CN113185952A - 作为冷却剂的无机相变材料 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种作为冷却剂的无机相变材料，其包括：水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂，无机盐包括氯化钠、氯化钾和氯化铵，稳定剂包括斜发沸石和改性纳米铜线，斜发沸石与氯化钠和氯化钾形成离子络合物。根据本公开，能够提供一种高相变潜热且循环稳定性良好的作为冷却剂的无机相变材料。

Description

作为冷却剂的无机相变材料

本申请是申请日为2020年1月24日、申请号为202010198342.4、发明名称为无机相 变材料及其制备方法的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开特别涉及一种作为冷却剂的无机相变材料。

背景技术

冷链运输(Cold-chain transportation)是指在运输全过程中，无论是装卸搬运、变更运输方式、更换包装设备等环节，都使所运输货物始终保持特定温度的运输。在传统的冷链运输中，运输的成本和冷箱的有效工作时间是冷链运输行业主要关注的因素。目前，长距离的运输一般需要几天，尤其在极端的环境中，在运输的货物中，有些需要长时间保持恒定温度。其中，食品和药品的冷链运输尤为重要例如，血液、疫苗、药品等医疗物品需要保存在特定温度(例如-18℃至-23℃)下进行冷链运输。

目前，冷链运输中也有使用含有氯化钠水溶液的组合物作为冷却剂来保持恒定温度。然而，这样的冷却剂在使用过程中，经常会存在过冷现象、相分离现象和易腐蚀现象等缺点，导致冷却剂的循环稳定性差，从而使得冷链运输过程中容易出现偏离所需恒定温度的现象。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种高相变潜热且循环稳定性良好的无机相变材料。

为此，本公开一方面提供了一种无机相变材料，其包括：水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾和氯化铵，所述稳定剂包括斜发沸石和改性纳米铜线，并且所述无机相变材料具有相变温度，所述相变温度为-18℃至-23℃，在所述无机相变材料中，水的质量百分数为45％至86.75％；所述无机盐的质量分数为9.25％至51％，在所述无机盐中，所述氯化钠的质量百分数为5％至16％，所述氯化钾的质量百分数为0.25％至20％，所述氯化铵的质量百分数为4％至15％；所述稳定剂的质量分数为0.051％至1.1％，在所述稳定剂中，所述斜发沸石的质量百分数为0.5％至1％，所述改性纳米铜线的质量百分数为0.01％至0.1％；所述缓蚀剂的质量百分数为0.5％至1％；所述成核剂的质量百分数为0.2％至1％；所述定型剂的质量百分数为0.3％至2％。由此，能够增大相变潜热，并且能够提高循环稳定性。

另外，在本公开的一方面所涉及的无机相变材料中，可选地，所述缓蚀剂为选自亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠中的至少一种，所述成核剂为选自四硼酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、二氧化硅、硅藻土中的至少一种，所述定型剂为选自羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、白炭黑中的至少一种。由此，能够降低过冷度，能够减少相变过程中产生的相分离的现象，并且能够具有防锈蚀的作用。

另外，在本公开的一方面所涉及的无机相变材料中，可选地，所述斜发沸石与所述氯化钠和所述氯化钾形成离子络合物。由此，能够有助于进一步提高循环稳定性。

另外，在本公开的一方面所涉及的无机相变材料中，可选地，所述改性纳米铜线的直径为14nm至30nm，所述改性纳米铜线的长度为20μm至30μm，所述斜发沸石的粒径为1mm至3mm。由此，能够有利于提高改性纳米铜线的分散性，并且能够更好地使斜发沸石与所述氯化钠和所述氯化钾发生离子络合反应。

