CN102321454A - 冰晶凉垫相变材料晶控剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成：1%～95%的在水中能溶解的分子量为200～4×106的水溶性聚合物、1%～50%的表面活性剂和余量水，水溶性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸；聚丙烯酸及其盐；聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯甲基醚、聚乙二醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚胺、季铵聚合物、聚酰胺、黄原胶或水溶性淀粉，所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂，此晶控剂具有无毒、无腐蚀、不燃烧爆炸，极易与水溶液混合均匀，具有可使冰晶颗粒直径降到2mm以下，反复结晶过程中性能不变化，使用方便的优点及效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种冰晶凉垫相变材料晶控剂，具体地涉及一种防止冰晶凉垫相变材料结晶变大的控制助剂。
背景技术
过去的消暑、降温凉垫多是用竹、草纺织而成，由于竹席草垫容易断裂，因此寿命较短，同时这种凉垫不能有效导热，也不具有凉爽、柔软、舒适的功能。在酷暑下长时间使用，会产生诸多不适，如痱子、汗湿疹等。近年来出现了一种为了符合人体特点并极适合人体休息的水床，但这种水床体积庞大，制作工艺复杂，价格昂贵。
冰晶凉垫是要避免上述现有技术存在的不足而提供的一种坐卧凉垫，它不仅能够直到消暑降温的作用，具有水床的柔软舒适的特点，而且制作工艺简单，使用寿命长，导热效果好，不耗能，凉爽，性能稳定，体积精巧，用途广泛，使用灵活方便，造价低廉。可用作坐垫、床垫、枕垫，和夏天的车船坐垫。这种凉垫主要是利用外界的温差而工作，当室温高于32℃或与人体接触时，晶体溶解，当室温较低时，溶解的溶液又会逐渐放热结晶，在此过程中，可以保持人体感觉舒适的恒定温度。
中国发明专利CN1016486 B报道了一种用于家庭、医院、宾馆等地能消暑、降温使人凉爽舒适的坐卧凉垫，是在聚氯乙烯等塑料制成的垫套中装入凉液，凉液的组成为水、氯化钠、硫酸钙、碳酸钙和碳酸镁。(龚维强，中国发明专利，CN1016486 B，1992.5.6)；中国发明专利CN1064800 A采用纤维素、芒硝、助剂和水等作配方，制得柔软性好，凉感强，配制方便的凉垫配方。优点是所采用的纤维素吸水率高，并具有一定的弹性，使用时具有良好的舒适感，在高温下芒硝全部溶化时，由于纤维素有较强的吸水和分散芒硝的性能，凉垫仍不会有自然流动性，低温时也不会结板。（史林，中国发明专利，CN1064800 A,1992.9.30）；中国发明专利CN101803839 A所述凉垫采用甘油酸、聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚物、醋酸钠、水、防腐剂、高吸水树脂等为原料。（傅伟，中国发明专利，CN101803839 A,2010.8.18）。
目前冰晶凉垫相变材料存在的问题主要是结晶颗粒大，会生成直径达10～20mm以上的不规则块状物，人坐在上面有明显的不舒服感，极大地影响了产品的销路。
目前还未见冰晶凉垫相变材料晶控剂的专利和相关报道。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述已有技术存在的缺点与不足而提供一种冰晶凉垫相变材料晶控剂，从而可获得冰晶颗粒均匀直径小于2mm且与水溶液混合均匀的产品。
本发明的目的是通过下列技术方案实现的：
一种冰晶凉垫相变材料晶控剂，它由下述重量百分比的原料组成：1%～95%的在水中能溶解的分子量为200～4×106的水溶性聚合物、1%～50%的表面活性剂和余量水。
所述在水中能溶解的分子量为200～4×106的水溶性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸；聚丙烯酸及其盐；聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯甲基醚、聚乙二醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚胺、季铵聚合物、聚酰胺、黄原胶或水溶性淀粉中的一种或两种或两种以上的组合，或上述物质的改性衍生物。
所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂中的一种或两种或两种以上的组合。
所述的聚丙烯酸的盐为钠盐、钾盐、铵盐。
所述的阴离子表面活性剂是脂肪酸及其盐、有机磺酸及其盐、有机硫酸盐、有机磷酸盐中的一种或两种或两种以上的组合。
所述的非离子表面活性剂是聚氧乙烯型非离子表面活性剂、脂肪酸多元醇酯型非离子表面活性剂、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单脂肪酸酯、烷基糖苷、硬脂酸聚氧乙烯（6）酯、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种或两种以上的组合。
所述的阳离子表面活性剂选自烷基胺及其盐、季铵盐、聚氧乙烯烷基胺中的一种或两种或两种以上的组合。
所述的两性表面活性剂选自两性咪唑啉、表面活性甜菜碱、氨基酸类表面活性剂中的一种或两种或两种以上的组合。
所述脂肪酸及其盐的盐为硬脂酸、棕榈酸、油酸、烷基胺硫酸，脂肪醇硫酸，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸的钠盐、钾盐、铵盐。
所述有机磺酸的及其盐的盐为烷基磺酸，烷基取代苯或萘磺酸的钠盐、钾盐、铵盐。
所述有机硫酸盐为烷基硫酸，烷基胺硫酸，脂肪醇硫酸，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸，磺化琥珀酸二仲辛酯的钠盐、钾盐、铵盐。
所述有机磷酸盐为脂肪醇磷酸，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸，烷基酚聚氧乙烯醚磷酸的钠的钠盐、钾盐、铵盐。
所述冰晶凉垫相变材料晶控剂中含有消泡剂，消泡剂用量为0%～5%。
所述消泡剂为乙醇、辛醇、庚醇、异丙醇、甲基异丁基甲醇、二甲基硅油、羟基硅油、有机硅乳液、磷酸三丁酯、硫酸化蓖麻油、缩水山梨糖醇月桂酸单酯或缩水山梨糖醇月桂酸三酯中一种或两种或两种以上的组合。
