CN114957727A - 一种相变水凝胶及其制备方法 - Google Patents

一种相变水凝胶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114957727A
CN114957727A CN202210716142.2A CN202210716142A CN114957727A CN 114957727 A CN114957727 A CN 114957727A CN 202210716142 A CN202210716142 A CN 202210716142A CN 114957727 A CN114957727 A CN 114957727A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogel
phase
parts
change
phase change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210716142.2A
Other languages
English (en)
Inventor
张立强
张秋兵
杨小玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huizhou Kingbali Technology Co ltd
Original Assignee
Huizhou Kingbali Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huizhou Kingbali Technology Co ltd filed Critical Huizhou Kingbali Technology Co ltd
Priority to CN202210716142.2A priority Critical patent/CN114957727A/zh
Publication of CN114957727A publication Critical patent/CN114957727A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2333/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2333/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2333/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2371/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2433/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers
    • C08J2433/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
    • C08J2433/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2471/00—Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2471/02—Polyalkylene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16—Halogen-containing compounds
    • C08K2003/162—Calcium, strontium or barium halides, e.g. calcium, strontium or barium chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16—Halogen-containing compounds
    • C08K2003/166—Magnesium halide, e.g. magnesium chloride
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种相变水凝胶及其制备方法，该相变水凝胶包括：40份‑80份的水凝胶和20份‑60份的相变物质，通过水凝胶、相变物质复合得到相变水凝胶，相变物质能够形成相变水凝胶的骨架，不仅可以增强相变水凝胶的结构稳定性，在失水时仍然具有良好的结构稳定性，补充水分后具有较好的溶胀复原效果，而且还能够使得水凝胶具有较好的吸热及储热能力，能够将发热体产生的热量传导至相变水凝胶整体，在高温条件下，一方面可以通过水分蒸发带走大量热量，另一方面可以通过相变物质转变物理形态吸收和储存大量的热量，在低温条件下能够吸收空气中的水分进行自动补水，实现吸湿‑散热的自动循环。

Description

一种相变水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种相变水凝胶及其制备方法。
背景技术
在日常生活中，手机发烫是我们经常遇到的问题，在长时间通话或玩游戏时，有些机型发热的温度能达到50度以上，用户使用手机时会出现烫手的情况，若无法及时地将热排除，导致手机内部温度升高，影响手机的运行性能，系统停止正常运作，甚至使手机电池损坏，发生爆炸，存在安全隐患。
水凝胶是一种含水量超过90％的准固态材料，能够模拟生物的发汗散热过程为发热体降温，是一种优异的被动式散热材料。当物体表面温度升高时，水凝胶开始发汗，内部的水分逐渐蒸发，可以大幅降低物体的表面温度。
但现有的水凝胶发汗后需要将其取出，并浸泡于水中才能再次吸水，继而正常工作，频繁的手动补水会影响水凝胶结构的稳定性和有效性，性能下降，使得其散热效果降低。
发明内容
基于此，有必要提供一种相变水凝胶及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：
水凝胶 40份-80份；
相变物质 20份-60份；
其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：
Figure BDA0003709560120000011
Figure BDA0003709560120000021
在一个实施例中，所述相变物质为吸附相变粉体后的微胶囊。
在一个实施例中，所述相变物质为聚乙二醇。
在一个实施例中，所述聚乙二醇的分子量为400g/moL-8000g/moL。
在一个实施例中，所述聚乙二醇的分子量为3000g/moL-6000g/moL。