另外，在本公开的一方面所涉及的无机相变材料中，可选地，所述无机相变材料被降温至低于所述相变温度并作为冷却剂使用。由此，能够用于保持恒定温度。

另外，在本公开的一方面所涉及的无机相变材料中，可选地，在所述无机相变材料中，所述氯化钾与所述氯化铵能够形成水合物。由此，能够降低相变温度，并且能够提高相变潜热。

本公开的另一方面提供了一种无机相变材料的制备方法，其包括：(a)水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾和氯化铵，所述稳定剂包括斜发沸石和改性纳米铜线；(b)将氯化钠、氯化钾和斜发沸石研磨后加入到水中，混合形成第一混合液；并且(c)在所述第一混合液中添加氯化铵、缓蚀剂、改性纳米铜线、定型剂和成核剂，并混合形成第二混合液以获得无机相变材料，其中，所述无机相变材料具有相变温度，所述相变温度为-18℃至-23℃，在所述无机相变材料中，水的质量百分数为45％至86.75％；所述无机盐的质量分数为9.25％至51％，在所述无机盐中，所述氯化钠的质量百分数为5％至16％，所述氯化钾的质量百分数为0.25％至20％，所述氯化铵的质量百分数为4％至15％；所述稳定剂的质量分数为0.051％至1.1％，在所述稳定剂中，所述斜发沸石的质量百分数为0.5％至1％，所述改性纳米铜线的质量百分数为0.01％至0.1％；所述缓蚀剂的质量百分数为0.5％至1％；所述成核剂的质量百分数为0.2％至1％；所述定型剂的质量百分数为0.3％至2％。在这种情况下，通过研磨能够促进斜发沸石与氯化钠和氯化钾发生离子络合，从而能够使无机相变材料的循环稳定性提高，以制备获得相变潜热高且循环稳定性良好的无机相变材料。

另外，在本公开的另一方面所涉及的无机相变材料的制备方法中，可选地，在步骤(c)中，保持搅拌处理，并且所述第二混合液进行超声处理以获得所述无机相变材料。由此，能够使制备的无机相变材料中的成分均匀分散，从而能够有助于提升所制备的无机相变材料的性能。

另外，在本公开的另一方面所涉及的无机相变材料的制备方法中，可选地，所述缓蚀剂为选自亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠中的至少一种，所述成核剂为选自四硼酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、二氧化硅、硅藻土中的至少一种，所述定型剂为选自羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、白炭黑中的至少一种。由此，能够降低无机相变材料过冷度，减少无机相变材料在相变过程中产生的相分离的现象，并且能够使无机相变材料具有防锈蚀的作用。

另外，在本公开的另一方面所涉及的无机相变材料的制备方法中，可选地，在步骤(b)中，将所述氯化钠和所述氯化钾混合后再加入所述斜发沸石进行研磨处理。由此，能够使斜发沸石更好地与氯化钠和氯化钾离子进行离子络合。

根据本公开，能够提供一种高相变潜热且循环稳定性良好的无机相变材料及其制备方法。

附图说明

图1是示出了本公开的示例所涉及的无机相变材料的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。

在一些示例中，本公开所涉及的无机相变材料可以作为冷却剂例如用于冷藏运输、生物医药及血样冷链运输等，比如可以作为将温度保持在-18℃至-23℃的冷却剂。

在一些示例中，本公开所涉及的无机相变材料可以用于冷藏运输、日常冷藏使用等，作为冷藏运输的冷却剂，在一些示例中，可以用于冷藏车厢、冷藏冰袋、移动冷库等，作为日常冷藏使用，在一些示例中，可以用于冷藏库、车载保温箱等。

在一些示例中，在使用本公开所涉及的无机相变材料时，可以装在密封包内作为冷却剂来使用。这样的冷却袋例如可以放置于保温箱中需要保温的物品(高端食品、药品等)周围来进行保温工作。另外，本公开所涉及的无机相变材料可以为胶状液体，此时装有无机相变材料的密封包可以是形状可变的。

在本实施方式中，无机相变材料可以包括：水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂。其中，无机盐可以包括氯化钠、氯化钾和氯化铵，稳定剂可以包括斜发沸石和改性纳米铜线。另外，无机相变材料可以具有相变温度，其相变温度可以为-18℃至-23℃。

在一些示例中，在无机相变材料中，水的质量百分数可以为45％至86.75％，无机盐的质量分数可以为9.25％至51％，稳定剂的质量分数可以为0.051％至1.1％，缓蚀剂的质量百分数可以为0.5％至1％，成核剂的质量百分数可以为0.2％至1％，定型剂的质量百分数可以为0.3％至2％。

在一些示例中，在无机盐中，氯化钠的质量百分数可以为5％至16％，氯化钾的质量百分数可以为0.25％至20％，氯化铵的质量百分数可以为4％至15％。另外，在一些示例中，在稳定剂中，斜发沸石的质量百分数可以为0.5％至1％，改性纳米铜线的质量百分数可以为0.01％至0.1％。

