CN115537184A - 一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及相变材料领域，具体为一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料及其制备方法。本发明采用六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水按一定比例混合，调配出17℃凝结的液体混合物，再将氮化硼纳米片先负载在椰壳纤维上，再用聚多巴胺包覆，最后加入了二氧化硅气凝胶中，得到一种新型高保温气凝胶，将17℃凝结的液体混合物填充到制得的高保温气凝胶中，得到了具有较短凝结时间、较长释冷时间的相变保温材料，非常适合猪精液的长效运输和储存。

Description

一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及相变材料领域，具体为一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料及其制备方法。
背景技术
精液运输是人工授精的一个重要环节，精液运输过程，如存储不当，会导致精液存活率和质量下降，影响授精率。
在大型养殖场中，需要对公猪的精液进行调控监测恒温防震运输至别处或异地运送到养猪场，现有技术中的保温箱不能远程调控监测恒定温度使用，只能保温的运输，而且温度不恒定，无法监测管理温度数据，不能有效恒定温温度储存精液，无避光处理，难以确保精液质量。
养殖户买回精液后建议用17℃恒温箱运输、保存，应注意不可将精液保存在普通冰箱中，因为普通冰箱冷藏室内最高温度为8℃，而猪的精液最低保存温度不低于14℃，也不宜将稀释后的精液保存在20℃以上的室温下，即使室温在15-20℃范围内，也最好不要求在这种环境中保存，因为室温日夜变化太大，除非24小时内就使用，否则不能在这种环境下保存。适当降低保存温度有利于延长精子存活期，减少代谢产物对精子的伤害。但温度不可低于15℃，否则精子就会受到损伤。在各种动物中，猪的精子对温度的变化十分敏感，尤其低温，其原因不详。猪的精子对较高保存温度(20-25℃)有一定的耐受力，如果保存时间在12小时内，精子活力不会受到什么影响。因此，为了更长效的在延长猪精液的运输、保存时间，需要开发一种17℃的恒温材料。
相变保温型材料是利用材料在发生相变的过程中，可以吸收环境的热(冷)量，并在需要时向环境释放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度的目的|利用相变材料的相变潜热来实现能量的贮存和利用。当加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热。当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。
因此，相变材料非常适用于开发新型用于猪精液冷藏、运输的保温材料。
CN 103374334 B公开了一种相变温度为17℃的无机相变恒温材料(PCM-17)，涉及一种无机相变恒温材料，含有六水氯化钙、马来酸酐、二氧化硅、羧甲基纤维素钠、丙烯酸、氯化钠和水。此发明所提供的相变材料相变温度在17℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为172KJ/KG，相变过程可逆，可循环使用次数为10000次以上，原材料均为规模生产，无毒无腐蚀，易于推广。但是，其恒温时间仅10h，不适合用于猪精液的冷藏、运输。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料及其制备方法。
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料，包括以下组分：高保温气凝胶、聚乙烯外膜、相变混合液。
优选的，所述相变混合液的配比如下：24-26wt％的六水氯化钙、5-6wt％的顺丁烯二酸、4-5wt％的葡甘露聚糖、4-5wt％的丙二酸、2-3wt％的氯化钾，余量为水。
进一步的，所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
