CN109466872B - 一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，由多块保温罩板拼合固定而成，所述保温罩板包括防护层和保温基体，所述防护层包裹保温基体，所述保温基体由外侧的保温层和内侧的固体相变蓄冷材料层组成。本发明安装、拆卸方便，可拆装后叠放运输，占用空间小，运输、回收成本低，采用保温层和固体相变蓄冷材料结合，短途保温效果好，尺寸、厚度及重量可控，也不存在相变蓄冷材料泄漏问题，轻保温兼顾适当的机械强度，有效解决了冷链运输最后运输环节如何经济、方便保温的问题。

Description

一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩

技术领域

本发明涉及冷链运输技术领域，特别涉及一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩。

背景技术

随着国民经济的发展，人民生活水平的提高，我国食品、医药、物流、连锁超市等行业对冷藏贮存及冷链运输的需求快速增长。近年来，国家加强了对冷链运输的食品、药品的监管，冷链运输装备得到重视和发展。冷藏汽车、隔热保温车、电动蓄冷冷藏车、冷藏集装箱等冷藏运输装备在冷藏运输中得到广泛应用，研发节能、环保、低能耗的冷藏运输设备成为行业发展的新方向。目前，大部分生物制品、疫苗要求在2摄氏度至8摄氏度环境温度下进行冷藏。在把生物制品、药品或疫苗从冷藏库搬运到冷藏运输设备过程中，或从冷藏设备中把生物制品、药品或疫苗搬运到冷藏库过程中，没有冷藏设备保护，生物制品或疫苗受到环境温度影响很容易超过冷藏温度的范围，造成生物制品或药品变质，存在安全隐患。如何解决冷链运输最后运输环节的保温问题，是各家冷链运输企业重点关注并急需解决的。

CN206142177U的专利公开了一种医药冷链保温罩，包括：底罩，用于盛放药品；罩身，用于套设在所述底罩上并与所述底罩连接；罩盖，套设在所述罩身上并与所述罩身连接；其中，所述罩盖、所述罩身和所述底罩由保温材料层构成；所述保温材料层包括第一保温层、所述第二保温层和所述第三保温层，所述第二保温层设置在所述第一保温层和所述第三保温层之间；其中所述底罩与所述罩身可拆卸连接。该专利提供了一种解决冷链运输最后运输环节保温问题的方案，但是其存在的问题是，罩身必须套进去，然后加罩盖，对于较大的箱体保温，安装不便；罩身、底罩、罩盖占用的空间大，无法叠合运输及回收，运输、回收成本较高，虽然设计了多层保温层进行保温隔热，这样厚度上较大，仅通过保温层的保温性能也不佳，在短途1-2小时的冷链运输中，无法满足运输对于温度的要求。

相变材料（PCM）在相变过程中能吸收或释放大量的潜热，可广泛应用于热量储存和温度控制领域。目前在食品或者药品冷链领域，利用相变储能技术的无源冷链保温箱已经应用在各大医药流通公司和国内外的医药企业及分销企业。目前市场上冷链物流所使用的相变材料基本为固-液态相变材料。

目前冷链物流使用的固-液态相变材料存在许多不足：

1、渗漏问题：为了减轻重量，封装相变材料的使用最多的材料为HDPE（高密度聚乙烯），HDPE经过吹塑工艺（材料高温熔化后注入模具，吹气定型）进行成型。这种材料因为分子链基本以直链为主，分子间存在一定间隙，所以相变材料慢慢会从这些间隙中慢慢渗出。

2、机械强度低：相变材料利用塑料材料封装受到较大的冲击力很容易被破坏。

3、投入成本高：利用塑料封装相变材料不能根据尺寸调整封装的尺寸，如果有不同的尺寸需求需要不同模具。

4、 重量太重：采用HDPE塑料材料封装相变材料，重量约会占整套箱体的重量30-40%左右，利用率不高。

若将现有固液相变材料用于保温罩，则存在厚度过大，体积过大，重量多大，强度不佳，容易渗漏等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，安装、拆卸方便，可拆装后叠放运输，占用空间小，运输、回收成本低，采用保温层和固体相变蓄冷材料结合，短途保温效果好，尺寸、厚度及重量可控，也不存在相变蓄冷材料泄漏问题，轻保温兼顾适当的机械强度，有效解决了冷链运输最后运输环节如何经济、方便保温的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，由保温罩板拼合固定而成，所述保温罩板包括防护层和保温基体，所述防护层包裹保温基体，所述保温基体由外侧的保温层和内侧的固体相变蓄冷材料层组成。所述防护层厚度为0.2-1.5mm，所述保温层厚度为2-5cm，所述固体相变蓄冷材料层厚度为0.5-5cm。

