CN114381236B - 一种易于灌装的高粘度相变材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种易于灌装的高粘度相变材料，由A组分和B组分按照1:0.8‑1.2的质量比混合而成，所述A组分的组成为：第一相变材料70‑98wt％，相变晶核剂1‑10wt％，粘度调节剂1‑20wt％；所述B组分的组成为：第二相变材料70‑98wt％，粘度调节剂1‑20wt％，催化剂1‑10wt％。本发明在灌装前分A、B组分，粘度较小，非常容易灌装，灌装混合均匀后反应能形成均匀的高粘度相变材料，达到高粘度防渗漏的目的，可以直接解决灌装难的问题。

Description

一种易于灌装的高粘度相变材料
技术领域
本发明涉及相变材料生产技术领域，特别涉及一种易于灌装的高粘度相变材料。
背景技术
相变材料(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。目前相变材料市场上商用相变储能材料90％都是固-液类型的相变材料，剩余的10％有固-固类型，固-汽以及液-汽等类型相变材料。在商业应用中，传统的固-液类相变材料应用在很多领域，但是固-液类相变材料因为相变后存在液体状态，不管在塑料容器或者金属容器中都很容易有泄漏的情况发生。
为了解决固-液类相变材料泄漏情况，目前市场上主要通过以下方法来解决泄漏的问题：
1、做成固体状定型材料：这种方式可以解决泄漏问题，但是定型后的相变材料焓值较低，只有原来的40～50％左右，过冷度也会加大；
2、添加增稠剂增加粘度：相变材料粘度增加，确实可以有效的解决泄漏问题，但是在实际应用中，虽然相变材料粘度增加防止了泄露，但是相变材料往往要灌装入包装容器中后使用，而为了减少泄露风险，包装容器的注入口往往较小，且很多时候包装容器内部存在很多狭小通道以提供承压、分布均匀目的，然而由于相变材料超高的粘度，流动相非常差，导致很难将相变材料灌装至包装容器中。
发明内容
本发明的目的在于解决高粘度相变材料难以灌装的问题，提供一种易于灌装的高粘度相变材料，尤其适合不规则形状的容器及空间狭小的容器的灌装。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种易于灌装的高粘度相变材料，由A组分和B组分按照1:0.8-1.2的质量比混合而成，所述A组分的组成为：第一相变材料70-98wt％，相变晶核剂1-10wt％，粘度调节剂1-20wt％；所述B组分的组成为：第二相变材料70-98wt％，粘度调节剂1-20wt％，催化剂1-10wt％。
易于灌装的高粘度相变材料优选由A组分和B组分按照1:0.8-1.2的质量比混合而成。
要灌注高粘度相变材料，单纯的把相变材料和增稠剂分开灌注这种方式在实际应用中存在很大的问题，像增稠剂加入到相变材料中后增稠剂会团聚成块，增稠剂外层吸胀后，外部的相变材料很难再吸入，这在灌装时，容器内先注入相变材料，后面加增稠剂，或先加增稠剂后加相变材料，都会导致增稠剂团聚成块，分层现象明显，无法起到增稠效果，灌装后的效果非常差。本发明针对现有高粘度相变材料的灌装困难，进行针对性的对相变材料进行创新和改进：采用AB双组分合成相变材料形式制备相变温度为23～26℃的高粘度相变材料，AB组分分开时粘度较小，非常容易灌装，而灌入到包装容器中后，AB组分能混合均匀并发生酯化反应，使得有机酸和有机醇相变材料变成特定相变温度的酯类相变材料，酯类相变材料不但能起到相变材料的本来作用，同时由于反应生成酯类，也能大大增加体系粘度，达到高粘度防渗漏的目的，可以直接解决灌装难的问题。
此外，粘度调节剂对有机酸或者有机醇的增稠粘度效果不好，本发明利用醇和酸的酯化反应制成相变温度为23～26℃的相变材料，该合成的相变材料为酯类，可以极大提高材料粘度，同时，粘度调节剂对酯类的增稠粘度效果比较好，这样才获得了高粘度体系，且不会存在分层混合不匀的问题。
本发明中高粘度指粘度在10000cp以上(35℃)。
作为优选，所述第一相变材料为正癸醇、十二醇、十六醇、十八醇中的一种或者多种。
作为优选，所述粘度调节剂为聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物(SEEPS)、聚苯乙烯-乙烯/丙烯聚合物(SEPS)、聚苯乙烯-乙烯/丁烯聚合物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯聚合物(SBS)中的一种或者多种。
作为优选，所述相变晶核剂为棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯的一种或者两种。
作为优选，所述第二相变材料为癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、正十六烷酸中的一种或者多种。
作为优选，所述催化剂为硫酸、硝酸、醋酸中的一种或者多种。作为优选，所述催化剂的浓度为40-98％。
灌装方法为：
(1)A组分制备：取第一相变材料加热至80±2℃后加入相变晶核剂搅拌均匀后加入粘度调节剂搅拌均匀制成A组分；
(2)B组分制备：取第二相变材料加热至80±2℃后加入粘度调节剂搅拌均匀，然后温度降至30±2℃后加入催化剂，搅拌均匀，制成B组分；
(3)灌装：将A组分灌装入容器内，然后加入B组分，然后放置在超声波振荡器中升温至60±2℃超声震荡1-2小时制成灌装成功的高粘度相变材料。
本发明的有益效果是：在灌装前分A、B组分，粘度较小，非常容易灌装，灌装混合均匀后反应能形成均匀的高粘度相变材料，达到高粘度防渗漏的目的，可以直接解决灌装难的问题。
附图说明
图1是本发明的一种灌装后效果图。
图2是现有灌装方案灌装后的效果图。
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：
1、A组分的制备：
取800克的十八醇加热至80℃后加入10克的硬脂酸甲酯搅拌均匀后加入36克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物(可乐丽4055)搅拌1小时制成A组分相变流体。
2、B组分的制备
取800克的十二烷酸加热至80℃后加入40克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物(可乐丽4055)搅拌1小时，温度降至30℃后加入6克的50％浓度的醋酸溶液，搅拌10分钟后制成B组分相变流体。
3、将A组分灌装入容器内，然后加入B组分，然后放置在超声波振荡器中升温至60℃超声震荡1小时制成完成灌装的高粘度相变材料。
实施例2：
1、A组分的制备：
取500克的十六醇加热至80℃后加入10克的棕榈酸甲酯搅拌均匀后加入25克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时制成A组分相变流体。
2、B组分的制备
取500克的十四烷酸加热至80℃后加入30克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时，温度降至30℃后加入5克50％浓度的硫酸溶液，搅拌10分钟后制成B组分相变流体。
3、将A组分灌装入容器内，然后加入B组分，然后放置在超声波振荡器中升温至60℃超声震荡1小时制成完成灌装的高粘度相变材料。
实施例3：
1、A组分的制备：
取500克的十二醇加热至80℃后加入10克的棕榈酸甲酯搅拌均匀后加入25克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时制成A组分。
2、B组分的制备
取500克的十六烷酸加热至80℃后加入30克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时，温度降至30℃后加入5克的硫酸溶液，搅拌10分钟后制成B组分。
3、将A组分灌装入容器内，然后加入B组分，然后放置在超声波振荡器中升温至60℃超声震荡1小时制成完成灌装的高粘度相变材料。
对比例1：
1、A组分的制备：
取800克的十八醇加热至80℃后加入36克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时制成A组分相变流体。
2、B组分的制备
取800克的十二烷酸加热至80℃后加入40克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时，温度降至30℃后加入6克的50％浓度的醋酸溶液，搅拌10分钟后制成B组分相变流体。
3、将B组分加入到A组分中，然后放置在超声波振荡器中升温60℃超声震荡1小时制成高粘度相变材料。
对比例2：
1、A组分的制备：
取800克的十八醇加热至80℃后加入10的硬脂酸甲酯搅拌均匀后加入36克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时制成A组分相变流体。
2、B组分的制备
取800克的十二烷酸加热至80℃后加入40克的聚苯乙烯-乙烯/乙烯/丙烯聚合物搅拌1小时，搅拌10分钟后制成B组分相变流体。
3、将B组分加入到A组分中，然后放置在超声波振荡器中升温60℃超声震荡1小时制成高粘度相变材料。
实施例对比结果如下表：
。
本发明中A组份和B组份都是流动性较好的相变流体；将制好的B组份相变溶液加入到A组份中反应后可以制成相变温度为23-26℃相变材料，且易于灌装，灌装混合均匀后反应能形成均匀的高粘度相变材料如图1所示，可以有效的防止泄露情况发生。
而按照常规的方法灌装高粘度相变材料，在灌装时，容器内先注入相变材料，后面加增稠剂，增稠剂加入到相变材料中后增稠剂会团聚成块，增稠剂外层吸胀后，外部的相变材料很难再吸入，增稠剂团聚成块，分层现象明显，无法起到增稠效果，灌装后的效果非常差，如图2所示。
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)