所述高保温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将5-15份氮化硼粉末加入900-1100份氨水中，并超声处理12-24h，超声功率为200-300W、频率40-60kHz，在超声的同时辅助以机械搅拌，将超声后的氮化硼氨水溶液置于100-140℃下真空干燥10-14h，得到氮化硼纳米片粉末；
(2)按质量份计，将5-10份步骤(1)制得的氮化硼纳米片粉末、10-20份椰壳纤维、2-5份盐酸多巴胺、300-500份水混合，在200-300W、40-60kHz超声下，以100-200r/min转速搅拌30-60min，接着用7-8wt％三(羟甲基)氨基甲烷水溶液将溶液调至pH为7-9，然后，在20-40℃下以300-500r/min转速搅拌5-15min，经过滤、洗涤、干燥，得到氮化硼纳米片负载的椰壳纤维；
(3)按质量份计，将10-20份正硅酸四乙酯、80-90份水溶液混合，然后用浓度为1-2mol/L的盐酸调节溶液pH值至3.0-4.0，在室温下水解1-2h，得到酸性硅溶胶；
(4)按质量份计，将3-5份步骤(2)制得的氮化硼纳米片负载的椰壳纤维与90-100份步骤(3)制得的酸性硅溶胶混合均匀，然后以300-600r/min转速搅拌20-60min，再用氨水调整pH值至8.0-9.0，以100-200r/min转速搅拌反应10-20min，然后置于60-90℃下进行凝胶化3-4h，得到粗凝胶；
(5)在40-60℃下，将步骤(4)制得的粗凝胶按浴比1g：(1-50)mL放入70-80wt％的丙酮水溶液中老化12-24h，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，再以1-2℃/min速度加热到280-300℃，保温5-8h后，冷却至室温后取出，得到高保温气凝胶。
所述椰壳纤维为微米级椰壳纤维，长度为10-50μm。
所述氨水浓度为0.01-0.06mol/L。
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，包括以下步骤：将高保温气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
优选的，所述相变混合液的配比如下：24-26wt％的六水氯化钙、5-6wt％的顺丁烯二酸、4-5wt％的葡甘露聚糖、4-5wt％的丙二酸、2-3wt％的氯化钾，余量为水。
进一步的，所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
中国的肉食主要来源是猪肉，生猪养殖在我国极为普遍，因此，高质量的猪精液是各大养殖户的普遍需求。但是，由于猪精液对于储存环境的要求较高，尤其在运输过程中，采用超低温储存运输，对于设备、能耗的要求较高，极大的提高了其运输成本，尤其是养殖户从兽医站领取稀释后的猪精液，其不具备采用超低温运输的条件，极大的影响了猪精液的活性增加了养殖户的负担，而17℃也是一个非常有利于猪精液保存的温度，但是，17℃的保温材料较少，且难以长效恒温。因此，本发明开发了一款用于猪精液冷藏、运输的相变材料，其具有凝结速度快，释冷时间长的优点，非常适合猪精液的长效运输和储存。
首先，本发明采用六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水按一定比例混合，调配出17℃凝结的液体混合物，再以二氧化硅气凝胶作为保温材料，将17℃凝结的液体混合物灌入二氧化硅气凝胶中，延长其释冷时间。但是，二氧化硅气凝胶其隔热性能过于优异，导致其热交换效果较差，所制得的相变材料凝结时间过长，且部分液体难以凝结，还缩短了其释冷时间。因此，本发明进一步将具有高热导性质的氮化硼纳米片加入了二氧化硅气凝胶，提升了其导热性能，使其能够快速冷凝，方便使用。但是，其缺陷在于，其释冷时间相应缩短，仅为11.5h，不利于猪精液的运输、保存，本发明推测这是由于氮化硼纳米片氮化硼纳米片片层之间还存在着较强的π-π相互作用，极易发生团聚，分散性不好，其在二氧化硅气凝胶中较为聚集，使得局部热传导过快，从而加速了其和外界的热交换。因此本发明进一步将氮化硼纳米片负载在椰壳纤维上，再填充进气凝胶中的方法，这样有利于提升其分散性，有效的延长了其释冷时间，并进一步降低了其凝结时间。