Ионообменные смолы, способ их получения, устройства и агрегаты теплопередачи, содержащие их - RU2007112833A

Реферат

1. Ионообменная смола, содержащая, по крайней мере, 15 мас.% от общего количества обменных групп, включающих, по крайней мере, одно из иона или кислоты Льюиса, или основания Льюиса, полученных из красителя, имеющего рК_а или рК_b больше, чем 5 в водном растворе при 25°С, в расчете на общее количество обменных групп.

2. Ионообменная смола по п.1, отличающаяся тем, что краситель по существу является свободным от функциональных групп, которые образуют частицы ионов при гидролизе в водно-спиртовом растворе.

3. Ионообменная смола по п.2, отличающаяся тем, что краситель является по существу свободным от функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из карбоксильных групп, сульфонатных групп, фосфонатных групп, четвертичных аминов, групп, которые несут положительный заряд, и групп, которые несут отрицательный заряд.

4. Ионообменная смола по п.1, отличающаяся тем, что краситель содержит, по крайней мере, один из следующих хромофоров: антрахинон, трифенилметан, дифенилметан, азосодержащие соединения, дисазосо держащие соединения, трисазосодержащие соединения, диазо со держащие соединения, ксантен, акридин, инден, фталоцианин, азааннулен, нитрозо, нитро, диарилметан, триарилметан, метин, индамин, азин, оксазин, тиазин, хинолин, индигоид, индофенол, лактон, аминокетон, гидроксикетон, стильбен, тиазол, одну или более сопряженных ароматических групп, одну или более сопряженных гетероциклических групп, одну или более сопряженных углерод-углеродных двойных связей или их комбинации.

5. Ионообменная смола по п.1, отличающаяся тем, что краситель содержит продукт реакции хромофора и непроводящей алкоксигруппы, содержащей от 1 до 30 атомов углерода.

6. Ионообменная смола по п.5, отличающаяся тем, что краситель содержит, по крайней мере, один хромофор, выбранный из группы, состоящей из антрахинона, трифенилметана, дифенилметана, азосодержащих соединений, дисазосодержащих соединений, трисазосодержащих соединений, диазосо держащих соединений или их комбинации.

7. Ионообменная смола по п.1, отличающаяся тем, что краситель имеет формулу:

R{A_k[(B)_nR¹]_m}_x,

где R представляет собой органический хромофор, выбранный из группы, состоящей из антрахинона, трифенилметана, дифенилметана, азосодержащих соединений, дисазосодержащих соединений, трисазосодержащих соединений, диазосодержащих соединений, ксантена, акридина, индена, фталоцианина, азааннулена, нитрозо, нитро, диарилметана, триарилметана, метина, индамина, азина, оксазина, тиазина, хинолина, индигоида, индофенола, лактона, аминокетона, гидроксикетона, стильбена, тиазола, одной или более сопряженных ароматических групп, одной или более сопряженных гетероциклических групп, одной или более сопряженных углерод-углеродных двойных связей или их комбинации;

А представляет собой связывающую группу в указанном хромофоре, выбранную из группы, состоящей из О, N и S; k имеет значение 0 или 1;

В выбран из группы, состоящей из одной или более алкиленокси или алкоксигрупп, содержащих от 1 до 8 атомов углерода;

n - целое число от 1 до 100;

m - это 1 или 2;

х - целое число от 1 до 5; и

R¹ выбран из группы состоящей из Н, C₁-С₆алкильной или алкоксигрупп, содержащих от 1 до 8 атомов углерода или их комбинации.

8. Устройство теплопередачи, включающее циркуляционный контур, определяющий направление течения окрашенного теплоносителя, имеющего удельную электрическую проводимость меньше, чем 10 мкС/см, и ионообменную смолу, помещенную по направлению течения, которая содержит, по крайней мере, 15 мас.% от общего количества обменных групп, содержащих краситель, в расчете на общее количество обменных групп.

9. Устройство теплопередачи по п.8, отличающееся тем, что окрашенный теплоноситель включает непроводящий краситель и имеет удельную электрическую проводимость не более чем или равную 10 мкС/см.

10. Устройство теплопередачи по п.9, отличающееся тем, что окрашенный теплоноситель имеет удельную электрическую проводимость меньше, чем 5 мкС/см.

11. Устройство теплопередачи по п.10, отличающееся тем, что окрашенный теплоноситель имеет удельную электрическую проводимость от 0,02 до 5 мкС/см.

12. Устройство теплопередачи по п.11, отличающееся тем, что окрашенный теплоноситель имеет удельную электрическую проводимость от 0,05 до 1 мкС/см.

13. Устройство теплопередачи по п.9, отличающееся тем, что непроводящий краситель присутствует в количестве от 0,0001 до 0,2 мас.%, в расчете на общую массу окрашенного теплоносителя.

14. Устройство теплопередачи по п.13, отличающееся тем, что непроводящий краситель присутствует в количестве от 0,0005 до 0,1 мас.%, в расчете на общую массу окрашенного теплоносителя.

15. Устройство теплопередачи по п.14, отличающееся тем, что непроводящий краситель присутствует в количестве от 0,0005 до 0,05 мас.%, в расчете на общую массу окрашенного теплоносителя.

16. Устройство теплопередачи по п.8, отличающееся тем, что непроводящий краситель дополнительно включает спирт.

17. Устройство теплопередачи по п.16, отличающееся тем, что спирт представляет собой, по крайней мере один спирт, выбранный из метанола, этанола, пропанола, бутанола, фурфурола, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, 1,2-пропиленгликоля, 1,3-пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутиленгликоля, глицерина, моноэтилового эфира глицерина, диметилового эфира глицерина, 1,2,6-гексантриола, триметилолпропана, метоксиэтанола или их комбинации.

18. Устройство теплопередачи по п.9, отличающееся тем, что краситель в ионообменной смоле и непроводящий краситель в окрашенном теплоносителе представляют собой один и тот же краситель.

19. Устройство теплопередачи по п.18, отличающееся тем, что краситель по существу свободен от функциональных групп, которые образуют частицы ионов при гидролизе в водно-спиртовом растворе.

20. Устройство теплопередачи по п.19, отличающееся тем, что краситель по существу свободен от функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из карбоксильных групп, сульфонатных групп, фосфонатных групп, четвертичных аминов, групп, которые несут положительный заряд, и групп, которые несут отрицательный заряд.

21. Устройство теплопередачи по п.18, отличающееся тем, что краситель содержит, по крайней мере, один из следующих хромофоров: антрахинон, трифенилметан, дифенилметан, азосодержащие соединения, дисазосодержащие соединения, трисазосодержащие соединения, диазосодержащие соединения, ксантен, акридин, инден, фталоцианин, азааннулен, нитрозо, нитро, диарилметан, триарилметан, метин, индамин, азин, оксазин, тиазин, хинолин, индигоид, индофенол, лактон, аминокетон, гидроксикетон, стильбен, тиазол, одну или более сопряженных ароматических групп, одну или более сопряженных гетероциклических групп, одну или более сопряженных углерод-углеродных двойных связей или их комбинации.

22. Устройство теплопередачи по п.21, отличающееся тем, что краситель содержит продукт реакции хромофора и непроводящего алкоксисоединения, содержащего от 1 до 30 атомов углерода.

23. Устройство теплопередачи по п.22, отличающееся тем, что краситель содержит продукт реакции по крайней мере, одного хромофора, выбранного из группы, состоящей из антрахинона, трифенилметана, дифенилметана, азосодержащих соединений, дисазосодержащих соединений, трисазосодержащих соединений, диазосодержащих соединений или их комбинации.

24. Устройство теплопередачи по п.18, отличающееся тем, что краситель имеет формулу:

R{A_k[(B)_nR¹]_m}_x,

где R представляет собой органический хромофор, выбранный из группы, состоящей из антрахинона, трифенилметана, дифенилметана, азосодержащих соединений, дисазосодержащих соединений, трисазосодержащих соединений, диазосодержащих соединений, ксантена, акридина, индена, фталоцианина, азааннулена, нитрозо, нитро, диарилметана, триарилметана, метина, индамина, азина, оксазина, тиазина, хинолина, индигоида, индофенола, лактона, аминокетона, гидроксикетона, стильбена, тиазола, одной или более сопряженных ароматических групп, одной или более сопряженных гетероциклических групп, одной или более сопряженных углерод-углеродных двойных связей или их комбинации;

А представляет собой связывающую группу в указанном хромофоре, выбранную из группы, содержащей О, N и S;

k имеет значение 0 или 1;

В выбран из группы, состоящей из одной или более алкиленокси или алкоксигрупп, содержащих от 1 до 8 атомов углерода;

n - целое число от 1 до 100;

m - это 1 или 2;

х - целое число от 1 до 5; и

R¹ выбран из группы состоящей из Н, C₁-С₆алкильной или алкоксигрупп, содержащих от 1 до 8 атомов углерода или их комбинации.

25. Батарея топливных элементов с вспомогательным оборудованием, содержащая, по крайней мере один топливный элемент, включающий анод, катод и электролит; и находящееся с ним в тепловом контакте устройство теплопередачи топливного элемента, включающее циркуляционный контур, определяющий направление течения окрашенного теплоносителя, имеющего удельную электрическую проводимость меньше, чем 10 мкС/см, и ионообменную смолу, помещенную по направлению течения, причем ионообменная смола содержит, по крайней мере, 15 мас.% от общего количества обменных групп, содержащих краситель, в расчете на общее количество обменных групп.

26. Способ поддержания удельной электрической проводимости окрашенного теплоносителя на уровне менее чем 10 мкС/см, включающий прохождение окрашенного теплоносителя через устройство теплопередачи, где окрашенный теплоноситель имеет удельную электрическую проводимость меньше, чем 10 мкС/см, и устройство теплопередачи включает циркуляционный контур, определяющий направление течения окрашенного теплоносителя, имеющего удельную электрическую проводимость меньше, чем 10 мкС/см, и ионообменную смолу, помещенную по направлению течения, причем ионообменная смола содержит, по крайней мере, 15 мас.% от общего количества обменных групп, содержащих краситель, в расчете на общее количество обменных групп.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что окрашенный теплоноситель имеет цвет, который является видимым человеческому глазу.

28. Способ получения окрашенной ионообменной смолы, включающий контактирование ионообменной смолы с водным раствором красителя в течение периода времени, достаточного для замены по крайней мере 15% обменных центров красителем.

29. Агрегат, питающийся от альтернативного источника энергии, содержащий альтернативный источник энергии и устройство теплопередачи в тепловом контакте с альтернативным источником энергии, включающее циркуляционный контур, определяющий направление течения теплоносителя, имеющего удельную электрическую проводимость меньше, чем 200 мкС/см, и ионообменную смолу, помещенную по направлению течения, причем ионообменная смола содержит, по крайней мере, 15 мас.% от общего количества обменных групп, включающих, по крайней мере, одно из иона, кислоты Льюиса, или основания Льюиса, полученного из красителя, имеющего рК_а или рК_b больше, чем 5 в водном растворе при 25°С, в расчете на общее количество обменных групп.