本实施方式所涉及的无机相变材料，将水和氯化钠形成的氯化钠水溶液作为基本溶液能够有利于获得较低的相变温度，氯化钾与氯化铵能够形成结构复杂的水合物，由此能够降低相变温度，并且能够提高相变潜热，从而能够延长冷量释放时间。另外，定型剂能够减少相变过程中产生的相分离现象，并且能够增加循环使用次数，而成核剂能够减少相变过程中产生的析冰现象，从而能够降低过冷度，缓蚀剂则能够减弱金属的锈蚀作用。此外，改性纳米铜线具有良好的分散作用，由此在无机相变材料中改性纳米铜线能够均匀分散，并且能够提高热导系数，从而能够提高传热效率，而斜发沸石能够与盐类(例如氯化钠、氯化钾)产生交联作用(例如离子效应)，进而能够提高循环稳定性。

另外，无机相变材料中各个成分的质量百分数的配合能够有助于改善无机相变材料的性能，例如，既能够提升相变潜热，也能够提高循环稳定性，并且能够降低相变温度等。此外，无机相变材料中各个成分可以均匀分布，由此能够有助于进一步提升无机相变材料的性能。

在本实施方式中，如上所述，无机相变材料的相变温度可以为-18℃至-23℃。例如，无机相变材料的相变温度可以为-18℃、-18.3℃、-18.5℃、-18.8℃、-19℃、-19.3℃、-19.5℃、-19.8℃、-20℃、-21℃、-21.5℃、-22℃、-22.5℃或-23℃。

在一些示例中，在无机相变材料中，水的质量百分数可以为45％至86.75％。例如，质量百分数可以为45％、47％、50％、53％、55％、57％、60％、63％、65％、67％、70％、73％、75％、77％、80％、83％或86.75％。另外，优选地，在无机相变材料中，水可以为去离子水。

在本实施方式中，如上所述，无机盐可以包括氯化钠、氯化钾和氯化铵。在一些示例中，在无机相变材料中，氯化钠可以作为基料。另外，在一些示例中，在无机相变材料中，氯化钠的质量百分数可以为5％至16％。例如，氯化钠的质量百分数可以为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％或16％。

在一些示例中，出于较好地获得较低的相变温度的目的，优选地，水的质量百分数可以为60％至77％，氯化钠的质量百分数可以为7％至11％。

在一些示例中，基料和水作为无机相变材料的基本溶液。换言之，在无机相变材料中，水和基料形成的水溶液可以为吸收或者释放的热能的主要材料。另外，可以通过利用水和基料形成的水溶液作为基本溶液来获得较低的相变温度。另外，在本实施方式中，无机相变材料中的基料不限于上述的氯化钠，根据实际所需的相变温度，基料可以选择其它的种类、质量百分数等。

在一些示例中，在无机盐中，氯化钾和氯化铵氯化钠可以作为温度调节剂。另外，在一些示例中，在无机相变材料中，氯化钾与氯化铵能够形成水合物。由此，能够降低相变温度，并且能够提高相变潜热。

具体而言，氯化钾和氯化铵可以在存在一定水的无机相变材料中形成结构复杂的水合物。换言之，在无机相变材料中，氯化钾和氯化铵可以作为水合物形成的原料。另外，无机相变材料相变潜热的增大能够提升无机相变材料的储藏冷量，能够延长无机相变材料的冷量释放时间。

在一些示例中，在无机相变材料中，氯化钾的质量百分数可以为0.25％至20％。例如，氯化钾的质量百分数可以为0.25％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％。另外，在一些示例中，无机盐中作为温度调节剂的氯化钾可以替换成硝酸钠或硝酸钾。

在一些示例中，在无机相变材料中，氯化铵的质量百分数可以为4％至15％。例如，氯化铵的质量百分数可以为4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％等。

在一些示例中，出于有效降低无机相变材料的相变温度并提升其相变潜热的目的，优选地，氯化铵的质量百分数可以为8％至13％，氯化钾的质量百分数可以为0.5％至6％。

在本实施方式中，如上所述，稳定剂可以包括斜发沸石和改性纳米铜线。

在一些示例中，斜发沸石分子之间的结构可以是层状的，并且可以通过一定作用力连接。在另一些示例中，在无机相变材料中，斜发沸石能够具有成核剂的作用，并且能够与成核剂协同作用，从而能够进一步降低过冷度。