所述固体相变蓄冷材料层的材料组成为：由A组份和B组份组成，按重量百分比计，其中A组分为50～80%，B组分为20～50%；A组份各成分的重量份组成为：定型主材料 100份，定型交联剂30～70份， 定型添加剂一1～10份，定型添加剂二5～20份；B组份各成分的重量份组成为：相变储能主材料100份，水30～70份，相变储能成核剂0.5～5份，相变储能结晶优化剂0.5～5份，相变储能增稠剂1～10份。本发明固体相变蓄冷材料层的材料为固-固型相变储能材料，不易渗漏，成型后可根据不同的尺寸要求进行裁割，不需要封装，可直接使用，相比传统的HDPE封装，可以减少20~30%的重量。本发明利用交联剂使分子链进行交联，形成互穿网络结构，可以把相变材料牢牢的固定在网络结构中，可以大大减少渗漏现象。由于互穿网络结构的存在可以有效提升产品的强度。

所述定型主材料为环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂、糠醇树脂中的一种或者多种；所述定型交联剂为过氧化二丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、聚酰胺树脂中的一种或者多种；所述定型添加剂一为石墨、活性炭、铁粉、铜粉中的一种或者多种；所述定型添加剂二为乙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、正十四烷、肉豆蔻酸甲酯中的一种或者多种。

所述相变储能主材料为氯化钙、氯化钠、氯化钾、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾的一种或者多种；所述相变储能成核剂为四硼酸钠、二氧化硅、炭黑、碳酸钡的一种或者多种。作为优选方案，所述相变储能主材料为硫酸钠与碳酸钠按照1：1的质量比的混合物。

所述相变储能结晶优化剂为六偏磷酸钠、尿素、焦磷酸钠中的一种或者多种；所述相变储能增稠剂为高吸水树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠中的一种或者多种。作为优选，所述的相变储能结晶优化剂为六偏磷酸钠和尿素混合物按照8:2的质量比的混合物。

所述防护层由外侧的铝塑膜和内侧的珍珠棉层组成。铝塑膜的厚度在10-15微米。

所述保温层的材料为XPS保温板、EPS保温板或PU保温板。

所述保温罩板包括侧板、顶板和底板，每块保温罩板外表面均设有若干对固定扣，捆扎带穿过侧板上的固定扣横向捆扎，对保温罩板进行横向固定；捆扎带穿过底板、侧板和顶板上的固定扣纵向捆扎，对保温罩板进行纵向固定。

所述保温罩板包括侧板、顶板和底板，相邻的侧板通过卡扣固定，侧板与顶板通过卡扣固定，侧板与底板通过卡扣固定。

每块保温罩板的外沿均设有环绕保温罩板的台阶口，保温罩板的拼合处由相互配合的台阶口形成密封。

本发明的有益效果是：

1、保温罩板拼合形成保温罩并用捆扎带固定，拆装方便，拆开后保温罩板叠合堆放，占用空间小，收回运输成本低。

2、采用固体相变蓄冷材料，短途保温效果好，尺寸、厚度及重量可控，也不存在相变蓄冷材料泄漏问题。

3、轻保温兼顾适当的机械强度，有效解决了冷链运输最后运输环节如何经济、方便保温的问题。

附图说明

图1是本发明的一种纵向剖视图。

图2是本发明的一种横向剖视图。

图3是本发明的保温罩板的一种剖视图。

图4是本发明的一种立体视图。

图5是本发明的另一种立体视图。

图6是图5的保温罩板连接处的局部放大剖视图。

图中：1、保温罩板，2、保温层，3、固体相变蓄冷材料层，4、防护层，41、铝塑膜，42、珍珠棉层，5、固定扣，6、捆扎带，7、托盘，8、卡扣，81、拉钩，82、拉环，9、护边，10、衬木。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。

