包含酰胺抑制剂的低电导率传热流体及其制备方法和用途与流程

1.本发明涉及包含酰胺抑制剂的低电导率的传热流体，其可用于多种应用，例如燃料电池。本发明还涉及制备所述传热流体的方法，以及使用所述传热流体的方法和用途。


背景技术：

2.传热流体广泛用于与内燃机、太阳能系统、燃料电池、电动机、发电机、电子设备等相关的热交换系统中。传热流体通常由基础流体和一种以上添加剂组成。
3.历史上，考虑到传热特性，水一直是优选的基础流体。在许多应用中需要防冻特性，在此种情况下，使用由水和醇类、二醇类或盐类等降凝剂混合而成的基础流体。传热流体中存在的添加剂可用于获得多种功能，例如(进一步)降低凝固点、改善热交换特性、抑制腐蚀等。由于传热流体与金属部件(铝合金、铸铁、钢、铜、黄铜、焊料等)连续接触，它们几乎总是含有一种以上的腐蚀抑制剂。
4.燃料电池是电化学电池，其中存储在燃料源中的化学能通过燃料的受控氧化转化为电能。污染物排放量与内燃机相比相对较低，这使得燃料电池在汽车和发电厂等应用中成为有吸引力的替代品。在大多数应用中，几个电化学电池串联堆叠成所谓的燃料电池堆，从而产生更高的电压。由燃料电池堆产生的热量可以通过使冷却剂流过电池之间的隔板中的通道来去除。
5.燃料电池堆的正负极之间的电位差可能导致分流电流流过冷却剂，从而降低燃料电池的电压。除了有害的电压损失外，分流电流还会引起其他问题，例如燃料电池堆正极附近的隔板腐蚀。因此，用于电气应用(例如燃料电池)的冷却剂需要具有低电导率(即高电阻)并且能够在冷却剂的整个生命周期内保持这一点。
6.大多数已知的传热流体(例如冷却剂)专门为内燃机设计，不适合用于电气应用(例如燃料电池)，因为它们(i)具有高电导率，或(ii)老化后变得显著更导电，尤其是在升高的温度下。老化后电导率的增加通常归因于由于添加剂降解(二醇降解，其通常用作基础流体)和/或金属腐蚀而形成的离子化合物。
7.因此，近年来，人们越来越关注开发适用于电气应用(例如燃料电池)的传热流体。
8.us2005/0109979描述了一种用于电动车辆的传热流体，其包含基础剂和抗腐蚀添加剂，该抗腐蚀添加剂为酚类化合物，可抑制基础剂的氧化或阻止离子洗脱到冷却系统中，防止冷却剂电导率增加。
9.us2006/027782描述了1,3-丙二醇系冷却系统中电导率的增加可以通过添加少量的唑类衍生物而显著减缓。
10.能够保持低电导率的已知传热流体具有几个缺点，例如它们依赖于特定添加剂的存在，这些添加剂可能昂贵、有毒或具有其他不希望的特性。此外，由于本领域中用于维持低电导率的添加剂在工艺中经常被消耗，因此在实际使用中需要大量的添加剂，这也可能对传热流体的其他特性产生不良影响。
11.二醇系传热流体具有几个优点。例如，它们具有低凝固点以及低粘度和高闪点，并
且已经广泛研究了不同二醇的安全性。
12.此外，本发明人已经发现，特别希望提供一种二醇系传热流体，该流体在铝存在下老化后能够保持低电导率。鉴于其重量轻，铝系材料通常优选用于例如冷却板和热交换器等部件。
13.本发明的一个目的是提供改进的传热流体、优选二醇系传热流体，其适合用作电气系统(例如燃料电池或电力电子设备)中的冷却剂。
14.因此，本发明的一个目的是提供传热流体、优选二醇系传热流体，其电导率低并且优选能够在老化后(例如在升高的温度下老化后)保持低电导率。
15.本发明的另一个目的是提供传热流体、优选二醇系传热流体，其能够在老化后(例如在升高的温度下老化后)保持可比的低电导率，同时相比于已知传热流体所需的添加剂更少。
16.本发明的另一个目的是提供二醇系传热流体，其与已知的传热流体相比具有延长的使用寿命。


技术实现要素：

17.本发明人出乎意料地发现，这些目标中的一个以上可以通过采用如下组合物来实现：该组合物包含基础流体和至少一种脂肪族羧酰胺，该组合物优选在25℃下的电导率小于25μs/cm。
18.如将在所附实施例中所示，出乎意料地发现在升高的温度下老化后，脂肪族羧酰胺在保持低电导率方面显著优于芳香族羧酰胺。此外，出乎意料地发现，本发明的组合物能够在铝基材存在下在升高的温度下老化后保持此种低电导率。
19.基于本发明，技术人员将理解，本发明的组合物有效地允许提供适合用于需要较少添加剂(尤其是抗氧化剂)的电气应用的传热流体或冷却剂，该组合物可被配制为不含芳香族化合物和/或与本领域已知的可比组合物相比能够在老化后长时间保持低电导率。
20.us 2005/0109979 a1涉及一种用于冷却燃料电池的冷却剂组合物，并在实施例4中公开了一种包含乙二醇、水和邻氨基苯甲酰胺(一种芳香族羧酰胺)的组合物。us2005/0109979a1中没有任何内容指出脂肪族羧酰胺进一步改善老化后的电导率的方向。
21.因此，第一方面，本发明提供了一种组合物，该组合物包含基础流体和至少一种脂肪族羧酰胺，该组合物在25℃下的电导率小于25μs/cm。如本文所示，这些组合物能够保持低电导率。
22.在优选实施方式中，本发明的组合物以即用(ready-to-use)组合物的形式提供。
23.在优选实施方式中，本发明的组合物以用于制备本文所述的即用组合物的浓缩物的形式提供。
24.另一方面，本发明提供了一种制备本文所述组合物的方法。
25.另一方面，本发明提供了一种由浓缩物制备本文所述的即用组合物的方法。
26.另一方面，本发明提供了脂肪族羧酰胺的相应用途。
27.另一方面，本发明提供了本文所述的即用组合物的相应用途。
具体实施方式
28.本发明的第一方面涉及组合物，该组合物包含基础流体和至少一种脂肪族羧酰胺，该组合物在25℃下的电导率小于25μs/cm、优选小于10μs/cm、更优选小于5μs/cm。基础流体