在一些示例中，斜发沸石能够与无机相变材料中的盐类(例如氯化钾和氯化铵)产生交联作用(例如离子效应)，从而能够使提高循环稳定性。在另一些示例中，斜发沸石可以与氯化钠和氯化钾发生离子络合作用。换言之，斜发沸石可以与氯化钠和氯化钾形成离子络合物。由此，能够有助于进一步提高循环稳定性。

在一些示例中，斜发沸石可以经研磨处理与氯化钠、氯化钾等发生离子络合。在一些示例中，无机相变材料中的斜发沸石颗粒可以大致相同。

在一些示例中，在无机相变材料中，斜发沸石的质量百分数可以为0.5％至1％。例如，斜发沸石的质量百分数可以为0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％或1％。另外，在一些示例中，出于有效提高无机相变材料循环稳定性的目的，优选地，斜发沸石的质量百分数可以为0.6％至0.9％。

在一些示例中，斜发沸石的粒径可以为1mm至3mm。由此，能够更好地使斜发沸石与所述氯化钠和所述氯化钾发生离子络合反应，从而能够有助于提高循环稳定性。例如，斜发沸石的粒径可以为1mm、1.2mm、1.5mm、1.7mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm或3mm。

在一些示例中，在无机相变材料中，改性纳米铜线能够提高导热系数，从而能够提高传热效率。另外，无机相变材料导热系数的提高不仅能够使无机相变材料在充冷过程中的充冷速率提升而缩短预先蓄冷时间，还能够改善无机相变材料的相分离和过冷而提高无机相变材料的循环稳定性。

在一些示例中，通过对纳米铜线进行特殊的官能团修饰可以获得改性纳米铜线，使改性纳米铜线在无机体系(例如无机相变材料)中能够具有良好分散性和稳定性。

在一些示例中，在无机相变材料中，改性纳米铜线的质量百分数可以为0.01％至0.1％。例如，改性纳米铜线的质量百分数可以为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％。

在一些示例中，出于有效提高无机相变材料的导热系数以及有利于改性纳米铜线在无机相变材料中分散的目的，优选地，改性纳米铜线的质量百分数可以为0.03％至0.06％。

在一些示例中，改性纳米铜线的直径可以为14nm至30nm。另外，在一些示例中，改性纳米铜线的长度可以为20μm至30μm。由此，能够有利于提高改性纳米铜线的分散性。

在一些示例中，改性纳米铜线的直径可以为15nm、16nm、17nm、18nm、19nm、20nm、21nm或22nm。另外，在一些示例中，改性纳米铜线的长度可以为20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm或27μm。

在一些示例中，在无机相变材料中，缓蚀剂可以具有防锈蚀的作用，由此能够减缓对金属的锈蚀，进而能够减少使用过程中泄露等情况发生。

在一些示例中，缓蚀剂可以包括钢铁缓蚀剂、铝及铝合金缓蚀剂、铜及铜合金缓蚀剂中的至少一种。另外，在一些示例中，可以根据实际应用场景选择一种类型的缓蚀剂或多种类型缓蚀剂的混合。

在一些示例中，缓蚀剂可以为选自亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠中的至少一种。由此，缓蚀剂能够对常见金属(例如铜、铝、钢等)具有防锈蚀的作用。例如，缓蚀剂可以为苯甲酸钠，由此能够对黄铜、紫铜等金属具有防锈蚀的作用；缓蚀剂可以为铬酸钠，由此能够对钢金属具有防锈蚀的作用等。

在一些示例中，在无机相变材料中，缓蚀剂的质量百分数为0.5％至1％。例如，缓蚀剂的质量百分数可以为0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％等。

在一些示例中，在无机相变材料中，成核剂能够减少相变过程中析冰现象的产生，从而能够降低过冷度。另外，成核剂能够提高相变潜热，从而能够延长冷量释放时间。

在一些示例中，在无机相变材料中，成核剂的质量百分数可以为0.2％至1％。例如，成核剂的质量百分数可以为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％。

在一些示例中，成核剂的粒径大小可以为0.5μm至5μm。由此，能够有利于减少相变过程中过冷现象的产生。例如，成核剂的粒径大小可以为0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm。

在一些示例中，优选地，成核剂的质量百分数可以为0.3％至0.8％，在一些示例中，优选地，成核剂的粒径大小可以为1μm至3μm。在这种情况下，成核剂粒径与用量的配合能够有效抑制过冷现象的产生。

