一种联苯苄基衍生物复合导热油及其制备方法与流程

本技术属于导热油，特别涉及一种联苯苄基衍生物复合导热油及其制备方法。

背景技术：

1、导热油作为一种特种液体介质，在工业加热和冷却过程中扮演着至关重要的角色，其主要作用是通过间接方式传递热量。导热油的应用范围非常广泛，涵盖了从石油化工、化纤、医药、纺织印染到建材等多个行业。在这些行业中，导热油被用于各种类型的加热设备中，如反应釜、蒸馏塔、干燥机等。导热油能够在相对较低的压力下提供高温，并且具有良好的热稳定性和化学稳定性，以及较长的使用寿命，这使得它成为众多工业应用中的首选传热媒介。

2、导热油的发展经历了多个阶段，早期的导热油主要是基于矿物油，后来随着合成技术的进步，出现了合成型导热油。矿物油基导热油成本较低，但其最高使用温度通常不超过300摄氏度，而且长期高温运行会导致油品快速老化，产生焦炭沉积等问题。相比之下，合成型导热油可以提供更高的工作温度范围，同时它们还具备更好的热稳定性和更长的使用寿命。此外，合成型导热油往往具有更低的挥发性，减少了因蒸发而造成的损失，并且对环境的影响也较小。

3、导热油按照其物理化学性质和用途可以分为不同的类型，主要包括矿物油型、合成芳香烃型、硅油型以及其他特殊用途的导热油。矿物油型导热油由石油经过精炼得到，因其价格低廉、来源广泛而被广泛应用，但其热稳定性和抗氧化性能相对较差。合成芳香烃型导热油则是以芳香族化合物为基础，通过化学合成方法制造而成，这类导热油的特点是在高温下的稳定性极佳，适合于需要长时间高温操作的场合。硅油型导热油则以其卓越的耐温特性和低毒性著称，适用于食品加工等行业，不过由于其成本较高，限制了其大规模的应用。

4、现有技术中面临的一个重要问题就是导热油的使用温度不够高。尽管合成型导热油已经将工作温度上限推升至新的高度，但在一些特殊工艺中，比如某些化工合成反应或者金属熔炼过程，仍然需要更高温度的操作环境。此时，传统的导热油可能无法满足需求，因为一旦超过其安全工作温度，导热油会迅速分解，导致性能急剧下降，甚至可能引发安全事故。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中导热油的使用温度无法满足需求的问题，本技术提供一种联苯苄基衍生物复合导热油及其制备方法，通过氢化三联苯与联苯苄基衍生物混合后加入助剂，既保证了导热油可以在较高的温度使用，又保证了整个体系的兼容和稳定性。

2、本技术提供一种联苯苄基衍生物复合导热油，按重量份数计包括以下组份：60份-85份基础油a、15份-20份基础油b、0.05-1份碳纳米管、1-3份n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺以及1-5份苯甲基硅油；其中所述基础油a为氢化三联苯，基础油b为联苯苄基衍生物，所述联苯苄基衍生物具有以下结构：

3、。

4、更进一步，所述苯甲基硅油为高苯基低聚合度硅油，其中苯基取代基的摩尔分数为45%-55%。

5、更进一步，所述碳纳米管直径7-15nm，长度1-5μm。

6、本技术还提供一种联苯苄基衍生物复合导热油的制备方法，包括以下步骤：

7、s1、依次加入氯化钯、1,5-双（二苯基膦）戊烷、碳酸氢钠、4-甲氧基苯硼酸和乙醇，搅拌直至所有固体溶解后，加入4-溴乙酸苯酯，将混合物加热搅拌进行反应，反应结束后，过滤并用己烷萃取多次，合并有机层后用去离子水洗涤，再用无水硫酸镁干燥，浓缩得到粗产物；

8、s2、向s1得到的粗产物中加入4-三氟甲基苯硼酸、氯化钯和1,5-双（二苯基膦）戊烷、碳酸氢钠以及乙醇，再次加热搅拌进行反应，反应结束后，过滤并用己烷萃取多次，合并有机层后用去离子水洗涤，再用无水硫酸镁干燥，得到联苯苄基衍生物；

9、s3、将n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺加入步骤s2所得联苯苄基衍生物中，升温至60-80℃并搅拌，然后保持温度和搅拌加入氢化三联苯、苯甲基硅油以及碳纳米管，过滤脱气后得到联苯苄基衍生物复合导热油。

10、更进一步，步骤s1中所述氯化钯、1,5-双（二苯基膦）戊烷、碳酸氢钠、4-甲氧基苯硼酸以及4-溴乙酸苯酯的摩尔比为0.01-0.05：0.01-0.05：2-3：1：1-1.5。

