CN109294524A - 一种相变蓄冷材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种相变蓄冷材料及其制备方法，本发明以十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠为原料，经过搅拌混合，冷却凝固一系列工艺制成相变蓄冷材料，以十水合硫酸钠为基体材料，再添加以四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂的三种添加剂制成的相变蓄冷材料，进行添加剂的改性，形成的相变蓄冷材料具有较小的过冷度，相变焓大，稳定性高，消除了相分离现象，且制备过程简单，便于封装和生产，提高了生产效率，降低了成本和时间损耗。

Description

一种相变蓄冷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种相变蓄冷材料领域，具体是一种相变蓄冷材料及其制备方法。
背景技术
相变蓄能材料，简称PCM。所谓相变储能是指物质在相变化过程中吸收或释放能量。正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。以其本身的特性，PCM在太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用、节能建筑材料、空调的节能以及食品保鲜等领域拥有广泛的应用前景。同时由于其相变时温度近似恒定，可以用于调整控制周围环境的温度，并且可以多次重复使用。从广义上说，相变蓄冷材料是储能材料的一种。追求高品质的生活是全人类永恒的主题，这其中高品质的食物占据了极为重要的内容。但是市面上使用的相变蓄冷材料过冷度较大，相变焓小，稳定性低，制备工序复杂，不便于大量生产，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种相变蓄冷材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种相变蓄冷材料，该材料至少由十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠组成，各个原料占原料总量的质量百分比为：十水合硫酸钠为80％-85％、四硼酸钠为1％-4％、氯化铵为10％-15％、羧甲基纤维素钠为1％-4％；
一种相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、将至少十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例取各个原料研磨均匀形成固体混合物；
S2、将步骤S1中制得的固体混合物放入恒温浴锅中进行加热，使各组分完全熔化成为液体，并对其进行均匀搅拌，搅拌均匀形成胶状的液体混合物；
S3、将胶状的液体混合物注入到容器里面，且在容器里面预留一定的膨胀空间，然后将容器密封，制成相变蓄冷材料。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S3中注入的胶状的液体混合物的量为容器体积的92-98％，容器内预留2-8％的膨胀空间。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S3中相变蓄冷材料的相变焓为130-147千焦/千克，相变温度为7-10摄氏度，过冷度小于1摄氏度。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤S3中相变蓄冷材料中十水合硫酸钠为基体材料，四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种由十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠为原料，经过搅拌混合，冷却凝固一系列工艺制成相变蓄冷材料，以十水合硫酸钠为基体材料，再添加以四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂的三种添加剂制成的相变蓄冷材料，进行添加剂的改性，形成的相变蓄冷材料具有较小的过冷度，相变焓大，稳定性高，消除了相分离现象，且制备过程简单，便于封装和生产，提高了生产效率，降低了成本和时间损耗。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
本发明实施例中，一种相变蓄冷材料，该材料至少由十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠组成，各个原料占原料总量的质量百分比为：十水合硫酸钠为80％-85％、四硼酸钠为1％-4％、氯化铵为10％-15％、羧甲基纤维素钠为1％-4％；
实施例1
一种相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、将至少十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例取各个原料研磨均匀形成固体混合物，所述固体混合物中十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠的质量比例为82：2.5：12.3：3.2；
S2、将步骤S1中制得的固体混合物放入恒温浴锅中进行加热，使各组分完全熔化成为液体，并对其进行均匀搅拌，搅拌均匀形成胶状的液体混合物；
S3、将胶状的液体混合物注入到容器里面，注入的量为容器体积的98％，容器内预留2％的膨胀空间，然后将容器密封，将其置于5摄氏度的冷水中，制成相变蓄冷材料，经实验本实施例制备的相变蓄冷材料相变焓为136千焦/千克，相变温度为7.3摄氏度，过冷度为0.6摄氏度，所述相变蓄冷材料中十水合硫酸钠为基体材料，四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂，以四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂的三种添加剂制成的相变蓄冷材料，进行添加剂的改性，形成的相变蓄冷材料具有较小的过冷度，相变焓大，稳定性高，消除了相分离现象，且制备过程简单，便于封装和生产，提高了生产效率，降低了成本和时间损耗。
实施例2
一种相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
S1、将至少十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例取各个原料研磨均匀形成固体混合物，所述固体混合物中十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠的质量比例为84.5：3：10.5：2；
S2、将步骤S1中制得的固体混合物放入恒温浴锅中进行加热，使各组分完全熔化成为液体，并对其进行均匀搅拌，搅拌均匀形成胶状的液体混合物；
S3、将胶状的液体混合物注入到容器里面，注入的量为容器体积的98％，容器内预留2％的膨胀空间，然后将容器密封，将其置于5摄氏度的冷水中，制成相变蓄冷材料，经实验本实施例制备的相变蓄冷材料相变焓为141千焦/千克，相变温度为8.2摄氏度，过冷度为0.8摄氏度，所述相变蓄冷材料中十水合硫酸钠为基体材料，四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种相变蓄冷材料，其特征在于，该材料至少由十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠组成，各个原料占原料总量的质量百分比为：十水合硫酸钠为80％-85％、四硼酸钠为1％-4％、氯化铵为10％-15％、羧甲基纤维素钠为1％-4％。
2.一种如权利要求1所述的一种相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤如下：
S1、将至少十水合硫酸钠、四硼酸钠、氯化铵和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例取各个原料研磨均匀形成固体混合物；
S2、将步骤S1中制得的固体混合物放入恒温浴锅中进行加热，使各组分完全熔化成为液体，并对其进行均匀搅拌，搅拌均匀形成胶状的液体混合物；
S3、将胶状的液体混合物注入到容器里面，且在容器里面预留一定的膨胀空间，然后将容器密封，制成相变蓄冷材料。
3.根据权利要求2所述的一种相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中原料搅拌在常温下进行。
4.根据权利要求2所述的一种相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中注入的胶状的液体混合物的量为容器体积的92-98％，容器内预留2-8％的膨胀空间。
5.根据权利要求2所述的一种相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中相变蓄冷材料的相变焓为130-147千焦/千克，相变温度为7-10摄氏度，过冷度小于1摄氏度。
6.根据权利要求2所述的一种相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中相变蓄冷材料中十水合硫酸钠为基体材料，四硼酸钠为成核剂，氯化铵为温度调节剂，羧甲基纤维素钠为增稠剂。
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