本发明认为其凝结时间的进一步降低是由于具有高热导的氮化硼纳米片较均匀的分散在二氧化硅气凝胶中，提升了其和外界的热交换能力，当其凝结成固体后，由于在二氧化硅气凝胶内部，传热主要是通过分子在高温区与低温区的碰撞逐步进行的能量传递过程，SiO2气凝胶的隔热主要是由于其孔径大小均小于空气分子的平均自由程(70nm)，分子被限制在孔隙内，分子间相互作用力以与孔壁碰撞的几率为主，极大的限制了气体的热导率，即SiO2气凝胶能够极大的限制对流传热，从而使得其释冷时间延长，由于不会出现大量氮化硼纳米片聚集从而导致局部热传导过快的情况，所起其凝结的时间缩短，释冷的时间延长，更有利于本发明制得的相变材料的普及和使用。再进一步的，本发明将氮化硼纳米片先负载在椰壳纤维上，再用聚多巴胺包覆，最后加入了二氧化硅气凝胶中，其凝结的时间进一步缩短，释冷的时间进一步延长。本发明推测，这是由于在二氧化硅气凝胶成型过程中经过长时间的搅拌等步骤，氮化硼纳米片极易从椰壳纤维上脱落，再次聚集，而经多巴胺包覆后，其不易脱落，进一步提升了其分散性，从而缩短了凝结的时间，延长了释冷的时间。凝结时间和释冷时间通常是成正比的，具有较短凝结时间的材料，其释冷时间也较短，本发明新制得的高保温气凝胶将其应用到相变保温材料中，得到了具有较短凝结时间、较长释冷时间的相变保温材料，有利于其推广与应用。
本发明有益效果：
本发明采用六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水按一定比例混合，调配出17℃凝结的液体混合物，再将氮化硼纳米片先负载在椰壳纤维上，再用聚多巴胺包覆，最后加入了二氧化硅气凝胶中，得到一种新型高保温气凝胶，将17℃凝结的液体混合物填充到制得的高保温气凝胶中，得到了具有较短凝结时间、较长释冷时间的相变保温材料，非常适合猪精液的长效运输和储存。
具体实施方式
葡甘露聚糖，CAS号：11078-31-2，货号：YK3289，湖北永阔科技有限公司。
椰壳纤维，所述椰壳纤维为微米级椰壳纤维，长度为10-50μm。
聚乙烯膜，厚度：0.1mm，苏州苏曼特包装材料有限公司。
氮化硼粉末，货号：NO-N-003-1，上海乃欧纳米科技有限公司。
实施例1
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，包括以下步骤：将二氧化硅气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
所述二氧化硅气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将15份正硅酸四乙酯、85份水溶液混合，然后用浓度为1.4mol/L的盐酸调节溶液pH值至4.0，在室温下水解2h，得到酸性硅溶胶；
(2)将步骤(1)制得的酸性硅溶胶以600r/min转速搅拌40min，再用氨水调整pH值至9.0，以200r/min转速搅拌反应20min，然后置于80℃下进行凝胶化4h，得到粗凝胶；
(3)在50℃下，将步骤(2)制得的粗凝胶按浴比1g：30mL放入75wt％的丙酮水溶液中老化24h，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，再以2℃/min速度加热到300℃，保温7h后，冷却至室温后取出，得到所述二氧化硅气凝胶。
所述氨水浓度为0.04mol/L。
实施例2
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，包括以下步骤：将高保温气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
所述高保温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将10份氮化硼粉末加入1000份氨水中，并超声处理24h，超声功率为300W、频率60kHz，在超声的同时辅助以机械搅拌，将超声后的氮化硼氨水溶液过滤取滤饼，置于120℃下真空干燥12h，得到氮化硼纳米片粉末；
(2)按质量份计，将15份正硅酸四乙酯、85份水溶液混合，然后用浓度为1.4mol/L的盐酸调节溶液pH值至4.0，在室温下水解2h，得到酸性硅溶胶；
(3)按质量份计，将4份步骤(1)制得的氮化硼纳米片粉末与96份步骤(2)制得的酸性硅溶胶混合均匀，然后以600r/min转速搅拌40min，再用氨水调整pH值至9.0，以200r/min转速搅拌反应20min，然后置于80℃下进行凝胶化4h，得到粗凝胶；