29.根据本发明，基础流体由水、单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、五丙二醇、六丙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、四氢糠基、乙氧基化糠基、甘油二甲醚、山梨糖醇、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、甲氧基乙醇、甘油或它们的混合物组成。
30.如本文所用，“单乙二醇”应解释为指“乙烷-1,2-二醇”，并且可互换地称为“meg”。
31.如本文所用，“单丙二醇”应解释为指“丙烷-1,2-二醇”，并且可互换地称为“mpg”。
32.如本文所用，术语“丙三醇(glycerol)”指“丙烷-1,2,3-三醇”，并且与甘油(glycerin)同义。
33.在本发明的优选实施方式中，基础流体由水、单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、甘油或它们的混合物组成。
34.在本发明的高度优选的实施方式中，基础流体由水和醇组成，所述醇选自单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、五丙二醇、六丙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、四氢糠基、乙氧基化糠基、甘油二甲醚、山梨糖醇、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、甲氧基乙醇和甘油，优选选自单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、甘油或它们的混合物。优选地，醇的存在量为10至99wt％、优选为10至80wt％、更优选为30至70wt％(以基础流体的重量为基准计)。在具体实施方式中，醇的存在量为10至45wt％(以基础流体的重量为基准计)。
35.在本发明的实施方式中，提供了本文所述的组合物，该组合物包含大于5wt％(以组合物的总重量为基准计)的基础流体，例如大于6wt％、大于7wt％、大于8wt％、大于9wt％、大于10wt％、大于11wt％、大于12wt％、大于13wt％、大于14wt％、大于15wt％、大于16wt％、大于17wt％、大于18wt％、大于19wt％、大于20wt％、大于25wt％％、大于30wt％、大于35wt％、大于40wt％、大于45wt％、大于50wt％、大于55wt％、大于60wt％、大于65wt％或大于70wt％的基础流体。
36.在本发明的优选实施方式中，提供了本文所述的组合物，该组合物包含大于10wt％、优选大于20wt％、优选大于50wt％(以组合物的总重量为基准计)的基础流体。
37.如本领域技术人员将理解的，基础流体通常“足量(quantum satis)”添加，因此其量没有特别限制。在本发明的实施方式中，组合物包含小于99.9wt％(以组合物的总重量为基准计)的基础流体，例如小于99.8wt％、小于99.5wt％或小于99wt％，例如小于98wt％、小于97wt％、小于96wt％、小于95wt％、小于94wt％、小于93wt％、小于92wt％，小于91wt.、小于90wt％、小于89wt％、小于88wt％、小于87wt％、小于86wt％、小于85wt％、小于84wt％、小于83wt％、小于82wt％、小于81wt％、小于80wt％、小于、75wt％、小于70wt％、小于65wt％、小于60wt％或小于55wt％的基础流体。
38.在本发明的实施方式中，基础流体包含大于50wt％、优选大于70wt％、优选大于85wt％、优选大于95wt％(以基础流体的重量为基准计)的水。在本发明的实施方式中，基础流体由水组成。
39.在本发明的实施方式中，基础流体包含大于50wt％、优选大于70wt％、优选大于85wt％、优选大于95wt％(以基础流体的重量为基准计)的单乙二醇。在本发明的实施方式中，基础流体由单乙二醇组成。
40.在本发明的实施方式中，基础流体包含大于50wt％、优选大于70wt％、优选大于85wt％、优选大于95wt％(以基础流体的重量为基准计)的单丙二醇。在本发明的实施方式中，基础流体由单丙二醇组成。
41.在本发明的实施方式中，基础流体包含大于50wt％、优选大于70wt％、优选大于85wt％、优选大于95wt％(以基础流体的重量为基准计)的1,3-丙二醇。在本发明的实施方式中，基础流体由1,3-丙二醇组成。
42.在本发明的实施方式中，基础流体包含大于50wt％、优选大于70wt％、优选大于85wt％、优选大于95wt％(以基础流体的重量为基准计)的甘油。在本发明的实施方式中，基础流体由甘油组成。
43.在本发明的实施方式中，本文提供的组合物不含单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇和甘油。在本发明的实施方式中，本文提供的组合物不含脂肪族多元醇。脂肪族羧酰胺
44.如本文所用，术语“脂肪族羧酰胺”应解释为指包含至少一个羧酰胺官能团的任何分子，其中羧酰胺可以是伯羧酰胺(r(co)nh2)、仲羧酰胺(r(co)nhr')或叔羧酰胺(r(co)nr'r”)(r、r'和r”不为h)，并且该分子不包含芳香族部分。脂肪族羧酰胺可以是直链的、支链的或环状的。脂肪族羧酰胺可以是饱和的或不饱和的。
45.根据本发明，脂肪族羧酰胺的分子量小于500g/mol、优选小于250g/mol。
46.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺包含2至18个碳原子，优选脂肪族羧酰胺包含2至10个碳原子，更优选脂肪族羧酰胺包含4至6个碳原子。
47.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺包含一个或两个羧酰胺基团。如本文所用，表述“脂肪族羧酰胺包含一个或两个羧酰胺基团”指脂肪族羧酰胺恰好具有一个或两个羧酰胺基团。羧酰胺基团优选为伯羧酰胺基团或仲羧酰胺基团。