本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，由六块保温罩板1拼合固定而成（图1、图2、图4），每块保温罩板的外沿均设有环绕保温罩板的台阶口，保温罩板的拼合处由相互配合的台阶口形成密封。所述保温罩板包括防护层4和保温基体，所述防护层包裹保温基体，所述保温基体由外侧的保温层2和内侧的固体相变蓄冷材料层3组成。所述防护层由外侧的铝塑膜41和内侧的珍珠棉层42组成（图3）。

所述保温层的材料为XPS保温板、EPS保温板或PU保温板。所述防护层厚度为0.2-1.5mm，铝塑膜的厚度为10微米左右，所述保温层厚度为2-5cm，所述固体相变蓄冷材料层厚度为0.5-5cm。防护层厚度、保温层厚度及固体相变蓄冷材料层厚度均可根据实际需求进行调整。六块保温罩板包括四块侧板、一块顶板和一块底板，每块保温罩板外表面均设有两对固定扣5（图4），两条捆扎带6穿过四块侧板上的固定扣横向捆扎，对保温罩板进行横向固定；两条捆扎带穿过底板、左右侧板和顶板上的固定扣纵向捆扎，两条捆扎带穿过底板、前后侧板和顶板上的固定扣纵向捆扎，对保温罩板进行纵向固定。整个保温罩在托盘7上安装包裹好需保温的物品（如药箱）后，方便叉车运输。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于：六块保温罩板包括四块侧板、一块顶板和一块底板，相邻的侧板通过卡扣8固定，侧板与顶板通过卡扣8固定，侧板与底板通过卡扣8固定（图5），卡扣固定具体的一种方式为通过拉钩81和拉环82固定，拉钩和拉环安装处的保温层内均嵌设对应的衬木10以便于拉钩和拉环的安装（图6），保温罩的棱边上均装有护边9，整个保温罩在托盘7上安装包裹好需保温的物品（如药箱）后，方便叉车运输。

本发明的固体相变蓄冷材料层的材料组成见如下制备例：

固体相变蓄冷材料制备例1：

取200g的环氧树脂加热至45℃后加入10g石墨和20g乙醇搅拌均匀成预混物A；

分别取50g硫酸钠和50g碳酸钠加入60g的水后升温至45℃搅拌30分钟后加入3g的四硼酸钠，0.6g尿素和2.4g六偏磷酸钠，5g的高吸水树脂后继续搅拌1小时后制成预混物B；

在室温下在预混物A中加入预混物B搅拌15分钟后加入140g的聚酰胺树脂搅拌15分钟后倒入平板模具中后升温至60℃反应2小时后制成产品。

本例提供的储能材料焓值为100kj/kg，过冷度为1摄氏度。

固体相变蓄冷材料制备例2：

取500g的酚醛树脂加热至45℃后加入40g石墨和70g乙醇搅拌均匀成预混物A；

分别取100g硫酸钠和100g碳酸钠加入100g的水后升温至45℃搅拌30分钟后加入6g的四硼酸钠，2g尿素和8g六偏磷酸钠，15g的高吸水树脂后继续搅拌1小时后制成预混物B；

在室温下在预混物A中加入预混物B搅拌15分钟后加入200g的过氧化苯甲酰搅拌15分钟后倒入平板模具中后升温至60℃反应2小时后制成产品。

本例提供的储能材料焓值为105kj/kg，过冷度为1.5摄氏度。

固体相变蓄冷材料制备例3：

取250g的酚醛树脂和250g的环氧树脂加热至45℃后加入40g石墨和70g乙醇搅拌均匀成预混物A；

分别取100g硫酸钠和100g碳酸钠加入120g的水后升温至45℃搅拌30分钟后加入7g的四硼酸钠，3g尿素和5g六偏磷酸钠，14g的高吸水树脂后继续搅拌1小时后制成预混物B；

