CN114958310B - 一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法 - Google Patents
一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114958310B CN114958310B CN202210663459.4A CN202210663459A CN114958310B CN 114958310 B CN114958310 B CN 114958310B CN 202210663459 A CN202210663459 A CN 202210663459A CN 114958310 B CN114958310 B CN 114958310B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- salt
- icing
- change
- freezing point
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 33
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000001879 gelation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 claims description 54
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 22
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 22
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 20
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 20
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 13
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 13
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 10
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims description 7
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910020763 KH570 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 6
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 claims description 6
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 5
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 5
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 2
- 229910003471 inorganic composite material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UEGPKNKPLBYCNK-UHFFFAOYSA-L magnesium acetate Chemical compound [Mg+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O UEGPKNKPLBYCNK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000011654 magnesium acetate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011285 magnesium acetate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940069446 magnesium acetate Drugs 0.000 claims description 2
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- 239000013354 porous framework Substances 0.000 claims 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010100 anticoagulation Effects 0.000 abstract 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 15
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 229940057838 polyethylene glycol 4000 Drugs 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 description 2
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 description 2
- 229920001030 Polyethylene Glycol 4000 Polymers 0.000 description 1
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- -1 salt ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- 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
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/18—Materials not provided for elsewhere for application to surfaces to minimize adherence of ice, mist or water thereto; Thawing or antifreeze materials for application to surfaces
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Applied To Surfaces To Minimize Adherence Of Mist Or Water (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
本发明公开了一种相变降温‑抗凝冰材料，将亲水性相变材料和降低冰点的盐与氧化物溶胶混合，利用盐中反离子促凝使溶胶在胶凝过程中同时负载相变材料和降低冰点的盐，形成兼具相变降温与缓释抗凝冰双功能材料；相变材料和盐分负载量高且具有定形相变、缓释抗凝冰性，经多次相变‑抗凝冰循环后任具有双重功能，长效性好，将其应用于路面工程中，可实现炎热季节相变降温、低温季节抗凝功双功能。该制备方法简单，一次制备兼具相变降温‑抗凝冰双功能。
Description
技术领域
本发明涉及抗凝冰材料领域，具体涉及一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法。
背景技术
沥青是一种温度敏感性的粘弹性材料，在路面工程中广泛应用的同时也面临着由温度引发的路面病害，如夏季炎热地区，沥青路面在太阳光持续辐射下，吸收较多热量蓄积在沥青路面结构中，导致沥青路表温度往往超过道路石油沥青的软化点，引发热稳定性不良，产生车辙、拥包、推移等热稳性病害；而在冬季低温季节，尤其是初冬或残冬季节，气温冷暖交替，路面极易形成凝冰现象，车轮与路表附着力降低，极易引发交通事故；因此，主动应对环境温度变化的沥青路面尤为必要。
现有技术中只单一涉及相变降温或抗凝冰功能，如专利CN 103509525 B、CN103508701 B只提及相变降温功能；专利CN 101786834 B、CN 104672929 B、CN 108949109B和专利CN 108893095 B只提及抗凝冰功能。尚无通过一次制备实现相变降温和缓释抗凝冰双功能材料。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法，解决现有相变降温材料、抗凝冰材料的单一功能性，一次性同时解决了相变材料的定形和缓释型抗凝冰材料负载盐量较少的问题。本发明的一种相变降温-抗凝冰材料，基于相变材料的亲水性和降低冰点盐的水溶性，将其分散于氧化物溶胶中，利用降低冰点盐中的反离子促凝使溶胶胶凝，在胶凝过程中同时负载相变材料和降低冰点的盐，经干燥研磨和表面疏水处理后，形成兼具相变降温与缓释抗凝冰双功能材料；该材料可使相变材料定形，且均匀负载盐分，相变材料与降低冰点盐负载量可控，经疏水处理后可明显降低吸温性能，提高相变降温循环稳定性和缓释抗凝冰的长效性；
进一步，所述相变降温-抗凝冰材料原料包括有机固-液相变材料、降低冰点的盐、氧化物溶胶和偶联剂；
进一步，按质量比氧化物水溶胶:有机固-液相变材料:降低冰点盐:＝100:10～150:10～70；
进一步，所述有机固-液相变材料为聚乙二醇；所述聚乙二醇分子量为1000～20000；
进一步，所述降低冰点盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁、乙酸钠、乙酸钾、乙酸镁中的至少一种；
进一步，所述氧化物水溶胶为硅溶胶pH8～10、铝溶胶pH2～4、二氧化钛溶胶pH6～8中的一种，且质量浓度为10～50％；
进一步，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570、KH560、KH550中的一种。
本发明还公开一种相变降温-抗凝冰材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将有机固-液相变材料于室温～60℃加入到氧化物溶胶中分散均匀后，加入降低冰点的盐或降低冰点的盐溶液，机械搅拌使其发生胶凝化，静置陈化后形成三维网络结构复合凝胶；
b.将复合凝胶于60～90℃的烘箱中鼓风干燥12～24h，冷却至室温，研磨成粉末；
