一种用于储能设备的高温绝缘导热油及其制备方法与流程

本发明涉及导热油，具体涉及用于储能设备的高温绝缘导热油。

背景技术：

1、导热油作为热传递介质，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种场合，具有广泛的应用。导热油是太阳能供热系统不可或缺的材料，太阳能光热发电技术的核心在于导热油的热量传递。

2、对于导热油是如何应用到太阳能加热系统的，我们可以拿全球装机容量最高、技术最成熟的槽式太阳能光热发电技术来说，它就是通过槽式反射镜将太阳光汇聚到太阳能集热管上，集热管内有吸热管，用来吸收太阳光加热内部的传热介质导热油，把导热油加热到400℃左右，然后可以通过热交换器将水加热到300℃左右形成蒸汽，最后利用水蒸汽去推动蒸汽轮机旋转带动发电机发电。槽式光热发电系统中，目前使用的较多的导热油是联苯-联苯醚成分的导热油。这种导热油的特点是使用的温度高，可以达到400℃，是导热油中使用温度高，热稳定性最好的导热油产品。

3、随着对节能减排的要求更为严格，在储能技术受到广泛应用的时候，作为储能热转换过程的核心原料，导热油也能够得到相应的发展。为了满足太阳能光热行业中导热油的需求，许多的企业也致力于导热油的生产和研发。

4、中国专利cn104456987a公开了一种太阳能储放热系统，固体熔盐在化盐罐内融化，再通过化盐输送泵进入冷熔盐储罐内，冷熔盐储罐内低温熔盐通过冷熔盐输送泵进入熔盐-导热油换热器内，并与高温导热油进行换热，换热后的熔盐进入热熔盐储罐完成储热。反之，通过热熔盐输送泵将热熔盐储罐内的高温熔盐泵入熔盐-导热油换热器内，并与低温导热油进行换热，换热后的熔盐进入冷熔盐储罐内完成放热。

5、中国专利cn107629762a公开了一种太阳能换热介质，是由下述重量配比的原料经混合搅拌而成：1，2丙二醇80-90份；硅酸盐稳定剂0.1-0.5份；聚合度6000聚马来酸酐0.6-2.1份；氯化钙0.8-1.6份；碳酸钾1.5-3.5份；磷酸钾0.5-1.5份；硼酸钾0.35-0.75份；氢氧化钾0.2-0.8份；蒸馏水5-7份；阳极缓冲剂0.6-2.1份；与现有技术相比，针对太阳能在不同地区使用的温度不同，特制了适合各个地区使用的太阳能浓缩液及稀释液；浓缩液的凝点可达－40℃以下、沸点可达到108℃以上，以适应太阳能热管系统的技术需要；同时，根据不同的需要，在太阳能浓缩液中直接添加蒸馏水后，即可形成各种标号的防冻液，高、低温运动粘度适宜，符合系统的自循环和强制循环的技术要求。

6、中国专利cn103923617b公开了一种氢化三联苯型高温纳米导热油、其制备方法及应用。该导热油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。制备的导热油在传热介质中具有热稳定性好、传热速度快、加热均匀、储能量大的优点，最高使用温度达460℃，寿命为3年以上。

7、中国专利cn115305067a公开了一种合成型导热油，该导热油主要含有：二环己基苯和环己基联苯，其中，二环己基苯与环己基联苯的重量比为0.20～20，该合成型导热油具有优异的热稳定性和流动性。

8、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。纳米粒子的添加通常会影响绝缘性能，为了综合平衡耐高低温性能、热传递性能、稳定性能和绝缘性能，开发用于储能设备的导热油将是必要的。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中储能设备对于导热油的要求，本发明提供一种用于储能设备的高温绝缘导热油，具有较好的耐高低温性能、高的热传递性能、高的稳定性能和绝缘性能，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提供一种用于储能设备的高温绝缘导热油：