在一个实施例中，所述水凝胶还包括：10份-40份重量份数的吸湿性盐。
在一个实施例中，所述吸湿性盐包括：氯化钙、氯化镁和氯化钠的至少一种。
在一个实施例中，包括以下重量份数的组分：
水凝胶 60份-70份；
相变物质 30份-40份。
本发明还提供一种相变水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
将10份-30份的丙烯酰胺、0.5份-2份的交联剂、0.5份-2份的扩链剂、0.5份-2份的热固促进剂和10份-40份的吸湿性盐，加入至60份-80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向40份-80份的所述水凝胶中加入20份-60份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
在一个实施例中，所述吸湿性盐的摩尔浓度为5-15mol/L。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种相变水凝胶，通过水凝胶、相变物质复合得到相变水凝胶，相变物质能够形成相变水凝胶的骨架，不仅可以增强相变水凝胶的结构稳定性，在失水时仍然具有良好的结构稳定性，补充水分后具有较好的溶胀复原效果，而且还能够使得水凝胶具有较好的吸热及储热能力，能够将发热体产生的热量传导至相变水凝胶整体，在高温条件下，一方面可以通过水分蒸发带走大量热量，另一方面可以通过相变物质转变物理形态吸收和储存大量的热量，在低温条件下能够吸收空气中的水分进行自动补水，实现吸湿-散热的自动循环。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明一个实施例的一种相变水凝胶的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在一个实施例中，一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：
水凝胶 40份-80份；
相变物质 20份-60份；
其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：
Figure BDA0003709560120000041
在本实施例中，所述水凝胶是以丙烯酰胺为单体，去离子水为溶剂，在交联剂、扩链剂及热固促进剂的作用下制备得到的。具体地，将10份-30份的丙烯酰胺、0.5份-2份的交联剂、0.5份-2份的扩链剂和0.5份-2份的热固促进剂加入至60份-80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶。其中，所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，所述扩链剂为过2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮，所述热固促进剂为氯化钙，在N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、2-羟基-4′-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮及氯化钙的作用下，引发各丙烯酰胺单体之间相互交联，凝成具有高分子网络体系的聚丙烯酰胺，具有一部分疏水基团和亲水基团，通过亲水基团与水分子结合，将水分子连接在网状内部，而疏水基团遇水膨胀，整体性质柔软，能吸收大量的水，从而能够通过水凝胶内部的水分逐渐蒸发，能够降低发热体的表面温度。
在本实施例中，通过40份-80份的水凝胶及20份-60份的相变物质复合得到相变水凝胶，相变物质在相变水凝胶内均匀分布，能够形成相变水凝胶的骨架，不仅可以增强相变水凝胶的结构稳定性，使得在水凝胶失水时仍然具有良好的结构稳定性，在补充水分后具有较好的溶胀复原效果，而且能够增强水凝胶的散热能力，能够及时地将发热体产生的热量传导至相变水凝胶整体，相变物质具有较高的相变潜热，相变焓值为20-60J/g，能够很好地对发热体产生的热量进行吸收并储存。这样，所述相变水凝胶在高温条件下，一方面可以通过水分蒸发带走大量热量，另一方面可以通过相变物质转变物理形态吸收和储存大量的热量，能够起到快速降温的作用，且在低温条件下能够吸收空气中的水分进行自动补水，实现吸湿-散热的自动循环。
在本实施例中，对发热体表面降温时，通过将该相变水凝胶置于发热体表面，当发热体工作产生热量使得表面温度升高时，相变物质形成的骨架能够通过转变物理形态快速将热量进行吸收及传导，能够扩散至相变水凝胶的整体结构上。同时，相变水凝胶内的水凝胶内部的水分逐渐蒸发，能够降低发热体的表面温度，使得发热体具有较佳的工作温度，当发热体表面温度降低后，该相变水凝胶又可通过自发吸收周围空气中的水分，使得该相变水凝胶中的水凝胶溶胀复原再生，能够自动循环工作，完成对发热体表面的降温。
在一个实施例中，所述相变物质为吸附相变粉体后的微胶囊。具体地，吸附相变粉体后的微胶囊具有较好的相变焓值，通过相变粉体进行胶囊化，能够对相变粉体进行包裹，这样，当相变粉体通过转变物理形态吸收及储存热量后，即从固态转变成液态时，能对相变粉体进行包裹，避免转变为液态的相变粉体逸出，造成相变水凝胶表面出现“出油”的情况。
在一个实施例中，所述相变物质为聚乙二醇。具体地，聚乙二醇具有良好的水溶性，能够溶于水直接与水凝胶混合，聚乙二醇单体在扩链剂的作用下，能够扩链形成骨架结构，即聚乙二醇的结构单元形成链状结构，扩链剂即多羟基化合物的结构单元形成相变水凝胶的网络结构，从而使得相变水凝胶具有优异的性能，具有较好的散热能力。
在一个实施例中，所述聚乙二醇的分子量为400g/moL-8000g/moL。具体地，相变水凝胶的力学性能可通过聚乙二醇链长来调节，聚乙二醇的分子量的增大，即随着聚乙二醇的链长增大，能够提高相变水凝胶的储存模量，而其损耗模量几乎不变，相变水凝胶的韧性增大，能够提高相变水凝胶的弹性，具有较好的溶胀复原再生性能。
需要说明的是，当聚乙二醇的分子量超过5000g/moL时，随着聚乙二醇的链长增大，水凝胶的储存模量随之增大，但损耗模量也随之增大，其损耗角正切值随着链长增大而减小，从而相变水凝胶的弹性随之降低。在一个较佳的实施例中，所述聚乙二醇的分子量范围区间可以选择为3000g/moL-6000g/moL。此时，相变水凝胶具有较好的储存模量，同时还具有良好的溶胀复原再生性能，从而能够实现吸湿-散热的自动循环。同时，在该分子量下的聚乙二醇溶于水后，形成的相应摩尔浓度的溶液，有利于促进相变水凝胶的成胶进程。