c.将偶联剂于热态下喷雾至步骤b的粉末表面使其表面疏水改性，硅烷偶联剂质量比例为抗凝冰粉末质量的1％～15％，所得表面疏水粉末于60～90℃的烘箱中鼓风干燥6～12h烘干研磨，制得相变降温-抗凝冰材料。
本发明的有益效果是：本发明公开一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法，利用盐中反离子促凝使溶胶在胶凝过程中同时负载相变材料和降低冰点盐，形成兼具相变降温与缓释抗凝冰双功能材料，盐分和相变降温材料的负载量高且具有缓释性，且能多次持续性释放，长效性好，同时可解决现有的负载型抗凝冰材料载盐量较少，缓释效果不足，以及长效性差的问题，且可直接将相变降温-抗凝冰材料与沥青混合料混合，沥青与相变材料之间无相互影响，各材料都能够发挥其良好的物理性以及化学性。该制备方法简单，水性环保，能主动应对环境温度变化，且成本低廉，具有很有的路用性。本发明的相变降温-抗凝冰材料可作为填料直接添加于涂层材料、雾封层材料、热拌/冷拌沥青混合料、微表处等材料中，可主动应对环境温度变化，夏季主动相变降温，减轻沥青路面的热稳定性病害；冬季可缓释抗凝冰，提高沥青路面的行车安全性。
原理：利用亲水性相变材料和降低冰点盐都可溶解于水的特性，将亲水性相变材料按一定质量比例于温度为室温～60℃加入氧化物溶胶中，依据相变材料分子量大小不同，待相变材料在溶胶中分散均匀后，加入降低冰点盐或降低冰点盐溶液，慢速搅拌，使盐充分溶解于溶胶中，此时溶胶中同时分散有相变材料和降低冰点盐，同时，盐溶液中的反离子进入到溶胶双电层的紧密层，使扩散层减薄，斥力势能降低，促进分散有相变材料和盐离子的溶胶聚集胶凝，在胶凝过程中溶胶粒子相互联接形成三维多孔骨架结构。在此过程中，相变材料和降低冰点盐成分均被分散于凝胶骨架孔隙内，随着水分蒸发(干燥处理)，盐成分达到过饱和结晶析出，同时相变材料也负载于凝胶骨架孔隙内，形成以氧化物为载体，相变材料和降低冰点盐为功能单元的有机/无机复合材料；干燥充分后机械研磨，获得相变-抗凝冰有机/无机复合粉料；又因表面具有较强的亲水性，为了延缓应用过程中有效盐分流失，采用硅烷偶联剂对其表面疏水改性处理，获得兼具相变降温与缓释抗凝冰双功能材料。
在环境温度达到相变材料的相变温度时，相变降温抗凝冰功能材料吸收热量发生相态转变，降低体系温度，当温度降至结晶温度时，它又能释放出储存的热量，发生逆相变，并且可以重复多次可逆循环；当环境温度降至水的冰点时，抗凝冰功能单元遇到雨水或雪水，形成盐溶液，使体系凝固点下降，发挥抗凝冰作用；实现了主动应对环境温度变化，环境温度高时相变降温，环境温度低时缓释抗凝冰。
具体实施方式
实施例一
一种相变降温-抗凝冰材料，它由硅溶胶、聚乙二醇2000、氯化钠和KH570制备而成，其中硅溶胶质量浓度为20％，pH值为10。各原材料质量比为硅溶胶：聚乙二醇2000：氯化钠＝100:50:25。
上述相变降温-抗凝冰材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将聚乙二醇2000在60℃加入到二氧化硅溶胶中分散均匀，加入氯化钠，机械搅拌，利用盐中的Na+使混合溶胶发生胶凝，静置陈化后形成三维网络结构复合凝胶；
b.将复合凝胶于60℃的烘箱中鼓风干燥20h，冷却至室温，研磨成粉末；
c.将KH570于热态下喷雾至步骤b的粉末表面使其表面疏水改性，KH570质量比例为抗凝冰粉末质量的4％，所得表面疏水粉末于80℃的烘箱中鼓风干燥10h烘干研磨，制得相变降温-抗凝冰材料。
聚乙二醇2000相变温度为45℃，相变潜热为188.1J/g，本发明的相变储热特性参数采用耐驰DSC 214型测试；
本发明冰点下降值和长效性能分别采用步冷曲线测试、电导率测试评价。具体实施方式为将本实施例制备的相变降温-抗凝冰材料配制成质量分数为20％的溶液置于低温试验箱中，进行步冷曲线测试；将本实施例相变降温-抗凝冰材料按照粉胶比为1:1加入沥青中，加入50g水浸泡1h，采用电导率测试溶液多次循环后盐分析出能力；利用疏水处理相变降温-抗凝冰材料吸湿率前后对比评价其改性效果，以下同此。
本实施例制备的相变降温-抗凝冰材料，有机固-液相变材料PEG2000、盐分质量百分比分别为总质量的52％和26％。于180℃保温1h后没有液体渗漏，定形稳定，相变温度为45.3℃，经50次循环后，相变焓在62J\g左右。在低温下能有效降低水的冰点至-4.32℃；电导率起始值为2.8ms/cm，经50次循环后，缓释长效型抗凝冰沥青胶浆电导率在1.1ms/cm处保持稳定，盐分释放缓慢，具有较好的长效性能，且改性前后吸湿率分别为68％和13％，改性效果良好。
实施例二
一种相变降温-抗凝冰材料，它由二氧化钛溶胶、聚乙二醇4000、乙酸钾、乙酸钠和KH550制备而成，其中二氧化钛溶胶质量浓度为30％，pH值为8；乙酸钾/乙酸钠混合盐质量比为1:1。各原材料质量比为二氧化钛溶胶：聚乙二醇4000：(乙酸钾+乙酸钠)＝100:60:30。
上述相变降温-抗凝冰材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将聚乙二醇4000在60℃加入到二氧化钛溶胶中分散均匀，加入乙酸钾和乙酸钠，机械搅拌，利用盐中的Na+、K+使混合溶胶发生胶凝，静置陈化后形成三维网络结构复合凝胶；
b.将复合凝胶于70℃的烘箱中鼓风干燥18h，冷却至室温，研磨成粉末；
c.将KH550于热态下喷雾至步骤b的粉末表面使其表面疏水改性，KH550质量比例为抗凝冰粉末质量的6％，所得表面疏水粉末于80℃的烘箱中鼓风干燥10h烘干研磨，制得相变降温-抗凝冰材料。
