CN110819309A - 一种-15℃相变蓄冷剂及其制备方法 - Google Patents

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刘小辉
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Abstract

本发明公开了一种‑15℃相变蓄冷剂及其制备方法，所述的‑15℃相变蓄冷剂包括甘油10～50％、羧甲基纤维素钠1～3％、聚丙烯酸纳2～5％，硼砂0.2～2％、聚乙烯醇2～10％、去离子水。本发明保护的‑15℃相变蓄冷剂，为有机与无机产生化学反应结合物，其结晶温度在‑16℃～‑14℃，以固体状型态存在，这种蓄冷材料易于定型，作为冷媒使用过冷度小，可以有效解决冷冻效率低的问题。

Description

一种-15℃相变蓄冷剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种-15℃相变蓄冷剂，其结晶温度在-9℃～-7℃。按照本发明所得到的-15℃相变蓄冷剂，可用于各种冷冻产品的低温冷藏、低温运输等领域。
背景技术
随着生鲜行业的发展，相变蓄冷材料可应用于温控包装、冷链物流中。网购冻品一般用快递运输，运输时间短，冻品一般处于-15℃冷链运输不会导致变质。市场上，一般冰块蓄冷剂，冻结后，只能维持车厢或者密闭保温盒在2～8℃，无法达到产品要求的低温运输环境。同时市场上现有低温相变蓄冷液过冷度高，冷冻效率低，使用极不方便。
本发明公布了一种结晶温度在-15℃相变蓄冷剂，该蓄冷剂为有机与无机产生化学反应结合物甘油-聚乙烯醇-硼酸酯交联体，其结晶温度在-16℃～-14℃，以固体状型态存在，这种蓄冷材料易于定型，作为冷媒使用过冷度小，可以有效解决冷冻效率低的问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷和不足，本发明提供了一种-15℃相变蓄冷剂，其结晶温度在-16℃～-14℃，相变潜热可达250kJ/kg，期望提供一种提高冻结效率、固体形状的相变蓄冷剂，以这种蓄冷材料作为冷媒，能够满足肉类、海鲜的冷冻需求。
具体地，本发明提供了一种-15℃相变蓄冷剂，包括以下组分：甘油、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸纳、硼砂、聚乙烯醇、去离子水。
在另一优选的实施例中，本发明提供了一种-15℃相变蓄冷剂，包括以下质量百分比的组分：甘油10～50％、羧甲基纤维素钠1～3％、聚丙烯酸纳2～5％，硼砂0.2～2％、聚乙烯醇2～10％、去离子水。
在另一优选的实施例中，本发明提供了一种-15℃相变蓄冷剂，由质量百分比含量的以下成分组成：甘油10～50％、羧甲基纤维素钠1～3％、聚丙烯酸纳2～5％，硼砂0.2～2％、聚乙烯醇2～10％、去离子水。
优选地，所述的-15℃相变蓄冷剂的结晶温度为-16℃～-14℃。
优选地，所述的-15℃相变蓄冷剂的熔解潜热为250kJ/kg～300kJ/kg。
优选地，所述的-15℃相变蓄冷剂的熔解潜热为250kJ/kg。
优选地，所述的-15℃相变蓄冷剂为有机与无机产生化学反应结合物甘油-聚乙烯醇-硼酸酯交联体。
本发明的另一个目的是提供一种-8℃储冷材料组合物的制备方法，包括：
(1)用容器称取水；
(2)启动电动搅拌器，将权利要求1所述的无机结合物溶解于水中，得到组分A；
(3)将组分A加热到80℃，搅拌器设定在1000rpm，加入权利要求1所述的有机结合物于溶液中，并提升搅拌器转速在2500rpm，搅拌20分钟，即得-8℃储冷材料组合物。
在另一优选的实施例中，本发明提供了一种-15℃相变蓄冷剂的制备方法，包括：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到-15℃相变蓄冷剂。
与现有技术相比，本发明的技术效果在于：
1.本发明保护的-15℃相变蓄冷剂为有机与无机结合物，作为冷媒过冷度小，可以有效解决冷冻效率低的问题。
2.本发明保护的-15℃相变蓄冷剂呈交联固体状态、易定型，反复使用相变潜热不衰减。
3.本发明保护的-15℃相变蓄冷剂可反复储冷，使用寿命长。
4.本发明保护的-15℃相变蓄冷剂可用于低温冷藏运输等方面，可以大幅度降低运输成本，保证运输产品的品质。
具体实施方式
下面将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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
本发明实施例和对比例所用的原料均来源于市购。
本发明所提供的相变材料按照步冷曲线法进行了结晶温度测定，并用DSC差热法测定了其熔解潜热。
实施例1
按照以下质量百分比准备原料：
甘油10％，羧甲基纤维素钠2％，聚丙烯酸钠3.5％，硼砂0.8％，聚乙烯醇6％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到该蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物按照步冷曲线法测试其结晶温度为-15.7℃，熔解潜热为258kJ/kg。
实施例2
按照以下质量百分比准备原料：
甘油15％，羧甲基纤维素钠2％,聚丙烯酸钠3％，硼砂1％，聚乙烯醇7％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到该蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物按照步冷曲线法测试其结晶温度为-16.2℃，熔解潜热为253kJ/kg。
实施例3
按照以下质量百分比准备原料：
甘油8％，羧甲基纤维素钠1％,聚丙烯酸钠2％，硼砂1.5％，聚乙烯醇5％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到该蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物按照步冷曲线法测试其结晶温度为-15.3℃，熔解潜热为262kJ/kg。
实施例4
按照以下质量百分比准备原料：
甘油12％，羧甲基纤维素钠1.5％,聚丙烯酸钠2.5％，硼砂1.2％，聚乙烯醇8.5％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到该蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物按照步冷曲线法测试其结晶温度为-14.8℃，熔解潜热为267kJ/kg。
实施例5
按照以下质量百分比准备原料：
甘油25％，羧甲基纤维素钠3％,聚丙烯酸钠4.5％，硼砂2％，聚乙烯醇9％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到该蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物按照步冷曲线法测试其结晶温度为-15℃，熔解潜热为255kJ/kg。
对比例1
按照以下质量百分比准备原料：
甘油3％，羧甲基纤维素钠1.2％,聚丙烯酸钠2.5％，硼砂0.3％，聚乙烯醇4％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到该蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物按照步冷曲线法测试其结晶温度为-4.7℃，熔解潜热为278kJ/kg。
对比例2
按照以下质量百分比准备原料：
羧甲基纤维素钠1.8％,聚丙烯酸钠3.2％，硼砂0.35％，聚乙烯醇4.7％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后得到蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物为糊状，按照步冷曲线法测试其结晶温度为-0.5℃，熔解潜热为282kJ/kg。
对比例3
按照以下质量百分比准备原料：
甘油20％，羧甲基纤维素钠1.7％,聚丙烯酸钠2.4％，聚乙烯醇8％，其余为去离子水；
制备方法：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，使之充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇，得到混合物，冷却后得到蓄冷材料组合物。
该相变蓄冷材料组合物成糊状，按照步冷曲线法测试其结晶温度为-8.7℃，熔解潜热为242kJ/kg。
通过以上实施例1～5，本发明公开的蓄冷材料组合物的结晶温度在-16℃～-14℃，材料性能比较稳定，熔解潜热比较大，在250kJ/kg以上。对比例1～3表明，各组分调整后不再满足低温结晶蓄冷的条件，结晶的温度大幅上升。在对比例3中，未加入硼砂，该相变蓄冷组合物呈现糊状，且结晶温度高，不在在-16℃～-14℃温度范围，无应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，所以凡是依本发明所述范围的特征原料、特征步骤以及配方等同的变化，均应包括在本发明的申请专利范围之内。

