用于传热流体的着色剂及包含其的组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种用于传热流体的着色剂及包含其的组合物。包含其的组合物。包含其的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于传热流体的着色剂及包含其的组合物


[0001]本专利申请要求于2019年11月4日提交给韩国专利厅的第10
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2019
‑
0139760号韩国专利申请的优先权，该专利申请的公开内容通过引用并入本说明书。
[0002]本专利技术涉及一种用于传热流体的着色剂及包含其的组合物。

技术介绍

[0003]燃料电池是一种利用阴极氧化反应中产生的氢阴离子在阳极还原为水的电化学反应来产生电能的电池，为了获得高功率，燃料电池主要由单体(cell)串联而成的电池堆构成，但因单体内部存在少量电阻导致一部分能量转化为热能而不是电能，从而产生大量的热。
[0004]因此，为了使燃料电池在不分解燃料电池成分的情况下达到理想的电流密度水平，控制电化学反应过程中产生的放热反应的热量是必需的，因此，为了电池的运作，必须具备有效的冷却系统。
[0005]作为早期燃料电池系统冷却水使用较多的去离子水(Deionized Water，DI
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Water)具有高电阻和优异的电绝缘性和冷却性能，但存在温度为0℃以下时冻结的缺点，而且易被燃料电池系统内的离子物质污染，存在电传热性能急剧降低的问题。
[0006]因此，为了防止结冰，将氯化钙、氯化镁、乙二醇等物质与去离子水混合使用来提高水的沸点、降低凝固点。这样的混合溶液被称为防冻液，一般的防冻液中包含着色剂，以方便用肉眼观察浓度，防止在工业现场中与水混淆。在燃料电池防冻液中主要使用酸性染料、直接染料等，但这些酸性染料和直接染料存在显色性不高、电化学稳定性稍低的缺点。
[0007]另一方面，连接了多个燃料电池的燃料电池堆的工作电压非常高。因此，通常使防冻液具有极低的电导率，从而防止和最大限度地降低触电的危险，将电流分流和系统效率的减少降到最低。
[0008]然而，由于现有的燃料电池冷却液中使用的染料和着色剂通常为高导电离子类，因此不适合用作要求低导电率的燃料电池的防冻液。
[0009]因此，需要进一步研究和开发电化学稳定且具有低电导率的新型防冻液。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本专利技术的目的在于，提供一种用于传热流体的着色剂，其在物理和化学上稳定且表现出优异的颜色强度。
[0012]本专利技术的另一目的在于，提供一种包含上述着色剂的防冻液组合物。
[0013]技术方案
[0014]本专利技术涉及一种用于传热流体的着色剂及包含其的组合物。
[0015]以下，将更详细地说明本专利技术。
[0016]本专利技术的一示例涉及具有以下化学式1的结构的用于传热流体的着色剂。
[0017]化学式1：
[0018][0019]在本专利技术中，上述M可以为金属或准金属。
[0020]在本专利技术中，上述金属或准金属可以为硼(B)、硅(Si)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或钛(Ti)，例如，可以为硼，但不限于此。
[0021]硅和硼为准金属元素且通常是非金属，但本专利技术中的硅和硼是指晶体结构与金属晶体相同且表现出接近金属的性质的金属硅。
[0022]在本专利技术中，上述L可以为
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(CH2)m
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、
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COO
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
MH
‑
、
‑
SO2‑
或
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SO2NH
‑
，但不限于此。
[0023]在本专利技术中，上述m可以为整数，如大于或等于0的整数，优选为0至3的整数，但不限于此。由于CH2充当连接基团的作用，因此也可以不存在(此时，m＝0)，如果m＞3，则烷基会变得过长，导致染料在防冻液(水溶性)中的溶解度急剧下降，因而不适合用作着色剂。
[0024]在本专利技术中，上述X可以为亲水性高分子，如聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinylpyrrolidone)或它们中的两种以上的共聚物的任意一种，但不限于此。
[0025]在本专利技术中，上述n可以为大于或等于1的整数，如1或2，但不限于此，根据M的种类，配体的数量可以为1个或者2个。
[0026]在本专利技术中，上述亲水性高分子的数均分子量可以为150至20000、200至20000、250至20000、300至20000、350至20000、150至15000、200至15000、250至15000、300至15000、350至15000、150至10000、200至10000、250至10000、300至10000、350至10000、150至5000、200至5000、250至5000、300至5000、350至5000、150至3000、200至3000、250至3000、300至3000、350至3000、150至1000、200至1000、250至1000、300至1000、350至1000、150至500、200至500、250至500、300至500、350至500，例如可以为400。当上述亲水性高分子的分子量小于150时，高分子链的长度太短，溶剂在防冻液中的溶解性和相容性受到限制；当上述亲水性高分子的分子量大于20000时，高分子链的长度太长，阻碍着色剂合成过程中的缩合反应而反应收率降低，显色强度也大大降低。
[0027]在本专利技术中，上述Ra至Rp各自独立地可以为氢、卤素、羧基、磺酸基、酰胺基、酯基、乙酰基、硅氧烷基、C1至C
10
烷基、C1至C
10
亚烷基、C1至C
10
烷氧基、C1至C
10
氧化烯基、C1至C
10
氟化烷基、C4至C
20
芳烷基或它们的衍生物。
[0028]在本专利技术中，上述Ra至Rp可以在上述化学式1所示的结构的外围部的4个或8个上取代而形成对称结构或在外围的一些选择性部分取代而形成不对称结构。
[0029]在本专利技术中，上述化学式1所示的结构可以包括不饱和键，使得π电子可以起到吸
收能量浮起而显色的发色团(chromophore)的作用，外围部取代基可以与上述发色团键合，起到改变有机化合物色调的助色团(auxochrome)的作用。
[0030]在本专利技术中，具有上述化学式1的结构的着色剂可以呈现红色系的颜色，并根据外围部取代基的种类及取代基的数量出现颜色变化。
[0031]作为本专利技术的一具体实施方式，当上述化学式1中的R2、R6及R10为氟化烷基
‑
C6F
13
且所有其他外围部取代基均为氢时，上述化学式1具有以下化学式1
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1的结构且呈现粉红色。
[0032]化学式1
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1：
[0033][0034]本专利技术的另一示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种防冻液组合物，其特征在于，包含：0.001重量百分比至10.000重量百分比的着色剂，具有化学式1或化学式2的结构；30重量百分比至70重量百分比的二醇化合物；以及30重量百分比至70重量百分比的水，其中：化学式1：化学式2：上述化学式1及化学式2中，各自独立地，M为金属或准金属，L为
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(CH2)m
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、
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COO
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、
‑
CO
‑
、
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MH
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、
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SO2‑
或
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SO2NH
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，X为亲水性高分子，R1至R
12
及R
a
至R
p
各自独立地为氢、卤素、羧基、磺酸基、酰胺基、酯基、乙酰基、硅氧烷基、C1至C
10
烷基、C1至C
10
亚烷基、C1至C
10
烷氧基、C1至C
10
氧化烯基、C1至C
10
氟化烷基、C4至C
20
芳烷基或它们的衍生物。2.根据权利要求1所述的防冻液组合物，其特征在于，上述化学式1中的M为硼、硅、铝、镓、铟或钛。3.根据权利要求1所述的防冻液组合物，其特征在于，上述化学式2中的M为硅、铝、镓、铟、钛、锡或钌。4.根据权利要求1所述的防冻液组合物，其特征在于，上述亲水性高分子为聚乙二醇、
聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴载润，朴贤镇，李洪基，金慈源，
申请(专利权)人：KD精细化工有限公司，
类型：发明
国别省市：