CN104449588A - 一种低熔点金属吸热溶液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，其溶液为一均匀分散系。所述分散系中分散相为相变微胶囊，分散介质为油、水或酒精。所述相变微胶囊以高分子聚合物为壁材，以低熔点金属为芯材制成。所述低熔点金属具有较高的相变潜热和热导率，因此，本发明的一种低熔点金属吸热溶液可迅速吸收高温物体（液体或固体）的热量，使高温物体可迅速降温，达到所需温度。本发明的一种低熔点金属吸热溶液降温速率明显，可广泛应用于温度控制、能量利用和热交换等领域。

Description

一种低熔点金属吸热溶液
技术领域
本发明提供一种低熔点金属吸热溶液，此种低熔点金属吸热溶液降温速率明显，可广泛应用于温度控制、能量利用和热交换等领域。
背景技术
吸热材料是指吸收目标高温物体的热量，使高温物体温度降低，而本身的温度升高的材料。常见的吸热材料为有机相变材料（如石蜡）、无机相变材料（Na2SO4·10H2O）、复合相变材料或水，这些有机、无机和复合相变材料大多在常温下为固态，使用时，与高温物体具有很高的接触热阻，这不仅妨碍了高温物体与相变材料之间实现迅速的热传递，高温物体与相变材料之间只以热传导方式进行热传递，而热传导是热传递中传热速率最慢的一种方式；而且，若热量不能迅速的从高温物体传递给相变材料，高温物体就会有损坏的可能。对于作为吸热材料的水来说，虽然其比热容很高，但水的沸点仅为100°C，这就限制了水只能长期在较低温度条件下工作。当温度较高时，水会汽化，这就有可能会影响人们的工作环境，也有可能导致高温物体或周围工件因此损坏。
为解决上述问题，本发明提出一种低熔点金属吸热溶液，该溶液通过热传导和对流传热两种热传递方式对高温物体进行吸热，降温速率明显，可广泛应用于温度控制、能量利用和热交换等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低熔点金属吸热溶液，该低熔点金属吸热溶液可在短时间内将高温物体降温至适宜温度。
本发明的技术方案如下：
一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，如图1和图2所示，其溶液为一均匀分散系；
所述分散系中分散介质1为油、水或酒精中的一种；
所述分散系中分散相为相变微胶囊2；
所述相变微胶囊2以高分子聚合物为壁材3，低熔点金属为芯材4制成；
所述低熔点金属为镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金或铋基合金。
所述镓基二元合金为镓铟合金、镓铅合金或镓汞合金中的一种。
所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。
所述铟基合金为铟铋锡合金。
所述高分子聚合物为聚苯乙烯、聚脲树脂、聚酯树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、脲醛树脂、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、明胶-阿拉伯树胶、脲-三聚氰胺-甲醛共聚物、明胶或聚多元酸中的一种。
所述低熔点金属吸热溶液中相变微胶囊的质量分数为1%~99%。
所述相变微胶囊的制作方法采用界面聚合法或原位聚合法。
所述油为长链烷烃和环烷烃的混合物、合成导热油或食用油中的一种。
所述合成导热油为烷基苯型（苯环型）导热油、烷基萘型导热油、烷基联苯型导热油、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油或烷基联苯醚型导热油中的一种。
所述食用油为菜籽油、花生油、芝麻油、豆油、棉籽油、玉米油、向日葵油、米糠油、牛油、羊油、鸡油或猪油中的一种。
使用时，当高温物体为固态时，可将其直接置于低熔点金属吸热溶液中，对其降温；当高温物体为液态时，可在它们之间放置一热导率较高的金属（如不锈钢、铝或铜等）来使液态的高温物体迅速降温（如作为保温杯中的吸热保温层来对高温热水进行降温）。
本发明所述的一种低熔点金属吸热溶液，具有如下优点：
（1）相变微胶囊的芯材采用的低熔点金属单位体积的相变潜热很高，其传热蓄热能力远高于传统的相变材料。
（2）低熔点金属的热导率很高，与传统的相变材料相比，其可在短时间内迅速地吸热或放热。
（3）由于相变微胶囊均匀地分散在液体分散介质中，相变微胶囊可以通过液体分散介质的对流进行迅速地传热，强化对流传热，进而，可促进低熔点金属快速地吸收或释放热量。
 附图说明
图1为实施例中一种低熔点金属吸热溶液分散系成分示意图。
附图标记说明：1-分散介质，2-相变微胶囊。
图2为实施例中一种低熔点金属吸热溶液中相变微胶囊成分示意图。
附图标记说明：3-壁材，4-低熔点金属。
 具体实施方式
下面结合附图及具体实施例进一步描述本发明。
实施例1
实施例1展示了本发明中的一种低熔点金属吸热溶液的一种典型应用。图1为实施例中一种低熔点金属吸热溶液分散系成分示意图，图2为实施例中一种低熔点金属吸热溶液中相变微胶囊成分示意图。其中：1为分散介质，2为相变微胶囊，3为壁材，4为低熔点金属。
本实施例的一种低熔点金属吸热溶液， 分散介质为水，相变微胶囊的壁材为聚苯乙烯，芯材为铋铟锡合金（合金质量分数为：Bi 32.5%，51% In，16.5% Sn），铋铟锡合金熔点为60°C。相变微胶囊采用原位聚合法制成。相变微胶囊在吸热溶液中的质量分数为34%。
使用时，当高温物体为固态时，可将其直接置于低熔点金属吸热溶液中，对其降温；当高温物体为液态时，可在它们之间放置一热导率较高的金属（如不锈钢、铝或铜等）来使液态的高温物体迅速降温（如作为保温杯中的吸热保温层来对高温热水进行降温）。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，其溶液为一均匀分散系；
所述分散系中分散介质为油、水或酒精中的一种；
所述分散系中分散相为相变微胶囊；
所述相变微胶囊以高分子聚合物为壁材，低熔点金属为芯材制成；
所述低熔点金属为镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金或铋基合金。
2.按权利要求1所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述镓基二元合金为镓铟合金、镓铅合金或镓汞合金中的一种。
3.按权利要求1所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。
4.按权利要求1所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述铟基合金为铟铋锡合金。
5.按权利要求1所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述高分子聚合物为聚苯乙烯、聚脲树脂、聚酯树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、脲醛树脂、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、明胶-阿拉伯树胶、脲-三聚氰胺-甲醛共聚物、明胶或聚多元酸中的一种。
6.按权利要求1所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述低熔点金属吸热溶液中相变微胶囊的质量分数为1%~99%。
7.按权利要求1所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述油为长链烷烃和环烷烃的混合物、合成导热油或食用油中的一种。
8.按权利要求7所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述合成导热油为烷基苯型（苯环型）导热油、烷基萘型导热油、烷基联苯型导热油、联苯和联苯醚低熔混合物型导热油或烷基联苯醚型导热油中的一种。
9.按权利要求7所述的一种低熔点金属吸热溶液，其特征在于，所述食用油为菜籽油、花生油、芝麻油、豆油、棉籽油、玉米油、向日葵油、米糠油、牛油、羊油、鸡油或猪油中的一种。
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