(4)在50℃下，将步骤(3)制得的粗凝胶按浴比1g：30mL放入75wt％的丙酮水溶液中老化24h，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，再以2℃/min速度加热到300℃，保温7h后，冷却至室温后取出，得到所述高保温气凝胶。
所述氨水浓度为0.04mol/L。
实施例3
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，包括以下步骤：将高保温气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
所述高保温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将10份氮化硼粉末加入1000份氨水中，并超声处理24h，超声功率为300W、频率60kHz，在超声的同时辅助以机械搅拌，将超声后的氮化硼氨水溶液过滤取滤饼，置于120℃下真空干燥12h，得到氮化硼纳米片粉末；
(2)按质量份计，将6份步骤(1)制得的氮化硼纳米片粉末、18份椰壳纤维、400份水混合，在300W、60kHz超声下，以200r/min转速搅拌40min，经过滤、洗涤、干燥，得到氮化硼纳米片负载的椰壳纤维；
(3)按质量份计，将15份正硅酸四乙酯、85份水溶液混合，然后用浓度为1.4mol/L的盐酸调节溶液pH值至4.0，在室温下水解2h，得到酸性硅溶胶；
(4)按质量份计，将4份步骤(2)制得的氮化硼纳米片负载的椰壳纤维与96份步骤(3)制得的酸性硅溶胶混合均匀，然后以400r/min转速搅拌40min，再用氨水调整pH值至9.0，以200r/min转速搅拌反应20min，然后置于80℃下进行凝胶化4h，得到粗凝胶；
(5)在50℃下，将步骤(4)制得的粗凝胶按浴比1g：30mL放入75wt％的丙酮水溶液中老化24h，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，再以2℃/min速度加热到300℃，保温7h后，冷却至室温后取出，得到所述高保温气凝胶。
所述氨水浓度为0.04mol/L。
实施例4
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，包括以下步骤：将高保温气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
所述高保温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将10份氮化硼粉末加入1000份氨水中，并超声处理24h，超声功率为300W、频率60kHz，在超声的同时辅助以机械搅拌，将超声后的氮化硼氨水溶液，过滤取滤饼，置于120℃下真空干燥12h，得到氮化硼纳米片粉末；
(2)按质量份计，按质量份计，将6份步骤(1)制得的氮化硼纳米片粉末、3份盐酸多巴胺、400份水混合，在300W、60kHz超声下，以200r/min转速搅拌40min，接着用8wt％三(羟甲基)氨基甲烷水溶液将溶液调至pH为8，然后，在30℃下以500r/min转速搅拌10min，经过滤、洗涤、干燥，得到聚多巴胺包覆的氮化硼纳米片；
(3)按质量份计，将15份正硅酸四乙酯、85份水溶液混合，然后用浓度为1.4mol/L的盐酸调节溶液pH值至4.0，在室温下水解2h，得到酸性硅溶胶；
(4)按质量份计，将4份步骤(2)制得的聚多巴胺包覆的氮化硼纳米片与96份步骤(3)制得的酸性硅溶胶混合均匀，然后以400r/min转速搅拌40min，再用氨水调整pH值至9.0，以200r/min转速搅拌反应20min，然后置于80℃下进行凝胶化4h，得到粗凝胶；
(5)在50℃下，将步骤(4)制得的粗凝胶按浴比1g：30mL放入75wt％的丙酮水溶液中老化24h，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，再以2℃/min速度加热到300℃，保温7h后，冷却至室温后取出，得到所述高保温气凝胶。
所述氨水浓度为0.04mol/L。
实施例5
