CN111826125A - 一种-68~-75℃低温蓄冷相变材料及其制备和应用 - Google Patents
一种-68~-75℃低温蓄冷相变材料及其制备和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低温蓄冷相变材料的其制备方法。该方法通过酯类、醇类与烷烃类中的两种或三种混合制得蓄冷相变材料。本方法合成的低温相变材料具有相变性能好、热稳定性好和操作简单成本低廉的优点,易于其在蓄冷方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及相变储能领域,尤其涉及了一种低温蓄冷相变材料及其制备方 法。
背景技术
目前随着人们环保意识的增强,越来越多的人意识到能源危机这一大问题。 于是寻找开发新能源迫在眉睫,这成为目前的研究热点。比如目前国家一大热 点政策就是鼓励开发低谷用电。因为现在存在峰谷负荷差较大,电网负荷率下 降的等现象。现今仍然存在许多其他的能源利用率以及缺少新能源的现象,此 时蓄冷技术就显得尤为重要了。蓄冷技术能够调节能量供需、节约运行成本、 实现能量的高效合理利用。相变蓄冷材料可以作为储存能量的载体,把电力负 荷的低谷能量储存起来,再在电力负荷的高峰缓慢地释放出能量等,在节能方 面具有重要意义。
蓄冷技术是指在工质状态变化过程中,将其中的显热、潜热或化学反应中 的反应热进行高密度储存,从而调节和控制环境温度的高新技术。在电力的峰 谷平衡、空调节能与冷藏运输、物质低温储存等领域具有重要的应用价值和广 阔的发展前景。
随着目前人类探索不断推进,在不断进行的科学实验研究中,可能在其反 应测试的过程中需要维持环境的温度保持不变,同时为了防止在反应未进行完 的过程中的情况下失去电源供应,仍能将环境维持在可控的温度中,此时就需 要相变材料起“双保险”的作用。
相变蓄冷材料广泛应用于各个行业中,当样品需要维持在超低温的空间内 时,目前大多的研究都为中低温,很少有超低温的相变材料的研究。无机类相 变材料存在腐蚀、严重过冷现象和相分离现象,稳定性循环性都有待提高。而 有机类相变材料则有无腐蚀无过冷,无相分离现象,而且热性能稳定等优点。
发明内容
基于背景技术的不足,本发明在于提供一种-68~-75℃并且相变性能较好无 腐蚀无过冷,无相分离现象,且热性能稳定的低温蓄冷相变材料。
本发明合成低温蓄冷相变材料包括以下步骤:
(1)将酯类、醇类与烷烃类中的两种或三种物质按一定比例混合,得到混合溶 液。
(2)将其严格密封在常温下进行搅拌一段时间使其混合均匀,得到低温蓄冷 相变材料。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料所采用的混合比例为 70~88%:0~12%:0~18%。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料所采用的酯类为乙酸乙酯,乙酸戊酯, 乙酸丁酯中的一种或几种。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料所采用的醇类为戊醇、3-戊醇、己醇、 辛醇中的一种或几种。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料所采用的烷烃为壬烷,辛烷,十二烷, 十四烷中的一种或几种。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料所采用的搅拌时间为30~60min。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料所采用的转速为300~400r/min。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料的熔点为-68~-75℃。
进一步地,所制备低温蓄冷相变材料可应用于低温条件下的储能如样品的 储存,药品的运输以及液化天然气等方面。
附图说明
图1为实施例1产品的DSC曲线。
具体实施方式
实施例1
(1)按照摩尔比75:9:16的比例将乙酸乙酯、戊醇和壬烷混合。
(2)严格密闭封装后防止溶液挥发在常温下以350r/min搅拌45min,得到均匀 混合溶液,即制得所述低温蓄冷相变材料,并且其在500次往复升温降温 -30-120℃的热循环后仍能保持其相变温度和潜热的相变性质。
实施例2
(1)按照摩尔比85:15的比例将乙酸丁酯、辛烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以400r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例3
(1)按照摩尔比82.5:14.3:3.2的比例将乙酸戊酯、壬烷和癸烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以400r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例4
(1)按照摩尔比78:12:10的比例将乙酸乙酯、3-戊醇和癸烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以400r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例5
(1)按照摩尔比86:5:9的比例将乙酸戊酯、辛醇和十二烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以300r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例6
