CN107353880A - 一种冰袋专用节能蓄冷剂及其制备方法 - Google Patents

一种冰袋专用节能蓄冷剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冰袋专用节能蓄冷剂及其制备方法，所述蓄冷剂包括如下重量份的原料：甘薯淀粉16～32份、聚乙烯醇25～50份、偏磷酸钠3～8份、高分子吸水树脂10～18份、氯化钾5～12份、硅藻土3～9份、硫酸钾1～5份、异丙醇25～40份、抗冻剂30～50份、增稠剂1～3份、去离子水80～100份。制备方法采用常规的混合加热干燥工艺。本发明的蓄冷剂各成分安全环保，成本廉价，相变潜热值较高，提高了蒸发温度和制冷效率，降低了蓄冷产品的成本，节约了能源和制冷成本，适合推广使用。

Description

一种冰袋专用节能蓄冷剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及蓄冷材料领域，具体涉及一种冰袋专用节能蓄冷剂及其制备方法。
背景技术
冰袋是一种新颖冷冻介质，其解冻融化时没有水质污染，可反复使用，冷热使用，有效使用冷容量为同体积冰的6倍，可代替干冰，冰块等。冰袋是一种冰块的升级替代产品，有更多的适用性，其使用方便、卫生、用途广泛。目前，现有技术大多使用冰作为冰袋制冷用的蓄冷介质，冰蓄冷能流密度大，技术要求低，缺点是制冰温度低，导致蒸发温度过低，制冷效率下降。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种冰袋专用节能蓄冷剂及其制备方法，该蓄冷剂各成分安全环保，成本廉价，相变潜热值较高，提高了蒸发温度和制冷效率，降低了蓄冷产品的成本，节约了能源和制冷成本，适合推广使用。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量份的原料：甘薯淀粉16～32份、聚乙烯醇25～50份、偏磷酸钠3～8份、高分子吸水树脂10～18份、氯化钾5～12份、硅藻土3～9份、硫酸钾1～5份、异丙醇25～40份、抗冻剂30～50份、增稠剂1～3份、去离子水80～100份。
优选地，所述蓄冷剂包括如下重量份的原料：甘薯淀粉25份、聚乙烯醇36份、偏磷酸钠5份、高分子吸水树脂13份、氯化钾6份、硅藻土8份、硫酸钾4份、异丙醇32份、抗冻剂40份、增稠剂2份、去离子水85份。
优选地，所述蓄冷剂包括如下重量份的原料：甘薯淀粉28份、聚乙烯醇32份、偏磷酸钠3份、高分子吸水树脂16份、氯化钾7份、硅藻土5份、硫酸钾3份、异丙醇36份、抗冻剂45份、增稠剂1份、去离子水90份。
优选地，所述抗冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种。
优选地，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的一种或多种。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，50～80℃反应2～3小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应30～40min，室温下静置6～10小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在50～60℃搅拌反应20～30min后，加入增稠剂，升温至80～100℃回流反应2～3小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于3～5℃的冷藏室中8～10小时，再减压过滤，滤饼置于60～70℃烘箱干燥3～5小时得干燥物，干燥物与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
优选地，所述步骤（2）使用通入冰乙醇的回流管进行回流反应。
优选地，所述步骤（3）干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛后再与去离子水、氯化钾混合。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的冰袋专用节能蓄冷剂，各成分安全环保，相变潜热值较高，化学稳定性好，制备方法简单，熔点范围宽，具有较大的灵活性和适应性，提高了蒸发温度和制冷效率，降低了蓄冷产品的成本，适合推广使用。
（2）本发明的冰袋专用节能蓄冷剂成分中，甘薯淀粉安全环保，是工业上常用的胶凝剂、稳定剂；聚乙烯醇具有良好的生物成膜性，是一种常用的成膜剂；高分子吸水树脂填充效果好，不易吸潮，增稠性强，载体性好，难以变质；硅藻土和氯化钾的用量改变可以调节该蓄冷剂的相变温度范围。
（3）本发明的冰袋专用节能蓄冷剂，不仅可以用于停电或外出时蔬菜、水果、食物的临时降温保温，还可用于冰敷于受伤创面，促进局部血管的收缩，控制小血管的出血和减轻张力较大肿块的疼痛，达到消肿止痛之功效；还可用于降低体温，改善高温不适感。
具体实施方式
以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。
实施例1
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量的原料：甘薯淀粉25g、聚乙烯醇36g、偏磷酸钠5g、高分子吸水树脂13g、氯化钾6g、硅藻土8g、硫酸钾4g、异丙醇32g、抗冻剂乙二醇40g、增稠剂羧甲基纤维素钠2g、去离子水85g。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，60℃反应2.5小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应30min，室温下静置6小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在50℃搅拌反应25min后，加入增稠剂，升温至88℃，使用通入冰乙醇的回流管回流反应2.5小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于3℃的冷藏室中8小时，再减压过滤，滤饼置于60℃烘箱干燥5小时得干燥物，干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛，与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
实施例2
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量的原料：甘薯淀粉28g、聚乙烯醇32g、偏磷酸钠3g、高分子吸水树脂16g、氯化钾7g、硅藻土5g、硫酸钾3g、异丙醇36g、抗冻剂丙三醇45g、增稠剂羧甲基纤维素钠1g、去离子水90g。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，60℃反应2.6小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应35min，室温下静置8小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在55℃搅拌反应24min后，加入增稠剂，升温至90℃，使用通入冰乙醇的回流管回流反应2.6小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于4℃的冷藏室中9小时，再减压过滤，滤饼置于65℃烘箱干燥4小时得干燥物，干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛，与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
实施例3
