CN102838968B - 一种相变温度为40℃的无机相变材料(pcm-40) - Google Patents
一种相变温度为40℃的无机相变材料(pcm-40) Download PDFInfo
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Abstract
一种相变温度为40℃的无机相变材料(PCM-40)。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、23％的六水氯化锶、7.5％的马来酸酐、6.5％的甲酸钠、7.5％的氯化钠、3.5％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40℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为203KJ/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
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40℃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40℃，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40℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为203KJ/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：
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6.5％的甲酸钠与总配置量为10％水配成水溶液；
2、将总配置量为23％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7.5％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7.5％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3.5％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1本发明的制备工艺流程图
A为27％的六水氯化钙
B为23％的六水氯化锶
C为7.5％马来酸酐
D为6.5％的甲酸钠
E为7.5％的氯化钠
F为3.5％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： | 1.32g/cm3(25℃) |
| 相变点： | 40℃ |
| 潜热： | 203kJ/kg |
| 导热系数： | 0.52W/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40℃开始融化吸热，当40.5℃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，42℃时融化时间为3小时，45℃时凝结时间为2 小时，47℃时凝结时间为1.5小时，50℃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2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40℃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3为相变材料控制温度时间曲线
附图说明：
附图1为本发明一种相变温度为40℃的无机相变材料的制备工艺流程图。
附图2为本发明一种相变温度为40℃的无机相变材料重新融化的温度-时间关系图。
附图3为本发明一种相变温度为40℃的无机相变材料控制温度-时间关系。
Claims (1)
1.一种无机相变恒温材料，按重量百分比由以下组成：
所述的无机相变恒温材料其特征是：相变温度在40℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为203kJ/kg，相变过程可逆，可循环使用次数为10000次以上。
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