3、基础油 90.0～99 .5wt％，

4、改性绝缘石墨 0.01-5.0wt%，

5、高温抗氧剂 0 .01～5.0wt％，

6、金属钝化剂 0 .01～2 .0wt％，

7、阻垢缓蚀剂 0 .01～3 .0wt％。

8、所述基础油为氢化三联苯、三联苯、环己基联苯、二苯醚、单苄基甲苯中的至少一种；优选地，所述基础油的含量为90.0-99.0wt％，具体可以为90.0wt%、91.0wt%、92.0wt%、93.0wt%、94.0wt%、95.0wt%、96.0wt%、97.0wt%、98.0wt%、99.0wt%、95.5wt%。

9、所述改性绝缘石墨为聚苯醚包覆的石墨；优选地，所述改性绝缘石墨的含量为0.1-5.0wt％，具体可以为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.5wt%、0.8wt%、1.0wt%、2.0wt%、3.0wt%、4.0wt%、5.0wt%。

10、所述高温抗氧剂包括磷酸三甲酯、2 ,6-二叔丁基-α二甲氨基对甲酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚、二苯胺、四(3 ,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、烷基二苯胺t534、二异辛基二苯胺、n,n-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺中的至少一种；优选地，所述高温抗氧剂的含量为0.1-5.0wt％，具体可以为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、0.95wt%、1.0wt%、2.0wt%、3.0wt%、4.0wt%、5.0wt%。

11、所述金属钝化剂包括苯并三氮唑、二巯基噻二唑、噻二唑中的至少一种；优选地，所述金属钝化剂的含量为0.1-2.0wt％，具体可以为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、0.85wt%、1.0wt%、2.0wt%。

12、所述阻垢缓蚀剂包括石油磺酸钙、硫磷丁辛基锌盐t202、氨基三亚甲基膦酸中的至少一种；优选地，所述阻垢缓蚀剂的含量为0.1-3.0wt％，具体可以为0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、0.55wt%、1.0wt%、2.0wt%、3.0wt%。石油磺酸钙可以为低、中、高碱值任意一种或者组合。

13、所述改性绝缘石墨采用如下方法制备得到：配置含有石墨0.001-1.0wt%的石墨-乙醇溶液，配置含有聚苯醚10-40.0wt%的聚苯醚-甲苯溶液，取所配置的50-100ml聚苯醚-甲苯溶液投入到50ml的石墨-乙醇溶液中，缓慢升温至60-80℃后静置12-48小时至干燥，将干燥后的胶体进行研磨得到含有聚苯醚和石墨的粉体，即为改性绝缘石墨。

14、所述研磨过程为，按照球料比为6-18:1、以100-180r/min的转速搅拌研磨0.2-1小时。

15、所述石墨-乙醇溶液的制备过程为，取1g石墨加入到200ml乙醇中，密封条件下、超声加热至40-80℃进行溶解得到石墨-乙醇溶液；石墨为市售常规人造石墨。

16、所述聚苯醚-甲苯溶液的制备过程为，取50g聚苯醚加入到200ml甲苯中，密封条件下、超声加热至60-100℃进行溶解得到聚苯醚-甲苯溶液；聚苯醚购自ge公司，数均分子量为12500g/mol。

17、本发明提供一种用于储能设备的高温绝缘导热油的制备方法，包括如下步骤：

18、先将基础油加热到80～160℃，依次加入高温抗氧剂、金属钝化剂、阻垢缓蚀剂和改性绝缘石墨搅拌均匀，自然冷却降至室温制得。

19、本发明的改性绝缘石墨在制备过程中通过研磨、使得石墨表面产生边缘缺陷、且聚苯醚在石墨片层中进行插层和包覆；本发明的导热油采用改性绝缘石墨提高了热传递性能、绝缘性能，本发明的导热油具有较好的耐高低温性能、高的热传递性能、高的稳定性能和绝缘性能，在储能设备中具有开阔的应用前景。