CN105647481B - 一种中低温相变蓄冷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中低温相变蓄冷材料及其制备方法，具体涉及一种具有中低熔点并且具有较大潜热的醇基与烷基混合物中低温相变蓄冷材料及其应用，属于相变材料领域。本发明公开了一种以壬醇为基础的中低温相变蓄冷材料及其制备方法与应用。该方法是在一定条件下通过调控壬醇、正十五烷和水之间的比例组成混合液体，将所述液体机械混合均匀，冷却至室温后得到中低温相变蓄冷材料。本发明蓄冷材料相变温度在0℃～10℃，室温下为液态，可以应用在不同的形状的容器中，无腐蚀性，适用于医用药品的冷藏运输，食品的保鲜等。本发明组分配比简单，来源广泛，价格便宜，适合产业化推广。

Description

一种中低温相变蓄冷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种中低温相变蓄冷材料及其制备方法，具体涉及一种具有中低熔点并且具有较大潜热的醇基与烷基混合物中低温相变蓄冷材料及其应用，属于相变材料领域。
背景技术
相变材料大量实际应用于工业、生活、医疗等，然而在应用过程中仍然存在耐久性、蓄冷性能以及经济性等方面的问题。
目前相变蓄冷材料中研究主要分为有机相变蓄冷和无机相变蓄冷材料。有机相变蓄冷材料性能稳定，且不会出现过冷或相分离的现象，对容器的腐蚀也比较小，但在实际应用过程中发现其相变潜热低，导热比较差。无机相变蓄冷材料其导热性较好，并且成本比较低，缺点就是易产生过冷和相分离并且对金属的腐蚀也很严重。
相变材料主要研究通常都将研究重点集中在相变温度从20℃到100℃之间。关于低温相变蓄冷材料专利还存在储热性能低、成本偏高等问题，并且中低温(0℃至10℃)相变材料的研究较少，中低温相变材料的研究大多为水合盐无机相变材料，因为含有大量的水，该相变材料潜热大，但是会出现过冷度和相分离现象，并且相变温度的变化无规律，这不利于蓄冷剂对其相变温度的调节以满足产品在不同需求温度下的贮藏。有机相变材料的出现克服了无机材料过冷度和相分离现象的缺点，一般具有规律的相变温度变化，但目前研究的有机材料普遍存在相变潜热较小和传热系数较低的缺点，所以如何将二者取长补短，既达到无机相变蓄冷剂较高的相变潜热，又有有机相变蓄冷剂过冷度小和无相分离现象的优点，本专利为解决这个问题提供了一个较好的方法，并且降低了材料成本。
发明内容
本发明的目的是针对目前中低温相变材料蓄冷性能低、传热系数较低、成本偏高的问题，提供一种中低温相变蓄冷材料，熔点接近5℃并具有大熔化潜热的相变材料。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种中低温相变蓄冷材料，由醇类、烷烃类以及水组成；醇类的质量为总质量的60％～80％；烷烃类的质量为总质量的20％～30％；水的质量为总质量的10％～20％；所述总质量为醇类、烷烃类以及水的质量和；
所述醇类包括壬醇、正癸醇、十一醇；
所述烷烃类正十四烷、正十五烷、正十六烷；
优选地，所述的中低温相变蓄冷材料是由以下重量百分比的原料制得：壬醇67％，正十五烷23％，水10％。
一种中低温相变蓄冷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、将醇类材料与水混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入烷烃类材料；混合均匀、冷却至室温，得到所需的中低温相变蓄冷材料；
有益效果
1、本发明的一种中低温相变蓄冷材料，蓄冷性能有了明显的提升，0～10℃可以保温34小时。
2、本发明的一种中低温相变蓄冷材料的制备方法，通过添加水溶性有机物与水混合既达到无机相变蓄冷剂较高的相变潜热，又有有机相变蓄冷剂过冷度小和无相分离现象的优点。
3、本发明的一种中低温相变蓄冷材料的导热系数高，相变温度适合(4℃左右)，充/放冷循环性能好，适用于医疗药品或生物制品的长途运输中保温。
4、本发明的一种中低温相变蓄冷材料，绿色环保、成本较低、稳定性好、来源广泛，制备方法简单、简单容易操作，适合产业化生产，本发明的低温相变蓄冷材料成本低于商用的RT4型相变储能材料，其效果与商用RT4相变材料相当。
附图说明
图1为实施例1实际保温曲线。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种中低温相变蓄冷材料，由壬醇、正十五烷以及水；醇类的质量为总质量的67％；烷烃类的质量为总质量的23％；水的质量为总质量的10％；所述总质量为硫醇类、烷烃类以及水的质量和；
一种中低温相变蓄冷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、将壬醇材料与水在37℃下混合15min，得到混合溶液；
步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入正十五烷；混合均匀、冷却至室温，得到所需的中低温相变蓄冷材料；性能表征见表1。
实施例1中，壬醇，购自南京黄埔石油化工有限公司，正十五烷购自阿拉丁试剂公司，水为自来水
实施例2
一种中低温相变蓄冷材料，由正癸醇、正十五烷以及水；醇类的质量为总质量的65％；烷烃类的质量为总质量的21％；水的质量为总质量的14％；所述总质量为硫醇类、烷烃类以及水的质量和；
一种中低温相变蓄冷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、将正癸醇材料与水在37℃下混合15min，得到混合溶液；
步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入正十五烷；混合均匀、冷却至室温，得到所需的中低温相变蓄冷材料；性能表征见表1。
实施例3
一种中低温相变蓄冷材料，由十一醇、正十五烷以及水；醇类的质量为总质量的61％；烷烃类的质量为总质量的23％；水的质量为总质量的16％；所述总质量为硫醇类、烷烃类以及水的质量和；
一种中低温相变蓄冷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、将十一醇材料与水在37℃下混合15min，得到混合溶液；
步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入正十五烷；混合均匀、冷却至室温，得到所需的中低温相变蓄冷材料；性能表征见表1。
实施例4
一种中低温相变蓄冷材料，由壬醇、正十六烷以及水；醇类的质量为总质量的70％；烷烃类的质量为总质量的20％；水的质量为总质量的10％；所述总质量为硫醇类、烷烃类以及水的质量和；
一种中低温相变蓄冷材料的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、将壬醇材料与水在37℃下混合15min，得到混合溶液；
步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入正十六烷；混合均匀、冷却至室温，得到所需的中低温相变蓄冷材料；性能表征见表1。
表1实施例1～实施例4所得蓄冷材料的性能
性能参数 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
相变温度(℃) 4.91 6.74 8.46 2.31
相变潜热(KJ/Kg) 198.3 187.2 193.4 179.3
根据本发明的相变蓄冷材料对容器具有极小的影响，使用时不会发生相分离，并且较高的相变潜热和导热系数，在0～10℃可以保温34小时，优选地用于精确熔化-凝固温度性质的相变蓄冷材料。
以上所描4述的实施例仅是本发明的一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种中低温相变蓄冷材料，其特征在于：由醇类、烷烃类以及水组成；所述醇类为壬醇；所述烷烃类为正十五烷；其重量百分比为：壬醇67％，正十五烷23％，水10％。
2.制备如权利要求1所述的一种中低温相变蓄冷材料的方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一、将醇类材料与水混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、向步骤一所得的混合溶液中加入烷烃类材料；混合均匀、冷却至室温，得到所需的中低温相变蓄冷材料。
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