在一个实施例中，所述水凝胶还包括：10份-40份重量份数的吸湿性盐。具体地，当发热体工作产生热量使得表面温度升高时，相变水凝胶内的水凝胶内部的水分逐渐蒸发，能够降低发热体的表面温度，使得发热体具有较佳的工作温度。当发热体表面温度降低后，该相变水凝胶还可通过吸湿性盐自发吸收周围空气中的水分，有利于加快相变水凝胶中的水凝胶溶胀复原再生的进程，缩短复原时间，从而能够更好地自动循环工作，完成对发热体表面的降温。
在本实施例中，所述吸湿性盐包括：氯化钙、氯化镁和氯化钠的至少一种。具体地，氯化钙为无色立方结晶体，吸湿性极强，暴露于空气中极易潮解，氯化镁含有六个分子的结晶水，具有易潮解的特点，氯化钠同样在空气中有潮解性，三者作为吸湿性盐，能够在低温时吸收空气中的水分为失水的水凝胶自动补水，达到溶胀复原的效果，从而使得相变水凝胶能够自动循环工作，完成对发热体表面的降温。
在一个实施例中，所述相变水凝胶包括以下重量份数的组分：
水凝胶 60份-70份；
相变物质 30份-40份。
在本实施例中，所述水凝胶的重量份数为60份-70份，所述相变物质的重量份数为30份-40份，所述吸湿性盐的重量份数为10份-400份，所述水凝胶的重量份数过少，则无法有效地通过水凝胶内部的水分逐渐蒸发，降低发热体的表面温度，所述水凝胶的重量份数过多，则会导致所述相变水凝胶的结构稳定性较差，导热系数较低；所述相变物质的重量份数较高，则会使得水凝胶的损耗模量增大，弹性性能下降，吸水复原时溶胀效果差，影响相变水凝胶的循环使用效果，所述相变物质的重量份数较低，则会使得相变水凝胶的相变焓值降低，且结构的稳定性降低，散热效果降低；所述吸湿性盐的重量份数过高，会影响相变物质及水凝胶的比例，影响相变水凝胶的储存模量及降温效果，所述吸湿性盐的重量份数过低，则无法及时在低温时吸收空气中的水分为失水的水凝胶补水。
在本实施例中，通过水凝胶、相变物质及吸湿性盐复合得到相变水凝胶，相变物质能够形成相变水凝胶的骨架，水凝胶附着在相变物质上，不仅可以增强相变水凝胶的结构稳定性，在失水时仍然具有良好的结构稳定性，补充水分后具有较好的溶胀复原效果，水凝胶在高温下水分蒸发能够带走大量热量，配合相变物质转变物理形态进行吸热储热，能够降低发热体工作时的温度，进一步提高了相变水凝胶的降温效果，配合吸湿性盐在低温下能够吸收空气中的水分进行自动补水，实现吸湿-散热的自动循环。同时，所述相变水凝胶还具有良好的储存模量，而其损耗模量几乎不变。
在一个实施例中，如图1所示，本发明还提供一种相变水凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤110，将10份-30份的丙烯酰胺、0.5份-2份的交联剂、0.5份-2份的扩链剂、0.5份-2份的热固促进剂和10份-40份的吸湿性盐，加入至60份-80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；具体地，所述吸湿性盐的摩尔浓度为5-15mol/L。
步骤120，向40份-80份的所述水凝胶中加入20份-60份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶。
步骤130，将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
在本实施例中，通过水凝胶、相变物质及吸湿性盐复合得到相变水凝胶，相变物质能够形成相变水凝胶的骨架，水凝胶附着在相变物质上，不仅可以增强相变水凝胶的结构稳定性，在失水时仍然具有良好的结构稳定性，补充水分后具有较好的溶胀复原效果，水凝胶在高温下水分蒸发能够带走大量热量，配合相变物质转变物理形态进行吸热储热，能够降低发热体工作时的温度，进一步提高了相变水凝胶的降温效果，配合吸湿性盐在低温下能够吸收空气中的水分进行自动补水，实现吸湿-散热的自动循环。同时，所述相变水凝胶还具有良好的储存模量，而其损耗模量几乎不变。
下面用具体实施例进一步描述本发明。
实施例1
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：40份的水凝胶和20份的相变物质。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：10份的丙烯酰胺、0.5份的交联剂、0.5份的扩链剂、0.5份的热固促进剂和60份的水，所述相变物质为吸附相变粉体后的微胶囊。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将10份的丙烯酰胺、0.5份的交联剂、0.5份的扩链剂和0.5份的热固促进剂，加入至60份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向40份的所述水凝胶中加入20份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例2
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：50份的水凝胶和30份的相变物质。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：20份的丙烯酰胺、1份的交联剂、1份的扩链剂、1份的热固促进剂和70份的水，所述相变物质为聚乙二醇。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
20份的丙烯酰胺、1份的交联剂、1份的扩链剂和1份的热固促进剂，加入至70份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向50份的所述水凝胶中加入30份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例3
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：60份的水凝胶和40份的相变物质。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂2份的热固促进剂和80份的水，所述相变物质为聚乙二醇。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂和2份的热固促进剂，加入至80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向60份的所述水凝胶中加入40份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例4