在室温下在预混物A中加入预混物B搅拌15分钟后加入100g的过氧化苯甲酰和100g的聚酰胺树脂搅拌15分钟后倒入平板模具中后升温至60℃反应2小时后制成产品。

本例提供的储能材料焓值为120kj/kg，过冷度为1.2摄氏度。

本发明的固体相变蓄冷材料将无机盐相变材料成功固定在塑料内，定型添加剂加入增加了整个产品的导热能力和强度。相变储能材料中添加了结晶优化剂可以有效的控制结晶温度和结晶效率，降低过冷度。本发明的固体相变蓄冷材料所使用的定型主材料在未交联前呈热塑性的线型结构，其含有许多活泼的化学键，比如环氧树脂含有羟基、醚基、环氧基等极为活泼的基团，在加入交联剂后，与环氧树脂的结构中有羟基、醚基、环氧基等极为活泼的基团反应，变成网状结构的大分子，在网络形成的过程中相变材料会被固定在这些网络孔洞中，可以大大减少渗漏现象。由于互穿网络结构的存在可以有效提升产品的强度。本发明的固体相变蓄冷材料为固-固型相变储能材料，成型后可根据不同的尺寸要求进行裁割。本发明所完成的相变材料可直接使用，不需要封装，相比传统的HDPE封装，可以减少20～30%的重量。

本发明的保温罩，安装、拆卸方便，安装时，先放保温罩板的底板，然后放置需要保温的物品如药箱，接着拼合四块侧板，盖上顶板，最后捆扎带穿固定扣捆扎固定即可。拆卸时，将捆扎带解开，即可方便地将各块保温罩板拆除，然后叠放运输，占用空间小，运输、回收成本低，采用保温层和固体相变蓄冷材料结合，短途（2小时内）保温效果好，尺寸、厚度及重量可控，也不存在相变蓄冷材料泄漏问题，本发明轻保温兼顾适当的机械强度，有效解决了冷链运输最后运输环节如何经济、方便保温的问题。

本发明的保温罩的保温效果测试为：在35℃环境温度下，对药箱保温维持2~8℃，可保持1-2小时。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (5)

1.一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，其特征在于，由多块保温罩板拼合固定而成，所述保温罩板包括防护层和保温基体，所述防护层包裹保温基体，所述保温基体由外侧的保温层和内侧的固体相变蓄冷材料层组成；

所述固体相变蓄冷材料层的材料组成为：由A组份和B组份组成，按重量百分比计，其中A组分为50～80%，B组分为20～50%；A组份各成分的重量份组成为：定型主材料 100份，定型交联剂30～70份， 定型添加剂一1～10份，定型添加剂二5～20份；B组份各成分的重量份组成为：相变储能主材料100份，水30～70份，相变储能成核剂0.5～5份，相变储能结晶优化剂0.5～5份，相变储能增稠剂1～10份；

所述定型主材料为环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、糠醛苯酚树脂、糠醛丙酮树脂、糠醇树脂中的一种或者多种；所述定型交联剂为过氧化二丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰、聚酰胺树脂中的一种或者多种；所述定型添加剂一为石墨、活性炭、铁粉、铜粉中的一种或者多种；所述定型添加剂二为乙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、正十四烷、肉豆蔻酸甲酯中的一种或者多种；

所述相变储能主材料为氯化钙、氯化钠、氯化钾、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾的一种或者多种；所述相变储能成核剂为四硼酸钠、二氧化硅、炭黑、碳酸钡的一种或者多种；

所述相变储能结晶优化剂为六偏磷酸钠、尿素、焦磷酸钠中的一种或者多种；所述相变储能增稠剂为高吸水树脂、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠中的一种或者多种；

所述防护层由外侧的铝塑膜和内侧的珍珠棉层组成。

2.根据权利要求1所述的一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，其特征在于：所述保温层的材料为XPS保温板、EPS保温板或PU保温板。

3.根据权利要求1所述的一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，其特征在于：所述保温罩板包括侧板、顶板和底板，每块保温罩板外表面均设有若干对固定扣，捆扎带穿过侧板上的固定扣横向捆扎，对保温罩板进行横向固定；捆扎带穿过底板、侧板和顶板上的固定扣纵向捆扎，对保温罩板进行纵向固定。

4.根据权利要求1所述的一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，其特征在于：所述保温罩板包括侧板、顶板和底板，相邻的侧板通过卡扣固定，侧板与顶板通过卡扣固定，侧板与底板通过卡扣固定。

5.根据权利要求1所述的一种带相变储能材料的冷链运输用保温罩，其特征在于：每块保温罩板的外沿均设有环绕保温罩板的台阶口，保温罩板的拼合处由相互配合的台阶口形成密封。