48.在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺包含2至16个碳原子，优选脂肪族羧酰胺包含2至10个碳原子，更优选脂肪族羧酰胺包含4至6个碳原子；并且脂肪族羧酰胺包含一个或两个羧酰胺基团。
49.在本发明的高度优选实施方式中，脂肪族羧酰胺包含2至16个碳原子，优选脂肪族羧酰胺包含2至10个碳原子，更优选脂肪族羧酰胺包含4至6个碳原子；并且脂肪族羧酰胺包含一个或两个羧酰胺基团，该羧酰胺基团是伯羧酰胺基团或仲羧酰胺基团。
50.在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺不包含除羧酰胺基团中包含的杂原子之外的任何杂原子。因此，在优选实施方式中，脂肪族羧酰胺不包含除至少一个羧酰胺基团之外的任何官能团。
51.在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺包含2至16个碳原子，优选脂肪族羧酰胺包含2至10个碳原子，更优选脂肪族羧酰胺包含4至6个碳原子；脂肪族羧酰胺包含一个或两个羧酰胺基团；并且脂肪族羧酰胺不包含除羧酰胺基团中包含的杂原子之外的任何杂原子。
52.在本发明的更优选实施方式中，脂肪族羧酰胺包含2至16个碳原子，优选脂肪族羧
酰胺包含2至10个碳原子，更优选脂肪族羧酰胺包含4至6个碳原子；脂肪族羧酰胺包含一个或两个羧酰胺基团；羧酰胺基团是伯羧酰胺基团或仲羧酰胺基团；并且脂肪族羧酰胺不包含除羧酰胺基团中包含的杂原子之外的任何杂原子。
53.在本发明的实施方式中，根据本文所述的各种实施方式的脂肪族羧酰胺是式(i)的化合物式中，r1、r2和r3独立地表示：未取代的c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，未取代的c
2-c
10
直链、支链或环状的烯基，或未取代的c
2-c
10
直链或支链的炔基；优选地，r1、r2和r3各自单独地表示：c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，c
2-c
10
直链、支链或环状的烯基，或c
2-c
10
直链或支链的炔基，并且r2和r3之一或两者表示h或甲基；更优选地，r1表示c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，并且r2和r3之一或两者表示h或甲基；最优选地，r1表示c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，并且r2和r3都表示h。
54.在本发明的实施方式中，根据本文所述的各种实施方式的脂肪族羧酰胺是式(i)的化合物式中，r1、r2和r3独立地表示：h，未取代的c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，未取代的c
2-c
10
直链、支链或环状的烯基，或未取代的c
2-c
10
直链或支链的炔基；优选地，r1、r2和r3各自单独地表示：c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，c
2-c
10
直链、支链或环状的烯基，或c
2-c
10
直链或支链的炔基，并且r2和r3之一或两者表示h或甲基；更优选地，r1表示c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，并且r2和r3之一或两者表示h或甲基；最优选地，r1表示c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，并且r2和r3都表示h。
55.在本发明的实施方式中，根据本文所述的各种实施方式的脂肪族羧酰胺是式(ii)的化合物
式中，a为选自1至8的整数，并且r4表示：h，未取代的c
1-c
10
直链、支链或环状的烷基，未取代的c
2-c
10
直链、支链或环状的烯基，或未取代的c
2-c
10
直链或支链的炔基；优选地，a为选自1至5的整数，并且r4表示h或甲基；最优选地，a为选自1至5的整数，并且r4表示h。
56.在本发明的实施方式中，根据本文所述的各种实施方式的脂肪族羧酰胺是式(iii)的化合物式中，x表示：未取代的c
1-c
10
直链、支链或环状的烷二基，未取代的c
2-c
10
直链、支链或环状的烯二基，或未取代的c
2-c
10
直链或支链的炔二基，并且r5、r6、r7和r8独立地表示h或甲基；优选地，x表示未取代的c
1-c
10
直链、支链或环状的烷二基，并且r5、r6、r7和r8独立地表示h或甲基；更优选地，x表示未取代的c
1-c
10
直链、支链或环状的烷二基，并且r5、r6、r7和r8表示h。
57.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是以下化合物(i)a至(i)j、(ii)a至(ii)d或(iii)a至(iii)j中的一种：
58.在本发明的具体实施方式中，脂肪族羧酰胺不是草酸二酰胺、琥珀酸酰胺、乙酰胺、2-吡咯烷酮和/或己内酰胺，优选草酸二酰胺、琥珀酸酰胺、琥珀酸二酰胺、乙酰胺、2-吡咯烷酮和/或己内酰胺。
59.在本发明的具体实施方式中，脂肪族羧酰胺不是琥珀酰胺、己二酰胺、丙酰胺、己酰胺、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、2-哌啶酮和/或γ-己内酰胺。
60.在本发明特别优选实施方式中，脂肪族羧酰胺不是己二酰胺和/或n-甲基-2-吡咯烷酮。
61.在本发明的特别优选实施方式中，脂肪族羧酰胺不是草酸二酰胺、琥珀酸酰胺、乙酰胺、2-吡咯烷酮、己内酰胺、己二酰胺、丙酰胺、己酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮和/或2-哌啶酮。