在一些示例中，成核剂可以为选自四硼酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、二氧化硅、硅藻土中的至少一种。在这种情况下，成核剂既能够降低过冷度，也能够对常见金属(例如锡、铝、铁等)起防锈蚀作用。换言之，无机相变材料中的成核剂既是防过冷剂也是常见金属(例如锡、铝、铁等)的特效缓蚀剂。例如，可以以四硼酸钠为成核剂，以减少析冰现象的产生，并且是锡、铝、铁等常见金属对应的特效缓蚀剂。

在一些示例中，在无机相变材料中，定型剂能够减少相变过程中产生的相分离现象，进而能够增加循环使用次数。另外，定型剂能够提高相变潜热，从而能够延长冷量释放时间。

在一些示例中，在无机相变材料中，定型剂的质量百分数可以为0.3％至2％。例如，定型剂的质量百分数可以为0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2％。

在一些示例中，在无机相变材料中，定型剂可以为选自羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、白炭黑中的至少一种。例如，可以利用羟甲基纤维素钠作为无机相变材料的定型剂。

在一些示例中，定型剂、改性纳米铜线以及斜发沸石之间可以具有协同作用。由此，能够有效提高循环稳定性。例如：在无机相变材料中，斜发沸石能够促进无机盐离子的相互作用，从而能够减少部分无机盐离子的相分离，同时定型剂能够进一步锁定无机盐组分，由此能够进一步减少无机相变材料的相分离现象的产生。

在一些示例中，无机相变材料可以被降温至低于相变温度并作为冷却剂使用。由此，能够用于保持恒定温度。换言之，无机相变材料用作蓄冷材料之前可以经过充冷过程以使无机相变材料储存冷量。另外，在一些示例中，无机相变材料可以置于-25℃至-40℃进行充冷。

在一些示例中，无机相变材料可以由水、氯化钠、氯化钾、氯化铵、斜发沸石、改性纳米铜线、缓蚀剂、成核剂和定型剂组成。

在本实施方式中，无机相变材料中各成分及其含量的配合，使得在控制无机相变材料相变温度和提高无机相变材料的相变潜热的同时，还能够提高无机相变材料的循环稳定性，例如能够提高无机相变材料循环过程中相变温度、相变潜热的稳定性，使无机相变材料的循环次数更多等。

图1是示出了本公开的示例所涉及的无机相变材料的制备方法的流程示意图。

如图1所示，在本实施方式中，无机相变材料的制备方法可以包括：准备水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂，无机盐包括氯化钠、氯化钾和氯化铵，稳定剂包括斜发沸石和改性纳米铜线(步骤S10)；将氯化钠、氯化钾和斜发沸石研磨后加入到水中，混合形成第一混合液(步骤S20)；并且在第一混合液中添加氯化铵、缓蚀剂、改性纳米铜线、定型剂和成核剂，并混合形成第二混合液以获得无机相变材料(步骤S30)。另外，无机相变材料可以具有相变温度，其相变温度可以为-18℃至-23℃。

在一些示例中，在无机相变材料中，水的质量百分数可以为45％至86.75％，无机盐的质量分数可以为9.25％至51％，稳定剂的质量分数可以为0.051％至1.1％，缓蚀剂的质量百分数可以为0.5％至1％，成核剂的质量百分数可以为0.2％至1％，定型剂的质量百分数可以为0.3％至2％。

在一些示例中，无机盐可以包括氯化钠、氯化钾和氯化铵。另外，在一些示例中，所述稳定剂包括斜发沸石和改性纳米铜线。

在一些示例中，在无机盐中，氯化钠的质量百分数可以为5％至16％，氯化钾的质量百分数可以为0.25％至20％，氯化铵的质量百分数可以为4％至15％。另外，在一些示例中，在稳定剂中，斜发沸石的质量百分数可以为0.5％至1％，改性纳米铜线的质量百分数可以为0.01％至0.1％。

本实施方式所涉及的无机相变材料的制备方法中，将水、氯化钠、氯化钾、氯化铵、斜发沸石、改性纳米铜线、缓蚀剂、成核剂和定型剂作为原料，以制备高热熔且稳定性良好的无机相变材料。其中，氯化钠、氯化钾与斜发沸石经研磨处理，在这种情况下，既能够使氯化钠、氯化钾与斜发沸石粉末化，也能够通过研磨促进斜化发沸石与氯化钠和氯化钾发生离子络合，从而能够使无机相变材料的循环稳定性提高，以制备获得相变潜热高且循环稳定性良好的无机相变材料。