本实施例制备的相变降温-抗凝冰材料，有机固-液相变材料PEG4000、盐分质量百分比分别为总质量的50％、25％。于180℃保温1h后没有液体渗漏，定形稳定，相变温度为53.2℃，经50次循环后，相变焓在87J\g左右。在低温下能有效降低水的冰点至-4.14℃；电导率起始值为2.6ms/cm，经50次循环后，缓释长效型抗凝冰沥青胶浆电导率在1.0ms/cm处保持稳定，盐分释放缓慢，具有较好的长效性能，且改性前后吸湿率分别为69％和11％，改性效果良好。
实施例三
一种相变降温-抗凝冰材料，它由二氧化硅溶胶、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、乙酸钾、氯化钠、KH570和去离子水制备而成，其中二氧化钛溶胶质量浓度为30％，pH值为8，聚乙二醇2000/4000和乙酸钾/氯化钠均按质量比1:1混合。各原材料质量比为二氧化硅溶胶：聚乙二醇(聚乙二醇2000+聚乙二醇4000)：盐分(乙酸钾+氯化钠)＝100:80:30。
上述相变降温-抗凝冰材料的制备方法，包括以下步骤：
a.将聚乙二醇2000/4000混合均匀后在60℃加入到二氧化硅溶胶中分散，加入乙酸钾/氯化钠混合溶液，机械搅拌，利用盐中的Na+、K+使混合溶胶发生胶凝，静置陈化后形成三维网络结构复合凝胶；
b.将复合凝胶于90℃的烘箱中鼓风干燥14h，冷却至室温，研磨成粉末；
c.将偶联剂于热态下喷雾至步骤b的粉末表面使其表面疏水改性，硅烷偶联剂质量比例为抗凝冰粉末质量的5％，所得表面疏水粉末于70℃的烘箱中鼓风干燥12h烘干研磨，制得相变降温-抗凝冰材料。
本实施例制备的相变降温-抗凝冰材料，有机固-液相变材料、盐分质量百分分别比为总质量的57％、21％。于180℃保温1h后没有液体渗漏，定形稳定，相变温度为46.0℃，经50次循环后，相变焓在68J\g左右。在低温下能有效降低水的冰点至-4.17℃；电导率起始值为2.3ms/cm，经50次循环后，缓释长效型抗凝冰沥青胶浆电导率在1.2ms/cm处保持稳定，盐分释放缓慢，具有较好的长效性能，且改性前后吸湿率分别为69％和12％，改性效果良好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖再本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种相变降温-抗凝冰材料，其特征在于：将亲水性相变材料和降低冰点的盐与氧化物溶胶混合，利用盐中反离子促凝使溶胶发生胶凝，在胶凝过程中同时负载相变材料和降低冰点的盐，然后经干燥研磨和表面疏水处理形成兼具相变降温与缓释抗凝冰功能的粉末材料；在胶凝过程中溶胶粒子相互联接形成三维多孔骨架结构,相变材料和降低冰点盐成分均被分散于三维多孔骨架结构的孔隙内，随着干燥处理使水分蒸发，盐成分达到过饱和结晶析出，同时相变材料也负载于三维多孔骨架结构的孔隙内，最终形成以氧化物为载体，相变材料和降低冰点盐为功能单元的有机/无机复合材料；所述相变降温-抗凝冰材料原料包括有机固-液相变材料、降低冰点的盐、氧化物溶胶、偶联剂；所述有机固-液相变材料为聚乙二醇；所述降低冰点的盐为氯化钠、氯化钾、氯化镁、乙酸钠、乙酸钾、乙酸镁中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的相变降温-抗凝冰材料，其特征在于：按质量比氧化物水溶胶:有机固-液相变材料:降低冰点的盐=100:10～70:10～150。
3.根据权利要求2所述的相变降温-抗凝冰材料，其特征在于：所述聚乙二醇分子量为1000～20000。
4.根据权利要求3所述的相变降温-抗凝冰材料，其特征在于：所述氧化物水溶胶为硅溶胶pH8～10、铝溶胶pH2～4、二氧化钛溶胶pH6～8其中一种或两种，且质量浓度为10～50%。
5.根据权利要求1所述的相变降温-抗凝冰材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570、KH560、KH550中的一种。
6.根据权利要求1-5任一所述的相变降温-抗凝冰材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.将有机固-液相变材料于室温~60℃加入到氧化物溶胶中分散均匀后，加入降低冰点的盐或降低冰点的盐溶液，机械搅拌使其发生胶凝化，静置陈化后形成三维网络结构复合凝胶；
b.将复合凝胶于60～90℃的烘箱中鼓风干燥12～24h，冷却至室温，研磨成粉末；
c.将偶联剂于热态下喷雾至步骤b的粉末表面使其表面疏水改性，硅烷偶联剂质量比例为抗凝冰粉末质量的1%~15%，所得表面疏水粉末于60～90℃的烘箱中鼓风干燥6～12h烘干研磨，制得相变降温-抗凝冰材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210663459.4A CN114958310B (zh) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210663459.4A CN114958310B (zh) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114958310A CN114958310A (zh) | 2022-08-30 |