62.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是如本文所述的式(i)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是乙酰胺、丙酰胺和/或己酰胺。在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺是本文所述的式(i)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是乙酰胺。
63.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是如本文所述的式(ii)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、2-哌啶酮和/或己内酰胺。在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺是本文所述的式(ii)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是2-吡咯烷酮、己内酰胺和/或n-甲基-2-吡咯烷酮。在本发明的更优选实施方式中，脂肪族羧酰胺是本
文所述的式(ii)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是n-甲基-2-吡咯烷酮。
64.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是如本文所述的式(iii)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是草酸二酰胺、琥珀酸酰胺和/或己二酰胺。在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺是本文所述的式(iii)化合物，其中脂肪族羧酰胺不是己二酰胺。
65.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺为选自(i)b、(i)c、(i)d、(i)e、(i)f、(i)g、(i)h、(i)i、(i)j、(ii)a、(ii)c、(iii)b、(iii)d、(iii)e、(iii)f、(iii)g、(iii)h、(iii)i和(iii)j的化合物。
66.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是选自(i)b至(i)j、优选(i)b至(i)g、更优选(i)b至(i)e的化合物。
67.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是选自(i)b至(i)j、优选(i)b至(i)g、更优选(i)b至(i)d的化合物。
68.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是选自(ii)a、(ii)c和(ii)e，优选(ii)c和(ii)e，更优选(ii)c的化合物。
69.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是选自(iii)d至(iii)j、优选(iii)d至(iii)g、更优选(iii)b至(iii)e的化合物。
70.在本发明的实施方式中，脂肪族羧酰胺是选自(iii)d至(iii)j、优选(iii)e至(iii)h、更优选(iii)e至(iii)g的化合物。
71.在本发明的优选实施方式中，脂肪族羧酰胺为化合物i(c)或(ii)c、优选化合物i(c)。
72.在本发明的实施方式中，当脂肪族羧酰胺以2.25mmol脂肪族羧酰胺的浓度(相对于基础流体中的100g meg，基础流体由33体积％meg水溶液组成)用作唯一添加剂时，脂肪族羧酰胺能够将25℃下的电导率保持在小于25μs/cm、优选小于10μs/cm、更优选小于5μs/cm，其中电导率在将传热流体在90℃下老化14天后测定。电导率
73.在本发明的实施方式中，提供了本文所述的组合物，该组合物具有本文其他地方所述的电导率，根据astm d1125使用radiometer copenhagen cdm210电导仪、radiometer copenhagen cdc745-9电导池和radiometer copenhagen温度传感器t201测量。
74.在本发明的实施方式中，提供了本文所述的组合物，在可选地存在铝(en ac-alsi10mg(a)t6，din en 1706)的情况下，该组合物在90℃下老化14天后的25℃下的电导率为小于25μs/cm、优选小于10μs/cm、优选小于5μs/cm、更优选小于2μs/cm。
75.不希望受任何理论束缚，如从实验结果可以看出的，本发明人认为老化样品的电导率可与混合物中存在的二醇氧化产物二醇酸盐和甲酸盐的量相关。因此，在本发明的实施方式中，提供了本文所述的组合物，在可选地存在铝的情况下，在90℃下老化14天后，二醇酸盐浓度和/或甲酸盐浓度小于30ppm、优选小于10ppm，其中二醇酸盐的浓度和甲酸盐的浓度通过离子色谱法测定。腐蚀抑制
76.如本文通篇所解释的，本发明的组合物表现出本文所述的电导率特性，同时不会显著腐蚀铝。因此，在本发明的实施方式中，提供了本文所述的组合物，其中浸没在组合物中的铝试片(en ac-alsi10mg(a)t6，din en 1706)根据mtv 5061(加热)测定的重量损失小
于20mg、优选小于10mg、优选小于2mg。其他添加剂
77.如本领域技术人员将理解的，基于本文提供的教导，本发明的组合物可包含一种以上例如本领域常规的添加剂。在本领域普通技术人员的常规能力范围内能够确定可以添加多少特定添加剂以使所得组合物的电导率符合本发明。
