CN111826125B - 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 PDF

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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

一种-68～-75℃低温蓄冷相变材料及其制备和应用
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
Figure BDA0002036232910000061
表2对比例1～对比例5所得低温相变蓄冷材料性能
Figure BDA0002036232910000062

Claims (9)

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74-75%:9-10%:16-17%，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%；
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；
所述有机低温相变材料的熔点为-68~-75℃。
2.一种权利要求1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74-75%:9-10%:16-17%；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。
3.根据权利要求2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。
4.根据权利要求2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。
5.根据权利要求4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45min。
6.根据权利要求2或4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。
7.根据权利要求6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400r/min。
8.一种权利要求1所述低温蓄冷相变材料的应用，其应用于低温条件下储能或保持环境恒温。
9.根据权利要求8所述的低温蓄冷相变材料的应用，其特征在于：产品应用于冷能的储存，具体为样品的储存，药品的运输或液化天然气过程中。
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