CN103756645B

CN103756645B - 冷链运输相变材料及其制备方法

Info

Publication number: CN103756645B
Application number: CN201410033422.9A
Authority: CN
Inventors: 熊建平
Original assignee: Individual
Current assignee: Yicuijian Shanghai Biotechnology Co ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: CN103756645A

Abstract

本发明公开了一种冷链运输相变材料及其制备方法，该相变材料由以下重量百分比的各组分制备而成：硫酸钠30-37%；水40-50%；氯化铵4-20%；氯化钾0.25-20%；硼砂1-3%；定型剂1-5%。该相变材料的制备方法包括以下步骤：A、将上述组分中的水加热到60-70℃后，加入硫酸钠，搅拌均匀，形成硫酸钠溶液；B、将氯化铵、氯化钾和硼砂分别加入到步骤A的硫酸钠溶液中，搅拌均匀，并将溶液温度控制在60-70℃；C、将定型剂加入到步骤B的溶液中，搅拌均匀，溶液温度控制在50-60℃时灌装到塑料容器中储存。本发明的冷链运输相变材料用于冷链运输时维持2-8℃保温时间长，保证药品，疫苗，血液制品和医疗器械的冷链配送的质量。

Description

冷链运输相变材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种冷链运输相变材料；具体地说，本发明涉及一种相变温度为2-8℃的冷链运输相变材料及其制备方法。

背景技术

相变材料是指随温度变化而改变形态并能提供内部潜热的物质，相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热，因此相变材料作为能量存储器，在节能、温度控制等领域有着重大的意义。

随着中国冷链物流，特别是医药、疫苗专业化冷链物流的高度发展，相变材料用于冷链运输已经日益成为中国物流界一个引人注目的焦点。在食品和药品等冷链运输过程中，相变材料能使食品和药品处于低温环境中，解决运输过程中储运温度的波动，有效控制产品的质量。药品，疫苗，血液制品和医疗器械的冷链运输，特别是疫苗的运输具有严格的规定，疫苗运输过程中的温度通常需要保持在2-8℃，如果存在着温度的偏差，将丧失疫苗应有的作用。

现在的药品，疫苗，血液制品和医疗器械的冷链运输，通常依靠以水为原料制成冰盒，也有采用有机材料等为原料，但是，以水为原料因为水相变温度为0℃，不能有效解决冬季低温和夏季高温运输问题。而目前市面上以有机材料为原料制备相变材料冰盒，存在重大安全隐患，易燃烧，易渗漏，而且由于相变材料相变潜热小，性能不稳定，使用效果不好，会影响药品，疫苗，血液制品和医疗器械的冷链配送的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服上述问题的冷链运输相变材料，冷链运输在冬季低温和夏季高温时的冷链运输温度保持在2-8℃，并且无毒无安全隐患。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

本发明的冷链运输相变材料，由以下重量百分比的各组分制备而成：硫酸钠30-37%；水40-50%；氯化铵4-20%；氯化钾0.25-20%；硼砂1-3%；定型剂1-5%，上述各组分的重量百分比之和为100%。

硫酸钠、氯化铵、硼砂为相变材料生产常规原料，一定配比的硫酸钠和氯化铵能够制备出相变温度在8-10℃的相变材料。

本发明在氯化钾和水作用下，将硫酸钠和氯化铵的相变材料能够降低温度到2-8℃，而且氯化钾和氯化铵能形成复杂结构的水合物，延长相变温度时间，增大相变潜能。本发明的氯化钾和水作为温度控制剂，氯化钾作为温度控制剂是单向的，有条件的，因为氯化钾和氯化铵形成复杂水合物起作用。水作为温度控制剂是双向的，增加一定量的水可以降低相变温度，但在某些条件下（主要是定型剂保水原理），增加一定量的水却增加相变温度，因此本发明的水的重量百分比选为40-50%。

成核剂和定型剂添加为了提高相变材料潜热，重复使用次数和延长产品存储时间。成核剂是1-3%的硼砂，主要作用是降低相变材料过冷度。

定型剂首先为了提高相变材料的物理状态，延长产品储存时间，方便生产和存储，而且相同配方的凝固状态相变潜能大于液体状态。

定型剂第二个作用是提高相变潜能，提高重复使用次数。在重复相变条件下，相同配方的凝固状态相变潜能优于液体状态，且与前一次相变差异小。

定型剂的第三个作用是调控温度。水作为温度控制剂的条件是要有一定自由度，增加水的自由度可以降低相变材料温度，但是定型剂如果将水全部锁定，相变材料的温度反而会增加。

所述定型剂为羧甲基纤维素钠、黄原胶、白炭黑的两种或三种的混合物。还有其它可替代的定型剂为瓜尔豆胶、瓜尔胶、卡拉胶、海藻酸钠、刺槐豆胶、魔芋胶、阿拉伯胶，果胶、琼脂、明胶，还有膨润土、硅藻土等。本发明的冷链运输相变材料的制备方法，包括以下步骤：