Claims (8)

1.一种-15℃相变蓄冷剂，其特征在于，包括以下组分：甘油、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸纳、硼砂、聚乙烯醇、去离子水。
2.一种-15℃相变蓄冷剂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：甘油10～50％、羧甲基纤维素钠1～3％、聚丙烯酸纳2～5％，硼砂0.2～2％、聚乙烯醇2～10％、去离子水。
3.一种-15℃相变蓄冷剂，其特征在于，由质量百分比含量的以下成分组成：
甘油10～50％、羧甲基纤维素钠1～3％、聚丙烯酸纳2～5％，硼砂0.2～2％、聚乙烯醇2～10％、去离子水。
4.根据权利要求1所述的-15℃相变蓄冷剂，所述的-15℃相变蓄冷剂的结晶温度为-16℃～-14℃。
5.根据权利要求1所述的-15℃相变蓄冷剂，其特征在于，所述的-15℃相变蓄冷剂的熔解潜热为250kJ/kg～300kJ/kg。
6.根据权利要求1所述的-15℃相变蓄冷剂，其特征在于，所述的-15℃相变蓄冷剂的熔解潜热为250kJ/kg。
7.根据权利要求1所述的-15℃相变蓄冷剂，其特征在于，所述的-15℃相变蓄冷剂为有机与无机产生化学反应结合物甘油-聚乙烯醇-硼酸酯交联体。
8.一种-15℃相变蓄冷剂的制备方法，其特征在于，包括：
(1)用容器称取去离子水；
(2)在搅拌条件下依次加入甘油、硼砂、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠，充分溶解、分散，得混合物A。
(3)在搅拌条件下，将混合物A加热，加入聚乙烯醇反应，得到粘稠状混合物，冷却后即得到-15℃相变蓄冷剂。
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