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量的原料：甘薯淀粉20g、聚乙烯醇35g、偏磷酸钠5g、高分子吸水树脂12g、氯化钾10g、硅藻土8g、硫酸钾3g、异丙醇32g、抗冻剂丙二醇46g、增稠剂羧甲基纤维素钠1g、去离子水93g。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，80℃反应2小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应30min，室温下静置9小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在56℃搅拌反应30min后，加入增稠剂，升温至100℃，使用通入冰乙醇的回流管回流反应3小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于5℃的冷藏室中10小时，再减压过滤，滤饼置于70℃烘箱干燥5小时得干燥物，干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛，与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
实施例4
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量的原料：甘薯淀粉28g、聚乙烯醇34g、偏磷酸钠4g、高分子吸水树脂15g、氯化钾7g、硅藻土8g、硫酸钾3g、异丙醇32g、抗冻剂乙二醇46g、增稠剂羧甲基纤维素钠2g、去离子水88g。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，80℃反应2小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应30min，室温下静置7小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在60℃搅拌反应20min后，加入增稠剂，升温至80℃，使用通入冰乙醇的回流管回流反应3小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于3℃的冷藏室中8小时，再减压过滤，滤饼置于60℃烘箱干燥5小时得干燥物，干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛，与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
实施例5
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量的原料：甘薯淀粉28g、聚乙烯醇37g、偏磷酸钠5g、高分子吸水树脂18g、氯化钾12g、硅藻土5g、硫酸钾3g、异丙醇33g、抗冻剂丙三醇49g、增稠剂羟乙基纤维素3g、去离子水100g。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，75℃反应2.4小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应35min，室温下静置9小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在60℃搅拌反应25min后，加入增稠剂，升温至98℃，使用通入冰乙醇的回流管回流反应2.7小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于3℃的冷藏室中10小时，再减压过滤，滤饼置于70℃烘箱干燥3小时得干燥物，干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛，与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
实施例6
一种冰袋专用节能蓄冷剂，包括如下重量的原料：甘薯淀粉30g、聚乙烯醇40g、偏磷酸钠7g、高分子吸水树脂16g、氯化钾12g、硅藻土8g、硫酸钾4g、异丙醇40g、抗冻剂丙二醇42g、增稠剂羟乙基纤维素1g、去离子水98g。
上述冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，80℃反应3小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应40min，室温下静置10小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在60℃搅拌反应20min后，加入增稠剂，升温至100℃，使用通入冰乙醇的回流管回流反应3小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于3℃的冷藏室中8小时，再减压过滤，滤饼置于60℃烘箱干燥5小时得干燥物，干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛，与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
对上述实施例1～6制备的蓄冷剂的潜热值和相变温度范围进行了测量，具体结果见下表。
表1. 潜热值和相变温度范围
实施例 潜热值（J/g） 相变温度范围（℃）
1 418 13.6
2 397 13.2
3 386 10.7
4 382 11.4
5 369 9.1
6 357 9.2
由表1可以看出，本发明的蓄冷剂潜热值和相变温度范围较大，具有较大的灵活性和适应性，提高了蒸发温度和制冷效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种冰袋专用节能蓄冷剂，其特征在于，包括如下重量份的原料：甘薯淀粉16～32份、聚乙烯醇25～50份、偏磷酸钠3～8份、高分子吸水树脂10～18份、氯化钾5～12份、硅藻土3～9份、硫酸钾1～5份、异丙醇25～40份、抗冻剂30～50份、增稠剂1～3份、去离子水80～100份。
2.根据权利要求1所述的冰袋专用节能蓄冷剂，其特征在于，所述蓄冷剂包括如下重量份的原料：甘薯淀粉25份、聚乙烯醇36份、偏磷酸钠5份、高分子吸水树脂13份、氯化钾6份、硅藻土8份、硫酸钾4份、异丙醇32份、抗冻剂40份、增稠剂2份、去离子水85份。
3.根据权利要求1所述的冰袋专用节能蓄冷剂，其特征在于，所述蓄冷剂包括如下重量份的原料：甘薯淀粉28份、聚乙烯醇32份、偏磷酸钠3份、高分子吸水树脂16份、氯化钾7份、硅藻土5份、硫酸钾3份、异丙醇36份、抗冻剂45份、增稠剂1份、去离子水90份。
4.根据权利要求1所述的冰袋专用节能蓄冷剂，其特征在于，所述抗冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的冰袋专用节能蓄冷剂，其特征在于，所述增稠剂为羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素中的一种或多种。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将甘薯淀粉、聚乙烯醇、高分子吸水树脂、抗冻剂混合搅拌，50～80℃反应2～3小时，再加入偏磷酸钠，继续搅拌反应30～40min，室温下静置6～10小时待用；
（2）将步骤（1）反应物、硅藻土、硫酸钾、异丙醇混合，充入氮气保护，在50～60℃搅拌反应20～30min后，加入增稠剂，升温至80～100℃回流反应2～3小时；
（3）反应体系自然冷却至室温，置于3～5℃的冷藏室中8～10小时，再减压过滤，滤饼置于60～70℃烘箱干燥3～5小时得干燥物，干燥物与去离子水、氯化钾常温混合搅拌后得到该冰袋专用节能蓄冷剂。
7.根据权利要求6所述的冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）使用通入冰乙醇的回流管进行回流反应。
8.根据权利要求6所述的冰袋专用节能蓄冷剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）干燥物经过粉碎机粉碎，过80～100目筛后再与去离子水、氯化钾混合。
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