CN102827582A - 一种相变温度为39℃的无机相变材料(pcm-39) - Google Patents

一种相变温度为39℃的无机相变材料(pcm-39) Download PDF

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Abstract

一种相变温度为39℃的无机相变材料(PCM-39)本发明涉及一种无机相变恒温材料，含有质量比27％的六水氯化钙、22％的六水氯化锶、8％的马来酸酐、7％的甲酸钠、8％的氯化钠、3％的过硫酸钾和25％的水。本发明所提供的相变材料相变温度在39℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为208KJ/KG，相变过程可逆，可循环使用次数为10000次以上，原材料均为规模生产，无毒无腐蚀，易于推广。此相变材料在常温时为无色透明雪化状晶体，便于各储能领域开发利用。

Description

一种相变温度为39℃的无机相变材料(PCM-39)
技术领域：
本发明涉及一种无机相变恒温材料及其制备方法，特别设计一种相变温度在39℃的相变材料。 
背景技术：
在食品保温、电炉、电暖气、化工、物流、医疗应用、军事、电子等众多行业中，普遍利用加热装置来对环境或储藏需要的特定温度进行恒温。加热装置停电时，因而温度下降的快、无法维持最佳的环境温度。在无相变恒温材料的恒温系统中，提供恒温环境时，加热装置工作启动频繁，因而降低了其使用寿命，耗电量多。 
相变恒温材料即潜热蓄能材料，是相变恒温系统中存储能量的功能材料。在夜间用电低谷期利用“物质潜热”将热能储存在相变恒温材料中，在白天用电高峰时将热量释放出来，温度低时将热量释放出来从而满足环境或生活、生产所需要温度。这样的制热系统，大部分时间运行在夜间用电低谷峰期，而在白天用电高峰期只有辅助设备运行，从而实现电网“错峰用冷、移峰填谷”，有利于缓解能量双方供求矛盾。 
在无机相变恒温材料的恒温系统中，提供恒温环境时，加热装置工作启动频繁，因而降低了其使用寿命，耗电量多。停电后环境温度骤变，无法维持所需的温度，给生产、生活造成一定的影响。在使用无机相变恒温材料的加制热系统中，利用无机相变恒温材料储存热量，加热装置停止运行后，无机相变恒温材料释放热量维持所需环境温度，从而减少制热系统的启动的次数，延长设备使用寿命。在停电时或无源保温系统中仍可维持所需的环境温度。 
目前国内外对相变蓄热材料的研究还比较少，但在食品保温、电炉、电暖气、化工、物流、医疗应用、军事、电子等众多行业，对保温材料有着巨大的需求。因此研究相变恒温保温材料，研制出相变温度为39℃，相变潜热大，过冷度小，无相分离、性能稳定的新型、相变恒温材料，显得尤为重要。 
本发明所提供的相变材料性能稳定，相变温度在39℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为208KJ/KG，相变过程可逆，可循环使用次数为10000次以上，原材料均为规模生产，无毒无腐蚀，易于推广。此相变材料在常温时为结晶雪花状，便于各储能领域开发利用。 
发明内容：
本发明的目的在于提供一种由无机盐类物质合成，性能稳定，相变潜热大，无毒无腐蚀，易塑性好的无机相变恒温材料。 
本发明的无机相变恒温材料，按重量百分比由以下组成： 
Figure BSA00000519703900021
具体的制备方法： 
1、在45～80℃条件下在配置皿中将总配置量为7％的甲酸钠与总配置量为10％水配成水溶液； 
2、将总配置量为22％的六水氯化锶加入到步骤1的水溶液中，混合均匀，制成混合溶液； 
3、向步骤2的混合溶液中加入总配置量为8％的马来酸酐，再加总配置比例为5％的水，搅拌均匀，加热1小时，温度保持在60℃左右让其充分反应。 
4、将总配置量为8％的氯化钠放到总配置量为5％水中，混合均匀，制成混合溶液； 
5、向步骤4的混合溶液中总配置量为3％过硫酸钾，搅拌均匀； 
6、将步骤3的溶液与步骤5中溶液进行搅拌均匀； 
7、向步骤6的混合溶液里加入总配置量为27％六水氯化钙，在60～70℃、常压条件下反应0.5～1.5小时。 
8、将步骤7制备的高分子材料中加入剩余总配置比例为5％的水，搅拌均匀，放置10～15分钟即可。 
9、最终化学成份“无机相变液体高分子材料” 
附图一本发明的制备工艺流程图 
A为27％的六水氯化钙 
B为22％的六水氯化锶 
C为8％马来酸酐 
D为7％的甲酸钠 
E为8％的氯化钠 
F为3％羟过硫酸钾 
G为10％的水 
H为5％的水 
I为5％的水 
J为5％的水 
K为步骤一产生的水溶液 
L为步骤二产生的混合溶液 
M为步骤三产生的混合溶液 
N为步骤四产生的混合溶液 
O为步骤五产生的混合溶液 
P为步骤六产生的混合溶液 
Q为步骤七产生的混合溶液 
R为本发明相变恒温材料 
1在45～80℃条件下混合 
2搅拌加热1小时，温度保持在60℃左右 
3在60～70℃、常压条件下反应0.5～1.5小时 
4搅拌均匀，放置10～15分钟 
本发明的无机相变材料产品规格为 
密度： 1.33g/cm3(25℃)
相变点： 39℃
潜热： 208kJ/kg
导热系数： 0.55W/m.k
过冷度： 0.5℃
使用次数 10000此次以上
本发明的无机相变材料重新融化的温度与时间的关系 
重新融化是使相变材料的再融化以便开始另一个能量吸收-释放循环。 
本无机相变恒温材料在高于39℃开始融化吸热，当39.5℃时，融化时间为4.5小时，随着温度的升高，融化时间也相应缩短，41℃时融化时间为3小时，44℃时凝结时间为2 小时，46℃时凝结时间为1.5小时，49℃时凝结时间为1小时。 
结果表明：重新融化吸热的时间随着温度的变大而迅速减少。 
附图二为本发明的无机相变材料重新融化的温度与时间的关系 
本发明的无机相变材料控制温度与时间的关系 
相变材料控制温度能力与时间成反比，随着时间的增加，相变材料释放的热量开始减小，环境温度低于39℃时开始释放热量，并可保持温度时间为12小时，然后才会逐渐升温，直至相变材料完全凝结热量释放完毕。 
附图三为相变材料控制温度时间曲线。 

Claims (3)

  1. 一种相变温度为39℃的无机相变材料(PCM-39)
    1.本发明涉及一种由无机盐类物质合成，性能稳定，相变潜热大，无毒无腐蚀，易塑性好的无机相变恒温材料。
    本发明的无机相变恒温材料，按重量百分比由以下组成：
    Figure FSA00000519703800011
  2. 2.按照权利要求1所述的无机相变恒温材料其特征是：所使用的材料都为无机物。
  3. 3.根据权利要求1或2所述的无机相变恒温材料其特征是：相变温度在39℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为208KJ/KG，相变过程可逆，可循环使用次数为10000次以上。
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