11、更进一步，步骤s2中所述氯化钯、1,5-双（二苯基膦）戊烷、碳酸氢钠以及4-三氟甲基苯硼酸的摩尔比为0.01-0.05：0.01-0.05：2-3：1。

12、更进一步，步骤s2所述4-三氟甲基苯硼酸与步骤s1所述4-溴乙酸苯酯的摩尔比为1：1.5。

13、更进一步，步骤s1和步骤s2所述加热温度为75-95℃，步骤s1反应时间为3-5h，步骤s2反应时间为22-26h。

14、本技术中氢化三联苯作为基础油a，提供了优异的热稳定性和高闪点，能够在高温下保持稳定的物理性质。联苯苄基衍生物作为基础油b，进一步提升了导热油的热传导性能和化学稳定性。碳纳米管的添加显著提高了导热油的热传导效率，其纳米级尺寸有助于均匀分散并增强导热网络。n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺作为一种高性能添加剂，能够改善导热油的相容性和机械强度，同时提高其玻璃化转变温度。苯甲基硅油则通过引入苯基取代基，大幅提高了导热油的耐热性和抗氧化性，确保在高温环境下的长期稳定性，使得导热油在330℃也可以使用并有较好的表现。

15、合成联苯苄基衍生物的初步反应中依次加入氯化钯、1,5-双（二苯基膦）戊烷、碳酸氢钠、4-甲氧基苯硼酸和乙醇，此步骤利用钯催化交叉偶联反应，将4-溴乙酸苯酯与4-甲氧基苯硼酸进行偶联，生成中间体。氯化钯作为催化剂，1,5-双（二苯基膦）戊烷作为配体，碳酸氢钠提供碱环境，乙醇作为溶剂，然后步骤s2进一步修饰联苯苄基衍生物，加入4-三氟甲基苯硼酸、氯化钯、1,5-双（二苯基膦）戊烷、碳酸氢钠以及乙醇，再次加热至75-95℃并搅拌反应22-26小时。此步骤继续利用钯催化交叉偶联反应，将中间体与4-三氟甲基苯硼酸进行偶联，生成目标联苯苄基衍生物，流程如下所示：

16、

17、苯甲基硅油中的苯基取代基具有较高的热稳定性和抗氧化性。在高温下，苯环结构能够有效地吸收和分散热量，防止聚合物链断裂和交联反应的发生。此外，苯基的存在增加了分子间的π-π相互作用，增强了分子链的刚性和稳定性。苯基取代基具有较高的抗氧化能力，能够在高温下有效抑制自由基的生成和传播，延缓氧化反应的速度。此外，苯环结构本身具有较高的化学惰性，不易与其他物质发生反应，联苯苄基衍生物和n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺中的芳香环结构赋予了导热油优异的耐化学性，使其能够抵抗各种酸、碱和有机溶剂的侵蚀。

18、n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺是一种高性能的芳香族聚酰亚胺预聚物，其分子中含有多个共轭双键和芳香环。这些结构在高温下能够形成稳定的网状结构，帮助导热油能够在高温环境中保持良好的热稳定性和抗氧化性，避免了因高温引起的分解和老化现象。其在本技术的体系中作为一种相容剂，能够通过相互作用，促进不同组分之间的良好相容性，还能减少各组分之间的相分离。联苯苄基衍生物和苯甲基硅油的分子链较长且柔韧性好，在加热过程中会发生一定程度的缠结，形成了稳定的三维网络结构。这种结构提高了其剪切稳定性和抗沉降性能。

19、碳纳米管具有极高的热导率，其一维纳米结构使得热量可以沿轴向快速传递。此外，碳纳米管的高长径比使其能够在导热油中形成有效的热传导网络，显著提高了整体的热传导效率。碳纳米管与联苯苄基衍生物之间存在较强的范德华力和π-π相互作用，这不仅有助于碳纳米管的均匀分散，还增强了热传导路径的连续性，并且可以提供界面结合力，能够在不同相态之间架起桥梁，不仅提高了机械强度，还促进了分子间的相互作用，有助于形成更加均匀的混合物。

20、碳纳米管、n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺和苯甲基硅油之间存在协同效应，进一步增强了整个体系的稳定性。碳纳米管的加入不仅提高了热导率，还改善了导热油的流变性能；n,n'-（4,4'-亚甲基二苯基）双马来酰亚胺则增强了分子间的交联，防止了长期使用过程中的分层现象。各组分在高温环境下保持良好的相容性和稳定性，避免了分层和沉淀现象的发生。长期使用过程中，导热油的性能保持一致，确保了系统的可靠性和一致性。