| CN114958310B true CN114958310B (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=82960813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210663459.4A Active CN114958310B (zh) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114958310B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115595121A (zh) * | 2022-09-20 | 2023-01-13 | 纯钧新材料（深圳）有限公司（Cn） | 相变温度为2～8℃的相变材料及其制备方法 |
| CN116285687A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-23 | 北京工业大学 | 一种含相变材料的相变雾封层材料及其制备方法和应用 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987004450A1 (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-30 | The Secretary Of State For Defence In Her Britanni | Ice-combative measures |
| WO2000000568A1 (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-06 | Haslim Leonard A | Environmentally friendly compositions having anti-icing, deicing or graffiti prevention properties |
| CN103509525A (zh) * | 2012-06-17 | 2014-01-15 | 何丽红 | 一种定形复合相变储能材料及其制备方法 |
| CN103508701A (zh) * | 2012-06-17 | 2014-01-15 | 朱洪洲 | 一种复合相变降温沥青路面材料 |
| CN108374769A (zh) * | 2017-02-01 | 2018-08-07 | 歌美飒创新技术公司 | 相变材料在风力发电机中延迟结冰或引起除冰的应用 |
| CN108893095A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-11-27 | 重庆交通大学 | 一种聚合物外壳包覆材、聚合物包裹缓释型无机盐及制备方法 |
| CN109928655A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-25 | 交通运输部科学研究院 | 核壳型抗凝冰改性剂、其制造方法和包括其的抗凝冰涂料 |
| CN112853863A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种防冰雪的桥面控温方法 |
| WO2022000944A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 苏州天澜生物材料科技有限公司 | 一种固液填充的低表面能光滑功能材料及其制备方法 |
| CN114507032A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-05-17 | 四川省交通勘察设计研究院有限公司 | 一种抗凝冰剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060292345A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Dave Bakul C | Micropatterned superhydrophobic silica based sol-gel surfaces |
-
2022
- 2022-06-13 CN CN202210663459.4A patent/CN114958310B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987004450A1 (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-30 | The Secretary Of State For Defence In Her Britanni | Ice-combative measures |
| WO2000000568A1 (en) * | 1998-06-29 | 2000-01-06 | Haslim Leonard A | Environmentally friendly compositions having anti-icing, deicing or graffiti prevention properties |
| CN103509525A (zh) * | 2012-06-17 | 2014-01-15 | 何丽红 | 一种定形复合相变储能材料及其制备方法 |
| CN103508701A (zh) * | 2012-06-17 | 2014-01-15 | 朱洪洲 | 一种复合相变降温沥青路面材料 |
| CN108374769A (zh) * | 2017-02-01 | 2018-08-07 | 歌美飒创新技术公司 | 相变材料在风力发电机中延迟结冰或引起除冰的应用 |
| CN108893095A (zh) * | 2018-09-11 | 2018-11-27 | 重庆交通大学 | 一种聚合物外壳包覆材、聚合物包裹缓释型无机盐及制备方法 |
| CN109928655A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-25 | 交通运输部科学研究院 | 核壳型抗凝冰改性剂、其制造方法和包括其的抗凝冰涂料 |
| WO2022000944A1 (zh) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 苏州天澜生物材料科技有限公司 | 一种固液填充的低表面能光滑功能材料及其制备方法 |
| CN112853863A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-05-28 | 中南大学 | 一种防冰雪的桥面控温方法 |
| CN114507032A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-05-17 | 四川省交通勘察设计研究院有限公司 | 一种抗凝冰剂及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 何丽红 ; 杨帆 ; 王浩 ; 朱洪洲 ; 韦万峰 ; .相变材料在沥青混合料中的研究进展.化工新型材料.2017,(第05期),第220-222页. * |
| 相变材料在沥青混合料中的研究进展;何丽红;杨帆;王浩;朱洪洲;韦万峰;;化工新型材料(第05期);第220-222页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114958310A (zh) | 2022-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114958310B (zh) | 一种相变降温-抗凝冰材料及其制备方法 | |
| Xiao et al. | Solar thermal energy storage based on sodium acetate trihydrate phase change hydrogels with excellent light-to-thermal conversion performance | |
| CN107936919B (zh) | 一种相变蓄能与温控析出复合智能型融雪剂及其制备方法 | |
| CN108676550B (zh) | 一种无机水合盐多孔碳复合相变材料及其制备方法 | |
| CN103374333A (zh) | 一种复合相变材料 | |
| CN104387530A (zh) | 一种高含量钙基膨润土堵水剂的制备方法 | |
| JP2009511660A (ja) | 蓄熱性相転移物質を含有するポリマー組成物、当該組成物を製造する方法、及び当該組成物を含有する製品 | |
| CN103923614A (zh) | 一种有序多孔基定形复合相变材料的制备方法 | |
| CN101058719A (zh) | 一种复合相变材料及制备方法 | |
| CN104559938A (zh) | 一种石蜡-凹凸棒土复合相变材料及其制备方法 | |
| JP2020511555A (ja) | 冷結晶化材および蓄熱において冷結晶化を利用するための方法 | |
| CN104419381A (zh) | 相变材料及其制备方法 | |
| CN114988742A (zh) | 一种缓释长效型抗凝冰材料及其制备方法 | |
| Chen et al. | High-temperature hazards and prevention measurements for asphalt pavement | |
| CN105017786A (zh) | 聚乙二醇自融雪复合相变材料改性沥青及其制备方法 | |
| CN114149788A (zh) | 一种缓释融冰雪剂及制备方法、含该缓释融冰雪剂的薄层罩面材料 | |
| CN114507032A (zh) | 一种抗凝冰剂及其制备方法和应用 | |
| CN103205242A (zh) | 一种可用于夜间保温的相变储能材料及制备方法 | |
| KR101164034B1 (ko) | 방출성이 조절된 도로 동결방지제 | |
| CN115746790A (zh) | 一种低温缓释抗凝冰材料及其制备方法 | |
| CN103468216A (zh) | 一种磷酸盐无机纳米相变储能材料及其制备方法 | |
| CN101781549B (zh) | 一种园艺复合相变管材及其制备方法 | |
| CN103484076A (zh) | 一种利用石膏制备的无机纳米相变储能材料及其制备方法 | |
| CN109705816A (zh) | 多功能柔性相变材料、其制备方法及建筑材料 | |
| CN100467568C (zh) | 一种新型高分子固沙剂及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |