[发明专利]一种氢化三联苯型高温纳米导热油、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及热传导介质领域，具体涉及一种氢化三联苯型高温纳米导热油、其制备方法及应用，所述高温是指导热油的使用温度达到460℃或以上。

背景技术

导热油正规名称为热载体油（Heattransferoil），也称热导油，热煤油等。导热油是一种热量的传递介质，由于其具有加热均匀，调温控温准确，能在低蒸汽压下产生高温，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，近年来被广泛应用于各大领域。

研究发现，固体粒子的导热系数比液体大几个数量级，因此悬浮有固体粒子的两相液体的导热系数比纯液体大很多。为了提高导热油的导热性能，一般在导热油中加入金属、非金属或聚合物固体粒子。

早期的研究多局限于用毫米或者微米级的粒子悬浮于与导热油中，虽然传热效果明显增加，但是由于粒子尺寸太大，容易在导热油中沉淀，引起管道磨损、堵塞等不良后果。

自20世纪90年代起，随着纳米材料科学的迅速发展，研究人员开始尝试利用纳米材料技术提高导热油性能。1995年，美国Argonne国家实验室的Choi等人提出了纳米流体Nanofluids的概念——即以一定的方式和比例在液体中添加纳米金属或非金属氧化物粒子，形成一类具有高导热系数、均匀、稳定的新型传热介质。

Choi的研究结果表明在液体中加入纳米粒子，可以增加悬浮液的导热系数，在同样传热负荷下，使用导热系数增大了3倍的纳米流体作为传热工质，几乎不需要增加泵功率就可以使热交换设备的传热效率提高2倍。而使用纯液体工质的热交换设备则需要耗费10倍的泵功率才能使热交换设备的传热效率提高2倍。这种差异显示了纳米流体应用于热交换设备的潜在优势。

氢化三联苯型导热油的凝固点低，是目前最优质的液相高温导热油。但是，氢化三联苯导热油的导热系数低，易造成加热不均匀等缺点，因此在氢化三联苯型导热油中加入纳米粒子提高其导热系数，增加其导热性能对于开发适用于工业高温蓄热系统是非常有必要的。

纳米流体在传热和传质方面都具有很好的强化作用，这正好可以用来强化吸收过程中的传热和传质过程。而纳米流体的导热系数、表面张力、粘度和扩散系数等物理性质对纳米流体强化吸收过程的效果有很重要的影响。

纳米粒子的加入大大提高了导热油的导热系数，但是纳米粒子的加入同时也增加了导热油的流动阻力，导致其加热传热效果明显降低，控温准确度受到严重影响并且输送不便。

发明内容

根据上述领域的需求和不足，本发明提供一种氢化三联苯型高温纳米导热油、其制备方法及应用，以提高导热油的导热性能，延长导热油的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种氢化三联苯型高温纳米导热油，其特征在于，包括氢化三联苯导热油、纳米粒子、减阻剂和分散剂，所述纳米粒子的表面包覆着分散剂以形成改性纳米粒子，所述改性纳米粒子分散在导热油中形成悬浮液型导热油，所述纳米粒子为金属、金属氧化物、非金属和/或非金属氧化物。

上述导热油各组分的重量份配比为：氢化三联苯导热油88～99.9份；改性纳米粒子0.05～10份；减阻剂0.001～0.5份；所述分散剂与纳米粒子的重量比为1:0.05～0.30。

优选上述导热油各组分的重量份配比为：氢化三联苯导热油94.9～99.899份；改性纳米粒子0.1～5份；减阻剂0.001～0.1份。

所述改性纳米粒子所占重量份为3份。

所述纳米粒子选自纳米铜、纳米铝、纳米铁、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、纳米三氧化二铝、纳米二氧化钛、纳米氧化镁的一种或几种，所述纳米粒子的平均粒径为15nm。

所述分散剂为亲油的表面活性剂司盘85，所述减阻剂为氯化十六烷基三甲基铵盐或溴化十六烷基三甲基铵盐。

上述导热油在太阳能光热发电的高温蓄热传热系统中的应用。

上述导热油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）用气相法或固相法或化学气相沉积法制备纳米粒子；

2）取步骤1）所得纳米粒子，将其分散在去离子水中，机械搅拌或超声波分散使分散均匀；

3）加热步骤2）所得分散均匀的纳米粒子，不断搅拌下缓慢加入分散剂进行包覆改性，持续搅拌后，自然冷却即得改性纳米粒子；

4）0～180℃条件下，将步骤3）所得改性纳米粒子分散到氢化三联苯导热油中，搅拌，于80℃～120℃温度下，保温；5）加入减阻剂，继续保温搅拌后，自然冷却，即得氢化三联苯型高温纳米导热油；