CN103409117B - 一种低温相变石蜡的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种低温相变石蜡的制备方法。相变材料具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能。本发明按一定的配比使用46#石蜡及熔点在25℃-40℃的烷烃或醇类，与液体石蜡或硬脂酸丁酯等相变石蜡类的材料进行复配得到低温相变材料。本制备方法依照步冷曲线法原理，对石蜡相变材料复配出潜热高、性能稳定、相变温度低的相变材料。低温相变石蜡具有理想的熔解热，相变温度易于调节、相变潜热大、无毒、稳定、无过冷现象等的优点被广泛应用于储能领域。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种低温相变石蜡的制备方法，属于新型有机蓄能相变材料技术领域。
背景技术
相变材料具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能，通过恰当的设计将相变材料应用于墙体、空调等的领域，相变蓄能材料会利用物质的固有的热容和物态变化的相变过程来储存能量，因此应用前景广阔。
一般生活中适宜人体生存的温度为20-35℃，而相变材料的相变温度远远大于这个温度，因此配制低温相变温度的相变材料对人类生活有很大的影响。石蜡由于具有很理想的熔解热，相变温度易于调节、相变潜热大、无毒、稳定、且无过冷现象，因此被广泛应用于储能领域。
石蜡是优良的相变材料，但其中低温的相变石蜡种类较少，且价格高。如果采用单一的石蜡作相变材料，显然，在工业应用上，成本极高且效果不理想，只有采用具有不同物理特性的物质进行合理复配成混合物后，才产生适合的相变点，所谓合理复配，就是依据物质的物理特性及科学的原理方法进行复配，经过检索，并未发现有这方面的技术披露。
发明内容
本发明的目的就是提供一种低温相变石蜡的制备方法，从常用的石蜡相变材料中复配潜热高、性能稳定、相变温度低的相变材料，对数种相变温度梯度的石蜡进行复配，通过测试温度-时间曲线图，将高熔点固体相变石蜡和低熔点液体相变材料按一定的配比复配成相变温度低和成本合适的相变石蜡材料。
本发明目的的实现，是基于这样的原理：步冷曲线是将不同变形条件下的材料以不同的冷却速度冷却时相变开始和完成的时间和温度关系记录下来的温度—时间曲线。步冷曲线显示了材料无变形时的相变点与存在变形时的相变点，进行比较后能够表明，复配后混合物的物理性能与复配前单一物质之间所显示的明显差异。图1为步冷曲线法的相图示意图。图1中 (a)图为温度-时间曲线图，（b）图为不同成分两种物质的两相相图。（a）图中a、b为不同的两种单一物质，b、c、d分别为a、b以不同比例的混合物，步冷曲线上的平台和转折点表征某一温度下发生相变，此时反映到（b）图中就绘成了二元相图。由（b）图中可以看出混合物与单一物质相比，存在一个低共熔点E，这个低共熔点所对应的混合物成分即为最佳相变点。
为实现上述目的，本发明采取了下述技术方案，一种低温相变石蜡的制备方法，主要有下述具体技术步骤：
（1）原材料配方：
固体材料 3-5份 液体材料 2-4份
所述固体材料指的是46#石蜡及熔点在25℃-40℃的烷烃或醇类；
所述的熔点在25℃-40℃的烷烃有：正十八烷或二十烷；
所述的熔点在25℃-40℃的醇类有：十二醇或十四醇；
所述液体材料指的是硬脂酸丁酯或液体石蜡；
为了降低成本46#石蜡占到固体材料中的70-72%比例；
（2）上述原料的制备方法是：
依照各原料组分配比，先将固体材料按一定配比称量，然后在50℃温度条件下加热至完全熔融，待熔化10min后加入液体材料，加入过程中，以每分钟加入固体材料总量0.3-0.35%的速度，缓慢添加，并搅拌均匀，搅拌过程中保持温度在46-50℃之间，使固、液材料充分混合均匀成白色透明液体状的相变材料。
采取上述措施的本发明，先对固体材料进行加温搅拌分散，使固体材料充分的被搅拌均匀，然后添加液体材料并加热搅拌，混合均匀后，即得到了低温相变材料，其在低温下发生相变反应，达到了低温相变蓄能的效果。本发明中低温相变材料潜热达到120J/g以上，作为相变微胶囊芯材，可以使用在建筑内墙的饰面材料中，若每平米掺入10%的本发明所得相变材料制备的微胶囊芯材，可将普通饰面材料的热容提高20倍以上，可维持温度稳定及调节温度变化。
本发明中的制备方法简便，成本低且易于推广。
附图说明
图1是步冷曲线法的相图示意图。
具体实施方式
实施例1-6的材料配方如表1所示，下面结合表1中的配方作进一步的说明。
表1
| 实施例 | 配方 | 相变温度 | 配方比(重量份) |
| 1 | 46#石蜡、十二醇、硬脂酸丁酯 | 27±3℃ | 4:2:4 |
| 2 | 46#石蜡、十四醇、硬脂酸丁酯 | 28±3℃ | 4:2:4 |
| 3 | 46#石蜡、十二醇、液体石蜡 | 25±2℃ | 6:2:4 |
| 4 | 46#石蜡、十四醇、液体石蜡 | 27±2℃ | 6:2:4 |
| 5 | 46#石蜡、二十烷、液体石蜡 | 32±2℃ | 4:2:4 |
| 6 | 46#石蜡、正十八烷、液体石蜡 | 29±2℃ | 4:4:4 |
| 7 | 46#石蜡、正十八烷、硬脂酸丁酯 | 30±2℃ | 4:2:3 |
| 8 | 46#石蜡、二十烷、硬脂酸丁酯 | 34±2℃ | 4:2:3 |
上述实施例的制备方法如下：
依照各原料组分配比，先将固体材料按配比称量，然后在50℃温度下加热至完全熔融，待熔化10min后加入液体材料，加入过程中，以每分钟加入固体材料总量0.3-0.35%的速度，缓慢添加，并搅拌均匀，搅拌过程中保持温度在46-50℃之间，使固、液材料充分混合均匀成白色透明液体状的相变材料,最后放入储存容器中，留待制备低温相变石蜡微胶囊使用。
Claims (1)
1.一种低温相变石蜡的制备方法，其特征在于所述方法主要有下述具体技术步骤：
（1）原材料及用量比选自如下组成：
46#石蜡、十二醇、硬脂酸丁酯，重量比为4:2:4；46#石蜡、十四醇、硬脂酸丁酯，重量比为4:2:4；46#石蜡、十二醇、液体石蜡，重量比为6:2:4；46#石蜡、十四醇、液体石蜡，重量比为6:2:4；46#石蜡、二十烷、液体石蜡，重量比为4:2:4；46#石蜡、正十八烷、液体石蜡，重量比为4:4:4；46#石蜡、正十八烷、硬脂酸丁酯，重量比为4:2:3；或46#石蜡、二十烷、硬脂酸丁酯，重量比为4:2:3；
（2）制备方法是：
依照各原料组分配比，先将固体材料按一定配比称量，然后在50℃温度条件下加热至完全熔融，待熔化10min后加入液体材料，加入过程中，以每分钟加入固体材料总量0.3-0.35%的速度，缓慢添加，并搅拌均匀，搅拌过程中保持温度在46-50℃之间，使固、液材料充分混合均匀成白色透明液体状的相变材料。
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