A、将上述组分中的水加热到60-70℃后，加入硫酸钠，搅拌均匀，形成硫酸钠溶液；

B、将氯化铵、氯化钾和硼砂分别加入到步骤A的硫酸钠溶液中，搅拌均匀，并将溶液温度控制在60-70℃；

C、将定型剂加入到步骤B的溶液中，搅拌均匀，溶液温度控制在50-60℃时灌装到塑料容器中储存。

所述步骤C中将定型剂加入到步骤B的溶液中时，定型剂分成多份分别加入并搅拌，每一份定型剂在完全溶解后再加入另一份定型剂，直至全部加完。定型剂分成多份分别加入，可以避免在加入时出现大悬浮物。

通过本发明的冷链运输相变材料及其制备方法，相变材料能够在2-8℃的范围内发生相变，适用于冷链运输，能在冷链箱配置中起到很好的温度调节和控制作用。本发明的冷链运输相变材料以无机盐为原料的价格比有机相变材料便宜（仅为有机原料价格30～45%），生产原料无毒无安全隐患，生产设备投资额低，工艺操作简单，产品质量容易控制。

本发明相变材料可以做成的冰盒在冬季低温和夏季高温下用于冷链运输，节省包装费用，运输，仓储和操作费用。本发明的冷链运输相变材料用于冷链运输时维持2-8℃保温时间长，保证药品，疫苗，血液制品和医疗器械的冷链配送的质量。

附图说明

图1是本发明的相变材料和石蜡相变材料在环境温度较高时的温度变化曲线；

图2是本发明的相变材料和石蜡相变材料在环境温度较低时的温度变化曲线。

具体实施方式

本发明的冷链运输相变材料的相变温度为2-8℃，其具体实施例的各组分的重量百分比含量如表一所示：

表一：

组分	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						硫酸钠	30%	30%	33%	31%	37%
水	40%	44%	45%	42%	50%
						氯化铵	4%	20%	16%	5%	8%
氯化钾	20%	4%	0.25%	20%	3%
						硼砂	1%	1%	3%	1%	1%
定型剂	5%	1%	2.75%	1%	1%

表一的各实施例中，实施例1的定型剂为羧甲基纤维素钠、黄原胶和白炭黑的混合物，实施例2的定型剂为羧甲基纤维素钠和黄原胶的混合物，实施例3的定型剂为黄原胶和白炭黑的混合物，实施例4的定型剂为黄原胶和白炭黑的混合物，实施例5的定型剂为羧甲基纤维素钠和白炭黑的混合物。

上述实施例1～5的冷链运输相变材料可以采用的如下的制备方法：

对上述实施例1，所述步骤C中将定型剂羧甲基纤维素钠、黄原胶和白炭黑混合，然后分成多份分别加入并搅拌，每一份定型剂在完全溶解后再加入另一份定型剂，直至全部加完。

将上述实施例1的冷链运输相变材料，与现有的石蜡相变材料，在相同温度环境下做温度测试，测试时，用校验过的探针式温度记录仪分别插入到本发明的实施例1的相变材料和现有的石蜡相变材料中，在相同环境室中测量相变材料温度曲线，温度随时间变化的曲线如图1和2所示，其中，图1是本发明的相变材料和石蜡相变材料在环境温度较高时的温度变化曲线；图2是本发明的相变材料和石蜡相变材料在环境温度较低时的温度变化曲线。从图1中可以看出，在环境温度高于30℃时，石蜡相变材料先升高到8℃，而本发明相变材料后升高到8℃，证明本发明的实施例1的相变材料在升温过程中保持2-8℃的能力优于石蜡相变材料；从图2中可以看出，在环境温度低于－10℃时，石蜡相变材料先降低到2℃，本发明相变材料后降低到2℃，证明该配方在降温过程中的保持2-8℃温度的能力优于石蜡相变材料。

Claims

1.一种冷链运输相变材料，其特征在于，由以下重量百分比的各组分制备而成：

硫酸钠30％，水40％，氯化铵4％，氯化钾20％，硼砂1％，定型剂5％；

所述定型剂为羧甲基纤维素钠、黄原胶和白炭黑的混合物。

2.如权利要求1所述的冷链运输相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的冷链运输相变材料的制备方法，其特征在于，所述步骤C中将定型剂加入到步骤B的溶液中时，定型剂分成多份分别加入并搅拌，每一份定型剂在完全溶解后再加入另一份定型剂，直至全部加完。