1.一种易于灌装的高粘度相变材料，其特征在于，由A组分和B组分按照1:0.8-1.2的质量比混合而成，A B组分在灌装前分开；
所述A组分的组成为：第一相变材料 70-98wt%，相变晶核剂1-10wt%，粘度调节剂1-20wt %；
所述B组分的组成为：第二相变材料70-98wt%，粘度调节剂1-20wt%，催化剂1-10 wt %；
所述第一相变材料为正癸醇、十二醇、十六醇、十八醇中的一种或者多种；
所述第二相变材料为癸酸、十二烷酸、十四烷酸、十五烷酸、正十六烷酸中的一种或者多种；所述催化剂为硫酸、硝酸、醋酸中的一种或者多种。
2.根据权利要求1所述的一种易于灌装的高粘度相变材料，其特征在于，所述粘度调节剂为聚苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯聚合物、聚苯乙烯-乙烯-丙烯聚合物、聚苯乙烯-乙烯-丁烯聚合物、苯乙烯-丁二烯聚合物中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的一种易于灌装的高粘度相变材料，其特征在于，所述相变晶核剂为棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯的一种或者两种。
4.根据权利要求1所述的一种易于灌装的高粘度相变材料，其特征在于，所述催化剂的浓度为40-98%。
5.根据权利要求1所述的一种易于灌装的高粘度相变材料，其特征在于，灌装方法为：
（1）A组分制备：取第一相变材料加热至80±2℃后加入相变晶核剂搅拌均匀后加入粘度调节剂搅拌均匀制成A组份；
（2）B组分制备：取第二相变材料加热至80±2℃后加入粘度调节剂搅拌均匀，然后温度降至30±2℃后加入催化剂，搅拌均匀，制成B组份；
（3）灌装：将A组分灌装入容器内，然后加入B组分，然后放置在超声波振荡器中升温至60±2℃超声震荡1-2小时制成灌装成功的高粘度相变材料。
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