在一些示例中，在步骤S10中，可以称取水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂作为制备无机相变材料的原料。

在一些示例中，缓蚀剂可以为选自亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠中的至少一种。由此，能够减少对常见金属(例如紫铜、黄铜等)的锈蚀作用。

在一些示例中，成核剂可以为选自四硼酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、二氧化硅、硅藻土中的至少一种。由此，既能够降低过冷度，也能够对常见金属(例如锡、铝、铁等)起防锈蚀作用。

在一些示例中，定型剂可以为选自羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、白炭黑中的至少一种。由此，能够减少相变过程中相分离现象的产生，从而能够增加循环使用次数。

在一些示例中，改性纳米铜线的直径可以为14nm至30nm，长度可以为20μm至30μm。

在一些示例中，在步骤S20中，氯化钠、氯化钾和斜发沸石经研磨处理。在这种情况下，能够将氯化钠、氯化钾和斜发沸石粉末化，并且由于斜发沸石分子之间是通过一定作用力连接的层状结构，通过与氯化钠、氯化钾的研磨，能够促进斜发沸石与氯化钠和氯化钾的离子络合。在一些示例中，在步骤S20中，将氯化钠、氯化钾和斜发沸石研磨均匀后加入水中混合均匀可以形成第一混合液。在一些示例中，可以通过机械搅拌或磁力搅拌以混合均匀形成第一混合液。

在一些示例中，在步骤S20中，斜发沸石可以与氯化钠和氯化钾共同研磨。另外，在一些示例中，在步骤S20中，可以将氯化钠和氯化钾混合后再加入斜发沸石进行研磨处理。由此，能够使斜发沸石更好地与氯化钠和氯化钾进行离子络合。

在一些示例中，在步骤S20中，可以先将氯化钠和氯化钾研磨混合均匀后，逐渐加入斜发沸石继续进行研磨。在另一些示例中，可以将氯化钠和氯化钾混合均匀后置于研磨机(例如砂磨机、球磨机等)内，然后逐渐加入斜发沸石并进行研磨。

在一些示例中，在步骤S20中，斜发沸石可以研磨至1mm至3mm。由此，能够更好地使斜发沸石与所述氯化钠和所述氯化钾发生离子络合反应，从而能够有助于提高循环稳定性。

在一些示例中，在步骤S30中，在第一混合液中依次添加氯化铵、缓蚀剂、改性纳米铜线、定型剂和成核剂混合均匀可以形成第二混合液。例如，在第一混合液中可以依次添加氯化铵、苯甲酸钠、改性纳米铜线、羟甲基纤维素钠和四硼酸钠混合均匀形成第二混合液。

在一些示例中，在步骤30中，可以保持搅拌处理。由此，能够使制备的无机相变材料中的成分均匀分散，从而能够有助于提升所制备的无机相变材料的性能。换言之，在步骤30中，可以边添加边搅拌以获得第二混合液。另外，在一些示例中，在步骤S30中，搅拌处理可以为机械搅拌、磁力搅拌等。

在一些示例中，在步骤30中，第二混合液可以进行超声处理以获得无机相变材料。另外，在一些示例中，第二混合液可以经过超声搅拌(例如超声波震荡仪的空化作用)处理，由此能够制备获得进一步均匀分散的无机相变材料。在另一些示例中，可以将超声处理后的第二混合液冷却至室温以获得无机相变材料。

根据本公开，能够提供一种高相变潜热且循环稳定性良好的无机相变材料及其制备方法。

为了进一步说明本公开，以下结合实施例对本公开提供的膨胀型的防火涂料及其制备方法进行详细描述，并结合对比例对本公开实现的有益效果进行充分说明。

【实施例】

在本公开的实施例1至实施例6中，对于制备无机相变材料的原料，均以苯甲酸钠作为缓蚀剂，羟甲基纤维素钠作为定型剂，四硼酸钠作为成核剂。

在实施例1至实施例6的各个实施例中，首先，各个实施例根据按表1中的配比称取各个组分准备原料，原料总质量为100kg；接着，将原料中的氯化钠、氯化钾、斜发沸石依次加入到球磨机中进行研磨4个小时形成混合均匀粉料；然后，将粉料加入去离子水中，搅拌均匀形成第一混合液，而且在持续搅拌的同时，依次向第一混合液中加入氯化铵、苯甲酸钠、改性纳米铜线、羟甲基纤维素钠和四硼酸钠混合均匀形成第二混合液；最后，利用超声波震荡仪的空化作用将第二混合液进行超声处理，并且冷却至室温获得实施例1至实施例6的无机相变材料。