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：70份的水凝胶和50份的相变物质。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂2份的热固促进剂和80份的水，所述相变物质为聚乙二醇。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂和2份的热固促进剂，加入至80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向70份的所述水凝胶中加入50份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例5
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：80份的水凝胶和60份的相变物质。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂2份的热固促进剂和80份的水，所述相变物质为聚乙二醇。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂和2份的热固促进剂，加入至80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向80份的所述水凝胶中加入60份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例6
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：60份的水凝胶、30份的相变物质和10份的吸湿性盐。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂2份的热固促进剂和80份的水，所述相变物质为聚乙二醇，所述吸湿性盐为氯化镁。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂、2份的热固促进剂和10份的吸湿性盐，加入至80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向60份的所述水凝胶中加入30份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例7
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：70份的水凝胶、40份的相变物质和30份的吸湿性盐。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂2份的热固促进剂和80份的水，所述相变物质为聚乙二醇，所述吸湿性盐为氯化镁。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂、2份的热固促进剂和30份的吸湿性盐，加入至80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向70份的所述水凝胶中加入40份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
实施例8
一种相变水凝胶，包括以下重量份数的组分：70份的水凝胶、40份的相变物质和40份的吸湿性盐。其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂2份的热固促进剂和80份的水，所述相变物质为聚乙二醇，所述吸湿性盐为氯化钙。
该相变水凝胶的制备方法包括以下步骤：
将30份的丙烯酰胺、2份的交联剂、2份的扩链剂、2份的热固促进剂和40份的吸湿性盐，加入至80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向70份的所述水凝胶中加入40份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
性能测试：
以实施例1-8中的制备得到相变水凝胶为例，测定相变水凝胶的导热系数，相变焓值、吸水倍数及贴附于发热体上时，发热体的前后温度差。
表1相变水凝胶性能测定结果
Figure BDA0003709560120000131
由表1可知，本发明制备得到的相变水凝胶，具有良好的导热系数、相变焓值和吸水倍数，贴附于发热体表面时，通过水分蒸发能够带走大量热量，能够降低发热体工作时的温度，具有较好的降温效果。
湿温循环测试：
以实施例3、6、7和8中的制备得到相变水凝胶为例，测定相变水凝胶多次循环失水及吸水后的重量。
实验条件：相变水凝胶规格为150mm*70mm，循环条件为在55摄氏度，湿度不做特别限制的情况下，保持0.5小时，然后再25摄氏度，湿度RH为70％的情况下，保持2小时，进行多次数循环。
表2相变水凝胶多次循环后的重量测试结果
Figure BDA0003709560120000141
由表2可知，本发明制备得到的相变水凝胶，经过多次失水及吸水循环后，组分损失比小，组分稳定性好，重量能够保持稳定，相变水凝胶中的水凝胶能够溶胀复原再生，具有较好的复原再生效果，从而能够长期自动循环工作，实现对发热体表面的降温。
各项性能测试：
以实施例7中的制备得到相变水凝胶为例，测定相变水凝胶各项性能。
表3相变水凝胶各项性能测定结果
Figure BDA0003709560120000151
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种相变水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
水凝胶 40份-80份；
相变物质 20份-60份；
其中，所述水凝胶包括以下重量份数的组分：
Figure FDA0003709560110000011
2.根据权利要求1所述的相变水凝胶，其特征在于，所述相变物质为吸附相变粉体后的微胶囊。
3.根据权利要求1所述的相变水凝胶，其特征在于，所述相变物质为聚乙二醇。
4.根据权利要求1所述的相变水凝胶，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为400g/moL-8000g/moL。
5.根据权利要求1所述的相变水凝胶，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为3000g/moL-6000g/moL。
6.根据权利要求1所述的相变水凝胶，其特征在于，所述水凝胶还包括：10份-40份重量份数的吸湿性盐。