(1)按照摩尔比88:12的比例将乙酸戊酯、十四烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以350r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例7
(1)按照摩尔比79:7:14的比例将乙酸丁酯、己醇和癸烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以300r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例8
(1)按照摩尔比72:15:13的比例将乙酸乙酯、辛醇和十二烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以350r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例9
(1)按照摩尔比75:10:15的比例将乙酸丁酯、3-戊醇和辛烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以400r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
实施例10
(1)按照摩尔比71:11:18的比例将乙酸戊酯、戊醇和辛烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以300r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
对比例1
(1)按照摩尔比65:20:15的比例将乙酸戊酯、戊醇和辛烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以300r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
对比例2
(1)按照摩尔比25:15:60的比例将乙酸丁酯、辛醇和壬烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以350r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
对比例3
(1)按照摩尔比60:20:20的比例将乙酸戊酯、3-戊醇和壬烷混合。
(2)然后严格封装好在常温下以400r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
对比例4
(1)按照摩尔比35:65的比例将乙酸戊酯、辛烷。
(2)然后严格封装好在常温下以300r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
对比例5
(1)按照摩尔比50:50的比例将乙酸丁酯、辛醇混合。
(2)然后严格封装好在常温下以400r/min搅拌30min,得到均匀混合溶液,即 制得所述低温蓄冷相变材料。
表1实施例1~实施例10所得低温相变蓄冷材料性能
表2对比例1~对比例5所得低温相变蓄冷材料性能
Claims (10)
1.一种低温蓄冷相变材料,其特征在于:由酯类,以及醇类、烷烃类中的一种或二种以上混合而成;酯类为乙酸乙酯,乙酸戊酯,乙酸丁酯中的一种或二种以上;相变材料中酯类:醇类:烷烃类的摩尔比例为70~88%:0~12%:0~18%,相变材料中醇类、烷烃类中的一种或二种以上所占的摩尔比例大于等于12%。
2.根据权利要求1所述的低温蓄冷相变材料,其特征在于:相变材料中酯类:醇类:烷烃类的优选摩尔比例为74-75%:9-10%:16-17%。
3.根据权利要求1或2所述的低温蓄冷相变材料,其特征在于:
醇类为戊醇、3-戊醇、己醇、辛醇中的一种或二种以上;烷烃为壬烷,辛烷,十二烷,十四烷中的一种或二种以上。
4.根据权利要求1、2或3所述的低温蓄冷相变材料,其特征在于:所述有机低温相变材料的熔点为-68~-75℃。
5.一种权利要求1-4任一所述低温蓄冷相变材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将酯类,以及醇类与烷烃类中的一种或二种物质按比例混合,得到混合溶液;混合摩尔比例为酯类:醇类:烷烃类为70~88%:0~12%:0~18%;所述步骤(1)中酯类为乙酸乙酯,乙酸戊酯,乙酸丁酯中的一种或几种;
(2)将混合溶液密封在常温下进行搅拌使其混合均匀,得到低温蓄冷相变材料。
6.根据权利要求5所述的低温蓄冷相变材料的制备方法,其特征在于:
所述步骤(1)中醇类为戊醇、3-戊醇、己醇、辛醇中的一种或几种;
所述步骤(1)中烷烃为壬烷,辛烷,十二烷,十四烷中的一种或几种。
7.根据权利要求7所述的低温蓄冷相变材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中搅拌时间为30~60min,优选45min。
8.根据权利要求5或7所述的低温蓄冷相变材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中转速为300~400r/min,优选400r/min。
9.一种权利要求1-4任一所述低温蓄冷相变材料的应用,其可应用于低温条件下储能或保持环境恒温。
10.根据权利要求9所述的低温蓄冷相变材料的应用,其特征在于:产品可应用于冷能的储存,如样品的储存,药品的运输或液化天然气等过程中。
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