对根据表1所制备的各个实施例(实施例1至实施例6)的无机相变材料进行性能测试，也即分别从相变温度、相变潜热、导热系数等方面对实施例1至实施例6的配方所制备的无机相变材料按照相变材料测试方法(DSC-差示扫描量热法)进行理化性质测试，并且通过温湿度交换箱检测无机相变材料的循环次数以测试各个实施例的无机相变材料的循环稳定性。测试的结果如表3所示。

表1制备无机相变材料的原料配比

【对比例】

对比例1至对比例5与上述实施例相比，区别在于对比例1至对比例5中按表2中所示的配比来称取各个组分作为无机相变材料的原料，除此之外，以实施例1至5相同的方式进行无机相变材料的制备。

同样地，对根据表1所制备的各个对比例(对比例1至对比例5)的无机相变材料进行性能测试，也即分别从相变温度、相变潜热、导热系数等方面对由对比例1至对比例5的配方所制备的无机相变材料按照相变材料测试方法(DSC法)进行理化性质测试，并且通过检测无机相变材料的循环次数以测试各个对比例的无机相变材料的循环稳定性。测试的结果如表3所示。

表2制备无机相变材料的原料配比

表3无机相变材料的理化性能

从表3可以看出，实施例与对比例相比，各个实施例(实施例1至实施例6)中所获得的无机相变材料的相变潜热和导热系数较高，而且各个实施例的无机相变材料的循环次数均不少于900次。由此可见，实施例1至实施例6中所获得的无机相变材料相变潜热高且循环稳定性良好。

相较而言，各个对比例(对比例1至对比例5)所获得的无机相变材料的相变潜热和导热系数低，且各个对比例的无机相变材料的循环次数不超过100次。

虽然以上结合附图和实施方式对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种作为冷却剂的无机相变材料，其特征在于：

包括：水、无机盐、稳定剂、缓蚀剂、成核剂和定型剂，所述无机盐包括氯化钠、氯化钾和氯化铵，所述稳定剂包括斜发沸石和改性纳米铜线，所述斜发沸石与所述氯化钠和所述氯化钾形成离子络合物。

2.如权利要求1所述的无机相变材料，其特征在于：

所述无机相变材料具有相变温度，所述相变温度为-18℃至-23℃。

3.如权利要求1所述的无机相变材料，其特征在于：

所述斜发沸石的分子之间为层状结构，且通过作用力相连接。

4.如权利要求1所述的无机相变材料，其特征在于：

在所述无机相变材料中，水的质量百分数为45％至86.75％；

所述无机盐的质量分数为9.25％至51％，在所述无机盐中，所述氯化钠的质量百分数为5％至16％，所述氯化钾的质量百分数为0.25％至20％，所述氯化铵的质量百分数为4％至15％；

所述稳定剂的质量分数为0.051％至1.1％，在所述稳定剂中，所述斜发沸石的质量百分数为0.5％至1％，所述改性纳米铜线的质量百分数为0.01％至0.1％；

所述缓蚀剂的质量百分数为0.5％至1％；

所述成核剂的质量百分数为0.2％至1％；

所述定型剂的质量百分数为0.3％至2％。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的无机相变材料，其特征在于：

所述缓蚀剂为选自亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠中的至少一种，所述成核剂为选自四硼酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、二氧化硅、硅藻土中的至少一种，所述定型剂为选自羟甲基纤维素钠、羧甲基纤维素钠、黄原胶、白炭黑中的至少一种。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的无机相变材料，其特征在于：

所述改性纳米铜线的直径为14nm至30nm，所述改性纳米铜线的长度为20μm至30μm，所述斜发沸石的粒径为1mm至3mm。

7.如权利要求1所述的无机相变材料，其特征在于：

所述成核剂的粒径为0.5μm至5μm。

8.如权利要求1至4中的任一项所述的无机相变材料，其特征在于：

所述定型剂、所述改性纳米铜线与所述斜发沸石之间具有协同作用。

9.如权利要求1所述的无机相变材料，其特征在于：

所述无机相变材料被降温至低于所述相变温度并作为冷却剂使用。

10.如权利要求9所述的无机相变材料，其特征在于：

所述无机相变材料被置于-25℃至-40℃进行充冷。

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