7.根据权利要求6所述的相变水凝胶，其特征在于，所述吸湿性盐包括：氯化钙、氯化镁和氯化钠的至少一种。
8.根据权利要求1所述的相变水凝胶，其特征在于，包括以下重量份数的组分：
水凝胶 60份-70份；
相变物质 30份-40份。
9.一种相变水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将10份-30份的丙烯酰胺、0.5份-2份的交联剂、0.5份-2份的扩链剂、0.5份-2份的热固促进剂和10份-40份的吸湿性盐，加入至60份-80份的去离子水中，搅拌至混合均匀，得到水凝胶；
向40份-80份的所述水凝胶中加入20份-60份的相变物质，搅拌至混合均匀，得到初级相变水凝胶；
将所述初级相变水凝胶进行加热固化，得到相变水凝胶。
10.根据权利要求9所述的相变水凝胶的制备方法，其特征在于，所述吸湿性盐的摩尔浓度为5-15mol/L。
CN202210716142.2A 2022-06-23 2022-06-23 一种相变水凝胶及其制备方法 Pending CN114957727A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210716142.2A CN114957727A (zh) 2022-06-23 2022-06-23 一种相变水凝胶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210716142.2A CN114957727A (zh) 2022-06-23 2022-06-23 一种相变水凝胶及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114957727A true CN114957727A (zh) 2022-08-30

Family

ID=82965662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210716142.2A Pending CN114957727A (zh) 2022-06-23 2022-06-23 一种相变水凝胶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114957727A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115340630A (zh) * 2022-09-02 2022-11-15 东莞市中森新材料有限公司 一种散热效果好、降温快的凝胶及制作工艺
CN116376060A (zh) * 2023-04-18 2023-07-04 浙江大学 适用于冷链运输的水凝胶相变材料及其制备方法和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115340630A (zh) * 2022-09-02 2022-11-15 东莞市中森新材料有限公司 一种散热效果好、降温快的凝胶及制作工艺
CN116376060A (zh) * 2023-04-18 2023-07-04 浙江大学 适用于冷链运输的水凝胶相变材料及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114957727A (zh) 一种相变水凝胶及其制备方法
CN104817998A (zh) 一种形状稳定的固固相变储能水凝胶及其制备方法
EP3950833A1 (en) Self-hygroscopic hydrogel, preparation method therefor and thermal management method based on same
US11292894B2 (en) Composite material for heat storage, method for preparation and use
CN113402669A (zh) 一种自愈合水凝胶相变材料及其制备方法
CN110016323B (zh) 一种自修复凝胶基相变材料及其制备方法
JP2000331533A (ja) 高分子電解質ゲル組成物
Zhang et al. A Smart Design Strategy for Super‐Elastic Hydrogel with Long‐Term Moisture, Extreme Temperature Resistance, and Non‐Flammability
CN105061961A (zh) 一种耐盐性高吸水性树脂
US20150158003A1 (en) Microcapsules having acrylic polymeric shells and methods of making same
CN107556972A (zh) 常低温相变储能介质及其制备方法
CN111944495B (zh) 水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-pam复合相变储能材料的制备方法
CN112538191A (zh) 一种复合相变材料的制备方法
Zeng et al. Moisture thermal battery with autonomous water harvesting for passive electronics cooling
CN114276636A (zh) 一种生物质水凝胶及其制备方法
FR2957348A1 (fr) Composition et methode de gelification d'un materiau a changement de phase
CN108530652A (zh) 一种变性淀粉复合凝胶及其制备方法和应用
CN108144575A (zh) 硫化石墨硅胶氯化锂固化复合除湿剂及其制备方法
CN114752170B (zh) 一种导热水凝胶及其制备方法
CN115246953B (zh) 一种防冻冷却液快速吸收材料及其制备方法
CN105238357A (zh) 一种网络半互穿型固-固相变材料及其制备方法
CN105885796B (zh) 一种形状稳定的纳米复合相变材料及其制备方法
JPH0196239A (ja) 膨張−収縮性ヒドロゲル組成物およびその製造方法
JP2004041712A (ja) 冷却ゲルシート
JP2960495B2 (ja) 吸水剤及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination