CN101372613A - 一种低温用相变材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种低温用相变材料及其制备方法，以有机酸钠盐和丙三醇为原料，包括以下步骤：(1)将有机酸钠盐研碎成粉末状，加入丙三醇，按所需配比分别称量并均匀混合；(2)将两种物质均匀混合后加入水并不断搅拌，直到混合物变成透明的液体。其中有机酸钠盐∶丙三醇的质量百分比在30％∶70％与70％∶30％之间；并且水占这种相变材料的重量百分比在60％～80％以上，相变材料中的三种成分质量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之间。采用本发明制备的相变材料，相变过程可逆，相变温度在－10℃～－23℃之间，相变焓大于100kJ/kg，材料具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种低温用相变材料及其制备方法，特别设计一种相变温度在-10℃---23℃之间的相变材料。
背景技术
20世纪70年代以来，世界范围的能源危机促使蓄冷技术迅速发展。蓄冷技术，即在电力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，利用蓄冷介质的显热或潜热特性，用一定方式将冷量储存起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把储存的冷量释放出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。它是缓解能量供求双方在时间、强度和地点上不匹配的有效方式，是合理利用能源及减少环境污染的有效途径。
相变材料是蓄冷技术的应用载体，它从环境吸收热量或向环境放出热量，从而达到能量的储存和释放的目的。目前蓄冷技术的研究和应用主要集中在空调领域，国内外对0℃以下的低温相变蓄冷材料及其应用的研究还比较少。但在食品、化工、低温物流、医药、啤酒等众多行业，对于0℃～-40℃温度范围的蓄冷有着巨大的需求。据有关部门统计，仅商业系统的食品冷藏业，到目前我国冷库总容量已达880多万吨，总耗能折合用电量约为17.3亿度，占全国耗能的1.8％。若单以耗电而言，约为5.7亿度，占全国发电量的1.6％。冷库的库温范围一般为-10～-20℃，需要开发专门的相变蓄冷材料及蓄冷系统。另外在低温物流方面，运送不同的商品有不同的温度需求，如运输金枪鱼要求的温度为-35℃，运输黄油要求的温度为-12℃，与之对应就需要有不同相变温度的低温相变蓄冷材料来满足要求。因此，进行低温相变蓄冷材料的基础研究，研制出相变温度范围为0℃～-40℃，相变潜热大，过冷度小、无相分离、性能稳定的新型低温相变蓄冷材料系列，并测定其基本的热物理性质，对于以后低温蓄冷技术的大规模应用，显得尤为重要。
无机物类的相变材料存在明显的过冷现象及相分离现象，前一种现象增大制冷机组能耗，后一种严重阻碍了材料的重复性利用并造成储能能力逐渐下降；而有机物类材料几乎没有过冷现象，无相分离，无腐蚀性，且性能稳定，毒性较小，固体成形好。
发明内容
为低温蓄技术的大规模应用，本发明提出一种低温用相变材料，使材料具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
本发明提出一种低温用相变材料及其制备方法，以有机酸钠盐和丙三醇为原料，其中的有机钠盐指的是甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、乳酸钠。
该方法包括以下步骤：
(1)将有机酸钠盐研碎成粉末状，加入丙三醇，按所需配比分别称量并均匀混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水并不断搅拌，直到混合物变成透明的液体。在上述制备方法中，所述的混合物是有机酸钠盐和丙三醇组成的，其中有机酸钠盐:丙三醇的质量百分比在30％∶70％与70％∶30％之间；并且水占这种相变材料的重量百分比在60％-80％以上，相变材料中的三种成分质量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之间。
采用本发明制备的相变材料，相变过程可逆，相变温度在-10℃---23℃之间，相变焓大于100kJ/kg，材料具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
附图说明
图1至图7是采用差示扫描量热仪(DSC)测量以下几个实施例的相变材料的相变温度和相变潜热图。
具体实施方式
实施例1
(1)准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-23℃，结束温度为-10℃，峰值温度为-17℃，相变潜热为174.5j/g，见附图1。
实施例2
(1)准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-23℃，结束温度为-10℃，峰值温度为-18℃，相变潜热为180j/g，见附图2。
实施例3
(1)准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例4
(1)准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例5
(1)准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-14℃，结束温度为-3℃，峰值温度为-6℃，相变潜热为156j/g，见附图3。
实施例6
(1)准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例7
(1)准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-26℃，结束温度为-16℃，峰值温度为-18℃，相变潜热为44.1j/g，见附图4。
实施例8
(1)准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例9
(1)准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-14℃，结束温度为-3℃，峰值温度为-6℃，相变潜热为126j/g，见附图5。
实施例10
(1)准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例11
(1)准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例12
(1)准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-31℃，结束温度为-20℃，峰值温度为-22℃，相变潜热为58.26j/g，见附图6。
实施例13
(1)准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-10℃，结束温度为-0.8℃，峰值温度为-3℃，相变潜热为172.2j/g，见附图7。
实施例14
(1)准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例15
(1)准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
实施例16
(1)准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例1:1进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透明的液体。
Claims (2)
1.一种低温用相变材料，其特征在于：其以有机酸钠盐和丙三醇为原料，另加有水，有机酸钠盐:丙三醇的质量百分比在30％∶70％到70％∶30％之间，并且水占这种相变材料的重量百分比在60％-80％，有机酸钠盐:丙三醇：水的质量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之间；
所述有机钠盐指的是甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠或乳酸钠；
所述相变材料的相变温度在-10℃---23℃之间，相变焓大于100kJ/kg。
2.权利要求1所述的低温用相变材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将有机酸钠盐研碎成粉末状，加入丙三醇，按所需配比分别称量并均匀混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水并不断搅拌，直到混合物变成透明的液体；
所述的混合物中有机酸钠盐:丙三醇的质量百分比在30％∶70％与70％∶30％之间，并且水占这种相变材料的重量百分比在60％-80％以上，有机酸钠盐:丙三醇：水的质量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之间；
所述有机钠盐指的是甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠或乳酸钠。
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| CNA2008102328388A CN101372613A (zh) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | 一种低温用相变材料及其制备方法 |
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Publications (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN103773319A (zh) * | 2014-01-09 | 2014-05-07 | 浙江大学 | 一种复合相变蓄冷剂的制备方法 |
| CN106190039A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-12-07 | 周开雄 | 一种相变材料及其制备方法 |
| GB2615086A (en) * | 2022-01-26 | 2023-08-02 | Hydropac Ltd | Phase change material for a temperature-controlled shipping package |
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2008
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN103773319B (zh) * | 2014-01-09 | 2016-04-27 | 浙江大学 | 一种复合相变蓄冷剂的制备方法 |
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