所述冰晶凉垫相变材料晶控剂中含有防腐剂，防腐剂用量为0%～5%。
所述的防腐剂是苯甲酸、苯甲酸钠、苯扎溴铵、三氯叔丁醇、苯酚、甲苯酚、苯甲醇、甲醇、甲醛、水杨酸等中的一种或两种或两种以上的组合。
冰晶凉垫相变材料晶控剂的用途，该晶控剂用于冰晶凉垫相变材料结晶变大的控制助剂，其用量为冰晶凉垫相变材料重量的0.1%～10%。
本发明选择在水中能溶解的分子量为200～4×106的水溶性聚合物，是一种水性高分子材料，和表面活性剂可以很容易的混溶，有些高分子材料与阴离子以及阳离子表面活性剂混溶时容易沉淀而导致不再有活性，如聚丙烯酸酯和阳离子混合时会产生沉淀，因此在选择本发明表面活性剂时，要避免混合在一起时会产生沉淀。
本发明冰晶凉垫相变材料晶控剂在应用时，晶控剂的添加量为冰晶凉垫相变材料重量的0.1%～10%。
由于采取上述技术方案使本发明技术具有可使冰晶颗粒直径降到2mm以下，反复结晶过程中性能不变化，此晶控剂无毒、无腐蚀、不燃烧爆炸，极易与水溶液混合均匀，使用方便的优点及效果。
具体实施方式
实施例1
取分子量200的聚乙二醇1g、十二烷基苯磺酸钠50g和水49g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例2
取分子量5000的聚马来酸5g、分子量1×105的聚丙烯酸钠5g、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯45g和水45g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例3
取分子量1×105的聚乙烯吡咯烷酮5g、聚乙烯甲基醚5g、羧甲基纤维素钠5g、两性咪咪琳50g和水35g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例4
取分子量1×106的聚丙烯酸20g、季铵聚合物20g和水60g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例5
取分子量2×106的聚丙烯酰胺20g、季铵聚合物10g和分子量4×105的聚丙烯酸钾10g、烷基取代苯磺酸15g、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯10g和水35g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例6
取分子量3×106的聚丙烯酰胺30g、羟乙基淀粉20g、聚氧乙烯烷基胺5g、表面活性甜菜碱20g和水25g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例7
取分子量为4×106的聚丙烯酰胺35g、黄原胶30g、硬脂酸聚氧乙烯（6）酯15g和水20g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例8
取分子量3×104的聚甲基丙烯酸钠45g和分子量1×104的聚乙烯吡咯烷酮20g、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯10g，辛基酚聚氧乙烯醚1g，脂肪醇聚氧乙烯醚1g，磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐15g和水8g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例9
取分子量1000的聚马来酸1g、磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐1g, 脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠1g, 硬脂酸聚氧乙烯（6）酯1g, 脂肪醇聚氧乙烯醚0.04g、乙醇0.01g和水96g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例10
取分子量2×104的聚乙二醇3g、羟乙基淀粉3g、脂肪醇聚氧乙烯醚10g、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠4.0g、聚纤维素醚季铵盐8g、异丙醇0.3g、二甲基硅油0.3g和水71.4g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例11
取分子量1×105的聚乙烯醇2g、羧甲基纤维素钠5g、羟乙基淀粉3g、脂肪醇聚氧乙烯醚15g、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠15g、磷酸三丁酯2g、缩水山梨糖醇月桂酸单酯3g和水55g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例12
取分子量2×104聚乙烯醇5g、分子量3×105聚丙烯酰胺3g、分子量为3000聚马来酸3g、黄原胶9g、脂肪醇聚氧乙烯醚3g、苯甲酸4g和水73g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例13
取分子量5×104的聚乙烯吡咯烷酮20g，黄原胶5g，羧甲基纤维素钠5g、羟乙基淀粉5g、聚乙烯甲基醚5g、十二烷基苯磺酸钠10g、脂肪醇聚氧乙烯醚10g、磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐10g、苯扎溴铵3g、三氯叔丁醇3g和水24g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例14
取分子量1×104的聚丙烯酸钠30g、脂肪醇聚氧乙烯醚5g、聚纤维素醚季铵盐5g、苯酚1g、甲苯酚2g、苯甲醇2g和水55g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例15
取分子量2×106的聚丙烯酰胺 80g、脂肪醇聚氧乙烯醚3g、乙醇3g、苯甲醇4g和水10g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例16
取分子量3×106的聚丙烯酰胺10g、季铵聚合物4g、脂肪醇聚氧乙烯醚2g、十二烷基氨基丙酸钠3g、异丙醇0.2g、二甲基硅油0.1g、甲醛0.2g、水杨酸1g和水79.5g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例17