78.在本发明的某些实施方式中，本文提供的组合物还包含一种以上的添加剂，优选选自腐蚀抑制剂、液体电介质、抗氧化剂、抗磨剂、去污剂和消泡剂的添加剂。在优选实施方式中，本发明的组合物还包含一种以上的所述添加剂，其量为0.001至10wt％、优选为0.01至5wt％(以组合物的总重量为基准计)。
79.在优选实施方式中，本发明的组合物还包含一种以上的添加剂，所述添加剂选自噻唑、三唑、聚烯烃、聚环氧烷、硅油、矿物油、硅酸盐、脂肪族单羧酸、脂肪族二羧酸、脂肪族三羧酸、钼酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、膦酸盐和磷酸盐。在优选实施方式中，本发明的组合物还包含一种以上的所述添加剂，其量为0.001至10wt％、优选为0.01至5wt％(以组合物的总重量为基准计)。
80.本文在各种实施方式中提及的其他添加剂(即，脂肪族单羧酸、脂肪族二羧酸、脂肪族三羧酸和相应的羧酸盐)涉及未取代的脂肪族羧酸或羧酸盐。
81.在本发明的优选实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含腐蚀抑制剂，其为噻唑或三唑、优选为芳香族三唑或芳香族噻唑。在本发明的优选实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含一种以上的选自下组的三唑：甲苯基三唑、苯并三唑或它们的组合。
82.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含量大于0.001wt％、优选大于0.01wt％、优选大于0.1wt％和/或小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于3wt％(以组合物的总重量为基准计)的三唑或噻唑，优选甲苯基三唑或苯并三唑。
83.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含消泡剂。优选地，消泡剂选自聚烯烃、聚环氧烷、硅聚合物(例如3d硅聚合物)或硅油。
84.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含量大于0.001wt％、优选大于0.005wt％、优选大于0.01wt％和/或小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于3wt％(以组合物的总重量为基准计)的消泡剂。
85.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含选自芳香族羧酸盐、脂肪族单羧酸盐、脂肪族二羧酸盐、脂肪族三羧酸盐、钼酸盐和磷酸盐的腐蚀抑制剂。
86.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含脂肪族单羧酸盐，优选选自c
4-c
12
脂肪族单羧酸盐，其量大于50ppm、优选大于100ppm、优选大于500ppm和/或小于5000ppm、优选小于2500ppm、优选小于1000ppm(以重量计)。
87.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含脂肪族二羧酸盐，优选选自c
6-c
16
脂肪族二羧酸盐，其量大于100ppm、优选大于500ppm和/或小于5000ppm、优选小于2500ppm、优选小于1000ppm(以重量计)。
88.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含脂肪族三羧酸盐，优选选自c
7-c
18
脂肪族三羧酸盐，其量大于50ppm、优选大于100ppm、优选大于500ppm
和/或小于5000ppm、优选小于2500ppm、优选小于1000ppm(以重量计)。
89.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含芳香族羧酸盐，优选芳香族羧酸盐，其选自苯甲酸盐、苯-1,2-二羧酸盐、苯-1,2,3-三羧酸盐、苯-1,2,4-三羧酸盐、苯-1,4-二羧酸盐及它们的组合，其量大于50ppm、优选大于100ppm、优选大于500ppm和/或小于5000ppm、优选小于2500ppm、优选小于1000ppm(以重量计)。
90.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含腐蚀抑制剂，其为钼酸盐，优选无机钼酸盐，其量大于1ppm、优选大于10ppm、优选大于100ppm和/或小于10000ppm、优选小于1000ppm、优选小于500ppm(以重量计)。
91.如果钼酸盐以盐的形式使用，则本文中使用的钼酸盐的量指钼酸盐阴离子的量(即不包括阳离子平衡离子(counterion)的重量)。
92.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含腐蚀抑制剂，其为磷酸盐，优选无机磷酸盐，其量大于10ppm、优选大于250ppm、优选大于1000ppm和/或小于10000ppm、优选小于5000ppm、优选小于2500ppm(以重量计)。
93.如果磷酸盐以盐的形式使用，则本文中使用的磷酸盐的量指磷酸根阴离子的量(即不包括阳离子平衡离子的重量)。
94.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含腐蚀抑制剂，其为硅酸盐，其量大于1ppm si、优选大于10ppm si、最优选大于100ppm si和/或小于10000ppm、优选小于1000ppm、优选小于500ppm(以重量计)。所述硅酸盐腐蚀抑制剂优选选自无机硅酸盐(例如偏硅酸钠)、硅酸酯(例如si(or)4，其中r为c1至c4烷基)或二氧化硅(sio2)纳米颗粒(例如体积中值粒径(dv50)为10至200nm的二氧化硅纳米颗粒)。
