄清、无任何沉淀或絮状物；"V"表示 澄清，但有少许絮状物；" X"表示有轻微浑浊和少许絮状物;而"X X"表示浑浊较严重，且 存在明显更多的絮状物。
[0113] 由上表4可见，本发明的J1-J3具有非常优异的高温热稳定性，在放置100天后pH值 几乎无变化;而所有的对比例均有着明显，甚至是显著的稳定性降低，尤其是D4-1~D4-3和 D5-1~D5-3,甚至出现了浑浊和絮状物现象，同时pH值偏离也非常显著，稳定性有显著的变 劣，这证明在本发明制备方法的步骤S3中，加入二苄基二硫醇或丙炔醇，尤其是二苄基二硫 醇的重要性和必要性，以及所取得效果的非显而易见性。
[0114] C、腐蚀性测试
[0115] 按照国家标准SH/T 0085-91 "发动机冷却液腐蚀测定法(玻璃器皿法)"对本发明 实施例和对比例所得的不同热交换剂进行测试，结果见下表5。
[0116] 表5
[0117]
[0118] 由上表5可见：1、本发明的热交换剂J1-J3具有非常优异的低腐蚀性，从而对机械 部件没有可影响正常使用的长期实用性;2、步骤S1中碱的质量百分比浓度、步骤S3的多元 醇中丙二醇与乙二醇的体积比也显著的影响着最终产品的低腐蚀性能，只有碱的质量百分 比浓度为20%和多元醇中丙二醇与乙二醇的体积比为1:5时，能够取得最好的低腐蚀性能； 3、 当将多元醇替换为单一组分丙二醇或者乙二醇时，发现相对于J1-J3,低腐蚀性能有了显 著的降低；也与D2-1至D2-4相差不大，这证明了只有也仅当丙二醇与乙二醇体积比为1:5 时，才能取得意想不到的技术效果改善，而当不为1:5的比例时，则效果甚至要相同或稍微 弱于单一组分丙二醇或乙二醇，这证明此时对于低腐蚀而言并未发生任何协同改善效果。 4、 当步骤S3中省略掉二苄基二硫醇或丙炔醇时，都将导致低腐蚀性能有显著降低，尤其是 无二苄基二硫醇时，降低最为显著。
[0119] 综合考虑上表5中的数据可知，本发明J1-J3所具有的优异低腐蚀性能的取得，依 赖于多个技术特征的综合协同，而并非某个单一因素所能控制和影响的。
[0120] D、导热性能测试
[0121] 按照热流计法标准ASTMC518对本发明实施例和对比例所得的不同热交换剂进行 导热性能测试，结果见下表6。
[0122] 表6
[0124] 由上表6可见，本发明的热交换剂J1-J3具有优异的导热性能。还可以看出，所有对 比例的热交换剂相对于J1-J3都有明显的、甚至是显著的降低，尤其是省略了二苄基二硫醇 的D4-1~D4-3以及省略了丙炔醇的D5-1~D5-3。进一步地还可以看出，当仅仅使用丙二醇 或者乙二醇时(D3-1~D3-6)的导热性能反而要优于使用丙二醇与乙二醇混合物时(体积比 非1:5)的导热性能，这进一步证明了其它比例时反而没有发挥协同效果，导致其导热性能 反而要弱于使用任何一种单一组分时的性能。
[0125] 本发明人还发现，制备方法中组分的加入顺序对于最终产品的性能也有着意想不 到的显著影响，具体如下：
[0126] 实施例4-6
[0127] 除将步骤S3-1中的二苄基二硫醇改为在步骤S3-2中加入外，其它操作均不变，从 而重复进行了实施例1_3，得到实施例4_6，将所得热交换剂依次命名为J4、J5和J6。
[0128] 实施例7-9
[0129] 除将步骤S3-2中的丙炔醇改为在步骤S3-1中加入外，其它操作均不变，从而重复 进行了实施例1-3，得到实施例7-9，将所得热交换剂依次命名为J7、J8和J9。
[0130] 对J4-J9进行上述相同方法的各个性能测试，所得结果分别见下表7-10。其中为了 便于对比，仍将J1-J3的数据一同列出。
[0133]由此可见，当改变二苄基二硫醇和丙炔醇在制备方法中的加入顺序时，导致所得 热交换剂的冰点和沸点均有一定程度的降低，尤其是J7-J9降低更为明显。
[0136] 由此可见，当改变二苄基二硫醇和丙炔醇在制备方法中的加入顺序时，导致所得 热交换剂的外观状况虽然没有改变，但pH值偏离要显著高于J1-J3,稳定性有一定程度的降 低，尤其是J4-J6降低更为明显。
[0137] 表9
[0139] 由此可见，当改变二苄基二硫醇和丙炔醇在制备方法中的加入顺序时，导致所得 热交换剂的腐蚀性有了一定程度的降低，总体而言，J4-J6与J7-J9的低腐蚀性性能各有优 劣，但均要明显劣于J1-J3。
[0140] 表1〇
[0142]由此可见，当改变二苄基二硫醇和丙炔醇在制备方法中的加入顺序时，对于导热 系数的影响非常显著(甚至J4-J9的导热性能与表6中的D1-1~D卜6相差无几），这可能是导 致胶团产生了凝聚或者分散不均匀，从而导致导热性能有显著降低，发明人意欲进行进一 步的深入研究。
[0143] 综合上述表6-10的数据以及J1-J3的数据对比可见，本发明的制备方法中，二苄基 二硫醇和丙炔醇的加入顺序非常重要，只有先在步骤S3-1中加入二苄基二硫醇并在步骤 S3-2中加入丙炔醇时，才能取得最好的技术效果（即J1-J3)，而当改变任何一种物质的加入 顺序时，都将导致性能有明显的降低(尤其是表10中降低至与D1-1~D1-6相差无几）。所有 的这些数据都表明了该独特加入步骤的重要性和效果的非显而易见性。
[0144] 如上所述，本发明提供了一种纳米流体热交换剂及其制备方法和用途，所述纳米 流体热交换剂通过独特的制备方法、组分选择和/或工艺参数的综合协同，从而可得到具有 良好性能(如低腐蚀性、高稳定性、高导热性能等)的热交换剂，从而在多个领域具有良好的 工业化应用前景和市场价值。
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