取分子量4×106的聚丙烯酰胺85g、分子量50000的聚乙烯醇1g、分子量5×105的聚乙烯吡咯烷酮2g、分子量1×103的聚乙二醇2g、壬基酚聚氧乙烯醚1g、磷酸三丁酯1g、苯甲酸钠2g、苯酚1g、甲醇1g和水4g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例18
取分子量1000的聚丙烯酰胺90g、分子量3×104的聚乙烯醇1g、分子量2500的聚乙烯吡咯烷酮2g、分子量200的聚乙二醇2g、壬基酚聚氧乙烯醚1g和水4g，搅拌均匀，制成冰晶凉垫相变材料晶控剂。
实施例19
取实施例1、2或3的晶控剂0.1g加入100g冰晶凉垫相变材料中，得到冰晶颗粒直径降到2mm的产品。
实施例20
取实施例4、5或6晶控剂0.5g加入100g冰晶凉垫相变材料中，得到冰晶颗粒直径降到2mm的产品。
实施例21
取实施例7、8或9的晶控剂10g加入100g冰晶凉垫相变材料中，得到冰晶颗粒直径降到2mm的产品。
Claims (17)
1.一种冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成：1%～95%的在水中能溶解的分子量为200～4×106的水溶性聚合物、1%～50%的表面活性剂和余量水。
2.根据权利要求1所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述在水中能溶解的分子量为200～4×106的水溶性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚马来酸；聚丙烯酸及其盐；聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚乙烯甲基醚、聚乙二醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚胺、季铵聚合物、聚酰胺、黄原胶或水溶性淀粉中的一种或两种或两种以上的组合，或上述物质的改性衍生物。
3.根据权利要求1所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述表面活性剂是阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或两性表面活性剂中的一种或两种或两种以上的组合。
4.根据权利要求2所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述的聚丙烯酸的盐为钠盐、钾盐、铵盐。
5.根据权利要求3所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述的阴离子表面活性剂是脂肪酸及其盐、有机磺酸及其盐、有机硫酸盐、有机磷酸盐中的一种或两种或两种以上的组合。
6.根据权利要求3所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂是聚氧乙烯型非离子表面活性剂、脂肪酸多元醇酯型非离子表面活性剂、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单脂肪酸酯、烷基糖苷、硬脂酸聚氧乙烯（6）酯、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种或两种以上的组合。
7.根据权利要求3所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述的阳离子表面活性剂选自烷基胺及其盐、季铵盐、聚氧乙烯烷基胺中的一种或两种或两种以上的组合。
8.根据权利要求3所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述的两性表面活性剂选自两性咪唑啉、表面活性甜菜碱、氨基酸类表面活性剂中的一种或两种或两种以上的组合。
9.根据权利要求5所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述脂肪酸及其盐的盐为硬脂酸、棕榈酸、油酸、烷基胺硫酸，脂肪醇硫酸，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸的钠盐、钾盐、铵盐。
10.根据权利要求5所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：有机磺酸的及其盐的盐为烷基磺酸，烷基取代苯或萘磺酸的钠盐、钾盐、铵盐。
11.根据权利要求5所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：有机硫酸盐为烷基硫酸，烷基胺硫酸，脂肪醇硫酸，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸，磺化琥珀酸二仲辛酯的钠盐、钾盐、铵盐。
12.根据权利要求5所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述有机磷酸盐为脂肪醇磷酸，脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸，烷基酚聚氧乙烯醚磷酸的钠的钠盐、钾盐、铵盐。
13.根据权利要求1～12之一所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述冰晶凉垫相变材料晶控剂中含有消泡剂，消泡剂用量为0%～5%。
14.根据权利要求13所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于；所述消泡剂为乙醇、辛醇、庚醇、异丙醇、甲基异丁基甲醇、二甲基硅油、羟基硅油、有机硅乳液、磷酸三丁酯、硫酸化蓖麻油、缩水山梨糖醇月桂酸单酯或缩水山梨糖醇月桂酸三酯中一种或两种或两种以上的组合。
15.根据权利要求1～12之一所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述冰晶凉垫相变材料晶控剂中含有防腐剂，防腐剂用量为0%～5%。
16.根据权利要求15之一所述的冰晶凉垫相变材料晶控剂，其特征在于：所述的防腐剂是苯甲酸、苯甲酸钠、苯扎溴铵、三氯叔丁醇、苯酚、甲苯酚、苯甲醇、甲醇、甲醛、水杨酸等中的一种或两种或两种以上的组合。
17.冰晶凉垫相变材料晶控剂的用途，其特征在于该晶控剂用于冰晶凉垫相变材料结晶变大的控制助剂，其用量为冰晶凉垫相变材料重量的0.1%～10%。
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