95.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含硝酸盐，优选无机硝酸盐，其量大于1ppm、优选大于10ppm、优选大于100ppm和/或小于10000ppm、优选小于1000ppm、优选小于500ppm(以组合物的总重量为基准计)。
96.如果硝酸盐以盐的形式使用，则本文中使用的硝酸盐的量指硝酸根阴离子的量(即不包括阳离子平衡离子的重量)。
97.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含亚硝酸盐，优选无机亚硝酸盐，其量大于1ppm、优选大于10ppm、优选大于100ppm和/或小于10000ppm、优选小于1000ppm、优选小于500ppm(以组合物的总重量为基准计)。
98.如果亚硝酸盐以盐的形式使用，则本文中使用的亚硝酸盐的量指亚硝酸根阴离子的量(即不包括阳离子平衡离子的重量)。
99.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含膦酸盐，优选无机膦酸盐，其量大于10ppm、优选大于250ppm、优选大于1000ppm和/或小于10000ppm、优选小于5000ppm、优选小于2500ppm(以组合物的总重量为基准计)。
100.如果膦酸盐以盐的形式使用，则本文中使用的膦酸盐的量指膦酸盐阴离子的量(即不包括阳离子平衡离子的重量)。
101.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含抗氧化剂。优选地，抗氧化剂选自酚类抗氧化剂，例如2,6-二叔丁基甲基苯酚和4,4'-亚甲基-双(2,6-二-叔丁基苯酚)；芳香胺，例如对,对二辛基苯胺、单辛基二苯胺、吩噻嗪、3,7-二辛基吩噻嗪、苯基-1-萘胺、苯基-2-萘胺、烷基苯基-1-萘胺和烷基-苯基-2-萘胺；以及含硫化合物，
例如二硫代磷酸盐、亚磷酸盐、硫化物和二硫金属盐，例如苯并噻唑、二烷基二硫代磷酸锡和二芳基二硫代磷酸锌。
102.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含抗氧化剂，其量大于0.001wt％、优选大于0.005wt％、优选大于0.01wt％和/或小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于3wt％(以组合物的总重量为基准计)。
103.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含抗磨剂。优选地，抗磨剂选自磷酸盐、亚磷酸盐、硫代亚磷酸盐，例如二烷基二硫代磷酸锌、二芳基二硫代磷酸锌、磷酸三甲苯酯、氯化蜡、硫化脂肪和烯烃，例如硫代二丙酸酯、二烷基硫化物、二烷基多硫化物、烷基硫醇、二苯并噻吩和2,2'-二硫代双(苯并噻唑)；有机铅化合物、脂肪酸、卤素取代的有机硅化合物和卤素取代的磷化合物。
104.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物包含抗磨剂，其量大于0.001wt％、优选大于0.005wt％、优选大于0.01wt％和/或小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于3wt％(以组合物的总重量为基准计)。
105.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含表面活性剂。优选地，表面活性剂选自阴离子表面活性剂，例如由r-x表示的化合物的盐；其中x表示硫酸盐基团、磷酸盐基团、磺酸盐基团或羧酸盐基团，优选硫酸盐基团；其中r选自：-支链或直链的c
5-c
24
烷基；-支链或直链的单不饱和c
5-c
24
烯基；-支链或直链的多不饱和c
5-c
24
烯基；-包含c
8-c
15
烷基的烷基苯基团；-包含c
8-c
15
烯基的烯基苯基团；-包含c
3-c
15
烷基的烷基萘基团；-包含c
3-c
15
烯基的烯基萘基团；-包含c
8-c
15
烷基的烷基酚基团；和-包含c
8-c
15
烯基的烯基酚基团。
106.在本发明的实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物包含所述表面活性剂，其量大于0.001wt％、优选大于0.005wt％、优选大于0.01wt％和/或小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于3wt％(以组合物的总重量为基准计)。
107.在本发明的某些实施方式中，提供了本文定义的组合物，该组合物还包含液体电介质。优选的液体电介质是矿物油、硅油及它们的混合物。
108.在本发明的某些实施方式中，本文提供的组合物包含的液体电介质小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于1wt％(以组合物的总重量为基准计)。
109.在本发明的某些实施方式中，本文提供的组合物包含的液体电介质大于0.0001wt％、优选大于0.001wt％、优选大于0.01wt％和/或小于10wt％、优选小于5wt％、优选小于3wt％(以组合物的总重量为基准计)。
110.在本发明的某些实施方式中，本文提供的组合物包含的液体电介质为0.0001至10wt％、优选为0.001至5wt％、优选为0.01至1wt％(以组合物的总重量为基准计)。杂物(varia)
111.在本发明的具体实施方式中，提供了本文所述的组合物，其中草酸二酰胺、琥珀酸
酰胺、乙酰胺、2-吡咯烷酮和己内酰胺的合计浓度(优选草酸二酰胺、琥珀酸酰胺、琥珀酸二酰胺、乙酰胺、2-吡咯烷酮和己内酰胺的合计浓度)小于1wt％、优选小于0.1wt％、优选小于0.01wt％、最优选为约0wt％(以组合物的总重量为基准计)。
112.在本发明的具体实施方式中，提供了本文所述的组合物，其中琥珀酰胺、己二酰胺、丙酰胺、己酰胺、2-吡咯烷酮、n-甲基-2-吡咯烷酮、2-哌啶酮和ε-己内酰胺的合计浓度小于1wt％、优选小于0.1wt％、优选小于0.01wt％、最优选为约0wt％(以组合物的总重量为基准计)。
113.在本发明的具体实施方式中，提供了本文所述的组合物，其中草酸二酰胺、琥珀酸酰胺、乙酰胺、2-吡咯烷酮、琥珀酰胺、己二酰胺、丙酰胺、己酰胺、己内酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮和2-哌啶酮的合计浓度小于1wt％、优选小于0.1wt％、优选小于0.01wt％、最优选为约0wt％(以组合物的总重量为基准计)。
114.在本发明的特别优选实施方式中，提供了本文所述的组合物，其中己二酰胺或n-甲基-2-吡咯烷酮的合计浓度小于1wt％、优选小于0.1wt％、优选小于0.01wt％、最优选为约0wt％(以组合物的总重量为基准计)。作为传热流体的组合物
115.在高度优选实施方式中，本文所述的组合物、优选即用组合物为传热流体，优选为适用于太阳能系统、燃料电池、电动机、发电机、电池、电池电动车辆、电力电子设备或电子设备的传热流体，最优选为适用于燃料电池或电力电子设备的传热流体。
116.如本领域技术人员将理解的，取决于(例如)预期应用，本发明的组合物可以各种浓度进行配制和使用。因此，本发明不受本文所述的脂肪族羧酰胺或其他添加剂的浓度的特别限制。因此，根据所设想的应用，本文所述的组合物可能适合原样使用，或可能需要在使用前通过基础流体稀释。然而，本发明人发现，以适合用作燃料电池冷却剂的即用组合物的形式或以适合制备所述即用组合物的浓缩物的形式提供本发明的组合物是特别有利的。即用
117.在本发明的一个高度优选实施方式中，本文所述的组合物以即用组合物的形式提供，其中：
·
至少一种脂肪族羧酰胺的浓度为0.001至10wt％、优选为0.01至5wt％、更优选为0.1至5wt％(以组合物的总重量为基准计)；和
·
组合物包含大于90wt％、优选大于95wt％、优选大于98wt％、优选大于99wt％(以组合物的总重量为基准计)的基础流体。
118.在本发明的实施方式中，本文提供的即用组合物包含浓度大于0.002wt％、大于0.005wt％、大于0.01wt％或大于0.05wt％(以组合物的总重量为基准计)的至少一种脂肪族羧酰胺。
119.在本发明的实施方式中，本文提供的即用组合物包含浓度小于8wt％、小于5wt％、小于1wt％、小于0.6wt％或小于0.5wt％(以组合物的总重量为基准计)的至少一种脂肪族羧酰胺。
120.如本领域技术人员将理解的，在组合物包含多于一种如本文所述的脂肪族羧酰胺的情况下，针对“至少一种脂肪族羧酰胺”提及的浓度指存在的所有脂肪族羧酰胺的合计浓度。
121.在优选实施方式中，提供了本文所述的即用组合物，其中基础流体由水和醇组成，所述醇选自单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、五丙二醇、六丙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、四氢糠基、乙氧基化糠基、甘油二甲醚、山梨糖醇、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、甲氧基乙醇和甘油，优选选自单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、甘油或它们的混合物；醇的量为10至80wt％(以组合物的总重量为基准计)、优选为30至70wt％。在具体实施方式中，醇的量为10至45wt％(以组合物的总重量为基准计)。
122.在高度优选实施方式中，即用组合物在25℃下的电导率小于25μs/cm、优选小于10μs/cm、更优选小于5μs/cm，其中电导率在将传热流体在90℃下老化14天后测定。浓缩物
123.在本发明的一个优选实施方式中，本文所述的组合物以适合制备本文所述的即用组合物的浓缩物的形式提供。
124.在优选实施方式中，浓缩物适于通过添加水和/或醇来制备本文所述的即用组合物；优选通过添加水、单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇和/或甘油；最优选通过添加水。在高度优选实施方式中，浓缩物适用于仅通过添加水和/或醇来制备即用组合物；优选仅通过添加水、单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇和/或甘油；最优选仅通过添加水制备(即，无需添加其他成分即可由浓缩物制备本文所述的即用型组合物)。
125.在实施方式中，提供了浓缩物，其中脂肪族羧酰胺的浓度大于0.1wt％、优选大于0.5wt％、更优选大于1wt％(以组合物的总重量为基准计)。
126.在优选实施方式中，提供了浓缩物，其中脂肪族羧酰胺的浓度为0.1至0.5wt％(以组合物的总重量为基准计)。
127.在优选实施方式中，提供了浓缩物，其中脂肪族羧酰胺的浓度为0.5至50wt％、优选为10至50wt％(以组合物的总重量为基准计)。
128.在优选实施方式中，浓缩物包含本文定义的基础流体和本文定义的脂肪族羧酰胺，脂肪族羧酰胺的浓度大于0.1wt％、优选大于1wt％，并且大于80wt％、优选大于85wt％、优选大于90wt％(以组合物的总重量为基准计)的浓缩物为醇，优选为选自单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇和甘油的醇，最优选为单乙二醇。
129.在优选实施方式中，浓缩物包含本文定义的基础流体和本文定义的脂肪族羧酰胺，脂肪族羧酰胺的浓度大于0.1wt％、优选大于1wt％(以组合物的总重量为基准计)，并且大于80wt％、优选大于85wt％、优选大于90wt％的浓缩物为水。制备方法
130.在本发明的另一方面，提供了制备本文定义的组合物的方法，包括以下步骤：(i)提供本文定义的基础流体；(ii)提供本文定义的脂肪族羧酰胺；(iii)可选地提供本文定义的其他添加剂；和(iv)将步骤(i)的基础流体与步骤(ii)的脂肪族羧酰胺和步骤(iii)的可选的其他添加剂混合，得到组合物。
131.根据本发明，化合物的添加顺序没有特别限制。
132.在本发明的另一方面，提供了制备本文定义的即用组合物的方法，包括以下步骤：
(i)提供本文定义的浓缩物；(ii)提供水、醇或它们的混合物；(iii)可选地提供本文定义的其他添加剂；和(iv)将步骤(i)的浓缩物与步骤(ii)的水、醇或它们的混合物以及步骤(iv)的可选的其他添加剂混合，得到即用组合物。
133.在优选实施方式中，提供了制备本文定义的即用组合物的方法，包括以下步骤：(i)提供本文定义的浓缩物；(ii)提供水、醇或它们的混合物；(iii)将步骤(i)的浓缩物与步骤(ii)的水、醇或它们的混合物混合，得到即用组合物。
134.根据本发明，步骤(ii)的醇选自单乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、五丙二醇、六丙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、四氢糠基、乙氧基化糠基、甘油二甲醚、山梨糖醇、1,2,6-己三醇、三羟甲基丙烷、甲氧基乙醇和甘油，优选选自单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇、甘油或它们的混合物；优选选自单乙二醇、单丙二醇、1,3-丙二醇及它们的组合。
135.在优选实施方式中，步骤(ii)包括提供大于50wt％(以浓缩物的重量计)的水、醇或它们的混合物，优选大于100wt％、大于150wt％、大于200wt％或大于500wt％的水、醇或它们的混合物。其他
136.在本发明的实施方式中，提供了一种组合物、优选本文定义的即用组合物，该组合物的ph为3至8、更优选为3.5至7。
137.在本发明的实施方式中，提供了一种组合物、优选本文定义的即用组合物，其中脂肪族羧酰胺与基础流体中包含的醇的重量比小于0.05、优选小于0.02、更优选小于0.01、最优选小于0.007。用途/方法
138.在本发明的另一方面，提供了一种电气系统，优选地，电气系统选自太阳能系统、燃料电池、电动机、发电机、电池、电话传输站、无线电和电视广播站、中继站、电加热或冷却装置，优选燃料电池；电气系统还包含组合物，优选本文所述的即用组合物。
139.另一方面，本发明提供了本文所述的脂肪族羧酰胺的用途：
·
用于抑制二醇系冷却剂、优选单乙二醇系冷却剂中二醇酸根或甲酸根离子的形成；
·
用于保持二醇系冷却剂中的低电导率；
·
作为低电导率传热流体添加剂或抑制剂；
·
作为低电导率传热流体添加剂或抑制剂，其用量低于芳香族酰胺；或者
·
作为低电导率传热流体添加剂或抑制剂，其与芳香族酰胺相比具有改进的性能。
140.在本发明的另一方面，提供了组合物、优选本文所述的即用组合物作为传热流体或冷却剂的用途，优选作为电气系统中的传热流体或冷却剂，更优选作为选自太阳能系统、燃料电池、电动机、发电机、电池、电话传输站、电力电子设备、无线电和电视广播站、中继
站、电加热或冷却设备(优选燃料电池或电力电子设备)的电气系统中的传热流体或冷却剂。
141.在本发明的另一方面，提供了一种热交换方法，包括：a.在电气系统中产生热量，优选地，电气系统选自太阳能系统、燃料电池、电动机、发电机、电池、电话传输站、电力电子设备、无线电和电视广播站、中继站、电加热或冷却装置，优选为燃料电池或电力电子设备；b.使本文所述的组合物、优选本文所述的即用组合物与步骤a的系统接触；c.将热量从系统传递至组合物；d.使组合物通过热交换器；和e.将热量从组合物中转移。实施例
142.本发明的组合物的出乎意料的性能(特别是老化后、甚至在金属存在下的电导率)通过将铝样品浸入具有不同的本发明化合物或比较化合物的组合物中并将组合物在90℃下老化14天来证明。
143.通过加入2.25mmol的酰胺抑制剂(相对于100g单乙二醇)来制备12种组合物(示例1至12)。随后用超纯水(upw)稀释这些冷却剂浓缩物以获得由33体积％的单乙二醇浓缩物(在水中)组成的组合物。不同示例中使用的抑制剂如表1和表2中详述。示例1至8是比较例，而示例9至14详述了本发明的组合物。在老化前测量ph值和电导率(econduc)，结果如表1和表2所示。随后，用upw冲洗100ml玻璃瓶，在90℃下干燥过夜。铝(en ac-alsi10mg(a)t6，din en 1706)试片使用p240砂纸抛光，用upw和丙酮冲洗，在100℃下干燥1小时，称重。将试片添加到瓶中，填充100ml示例1至14的组合物(双份)，将瓶放置在90℃的烘箱中。14天后，将瓶从烘箱中取出，测量老化组合物的电导率和ph值。通过离子色谱法测定老化组合物中的二醇酸盐和甲酸盐浓度。用水和软毛刷轻轻清洁所有试片，干燥，称重(试片at)。最后，通过将所有试片置于hno3：upw为4：1的混合物中10分钟，对所有试片进行化学清洗。试片进一步用水和软毛刷清洁，在100℃下干燥1小时，称重(试片cc)。
144.表1：比较例1至81负号表示重量增加
145.表2：实施例9至141负号表示重量增加
146.从上述结果可以看出，虽然示例1至8中大多数在未老化的样品中表现出可比的低电导率值，但使用脂肪族羧酰胺的组合物(示例9至14)的低电导率和二醇分解酸含量令人惊讶且出乎意料地在老化后没有受到显著影响。