一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，包括以下步骤：将高保温气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
所述高保温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将10份氮化硼粉末加入1000份氨水中，并超声处理24h，超声功率为300W、频率60kHz，在超声的同时辅助以机械搅拌，将超声后的氮化硼氨水溶液过滤取滤饼，置于120℃下真空干燥12h，得到氮化硼纳米片粉末；
(2)按质量份计，将6份步骤(1)制得的氮化硼纳米片粉末、18份椰壳纤维、3份盐酸多巴胺、400份水混合，在300W、60kHz超声下，以200r/min转速搅拌40min，接着用8wt％三(羟甲基)氨基甲烷水溶液将溶液调至pH为8，然后，在30℃下以500r/min转速搅拌10min，经过滤、洗涤、干燥，得到氮化硼纳米片负载的椰壳纤维；
(3)按质量份计，将15份正硅酸四乙酯、85份水溶液混合，然后用浓度为1.4mol/L的盐酸调节溶液pH值至4.0，在室温下水解2h，得到酸性硅溶胶；
(4)按质量份计，将4份步骤(2)制得的氮化硼纳米片负载的椰壳纤维与96份步骤(3)制得的酸性硅溶胶混合均匀，然后以400r/min转速搅拌40min，再用氨水调整pH值至9.0，以200r/min转速搅拌反应20min，然后置于80℃下进行凝胶化4h，得到粗凝胶；
(5)在50℃下，将步骤(4)制得的粗凝胶按浴比1g：30mL放入75wt％的丙酮水溶液中老化24h，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，再以2℃/min速度加热到300℃，保温7h后，冷却至室温后取出，得到所述高保温气凝胶。
所述氨水浓度为0.04mol/L。
测试例1
测试实施例1-5制得的用于猪精液冷藏、运输的相变材料在10℃时的凝结时间和30℃时的释冷时间(当猪精液温度大于17.5℃时释冷结束)，结果见表1.
表1：凝结时间和释冷时间测试结果
凝结时间/h 释冷时间/h
实施例1 3.6 14
实施例2 2.3 11.5
实施例3 1.5 13.9
实施例4 1.7 11.2
实施例5 0.8 14.3
由表1可以看出，本发明制得的实施例1-5制得的用于猪精液冷藏、运输的相变材料都具有较长的释冷时间，这表明其具有较好的17℃保温性能，能够长效保持17℃，有利于延长猪精液的运输、保存时间。由实施例1和实施例2对比可以看出，实施例2制得的用于猪精液冷藏、运输的相变材料，其凝结时间明显低于实施例1，这是由于本发明将具有高热导性质的氮化硼纳米片加入了二氧化硅气凝胶，提升了其导热性能，使其能够快速冷凝，方便使用。但是，其缺陷在于，其释冷时间相应缩短，仅为11.5h，不利于猪精液的运输、保存，本发明推测这是由于氮化硼纳米片分散性不好，其在二氧化硅气凝胶中较为聚集，使得局部热传导过快，从而加速了其和外界的热交换。因此本发明进一步将氮化硼纳米片负载在椰壳纤维上，这样有利于提升其分散性，实施例3采用先将氮化硼纳米片负载在椰壳纤维上，再填充进气凝胶中的方法，有效的延长了其释冷时间，并进一步降低了其凝结时间。本发明认为其凝结时间的进一步降低是由于具有高热导的氮化硼纳米片较均匀的分散在二氧化硅气凝胶中，提升了其和外界的热交换能力，当其凝结成固体后，由于在二氧化硅气凝胶内部，传热主要是通过分子在高温区与低温区的碰撞逐步进行的能量传递过程，SiO2气凝胶的隔热主要是由于其孔径大小均小于空气分子的平均自由程(70nm)，分子被限制在孔隙内，分子间相互作用力以与孔壁碰撞的几率为主，极大的限制了气体的热导率，即SiO2气凝胶能够极大的限制对流传热，从而使得其释冷时间延长，由于不会出现大量氮化硼纳米片聚集从而导致局部热传导过快的情况，所起其凝结的时间缩短，释冷的时间延长，更有利于本发明制得的相变材料的普及和使用。实施例4采用将氮化硼纳米片先用聚多巴胺包覆，再加入了二氧化硅气凝胶中，其凝结时间较实施例3增加、释冷时间较实施例3缩短，效果变差，而实施例5将氮化硼纳米片先负载在椰壳纤维上，再用聚多巴胺包覆，最后加入了二氧化硅气凝胶中，相较于实施例3，其凝结的时间进一步缩短，释冷的时间进一步延长。本发明推测，这是由于在二氧化硅气凝胶成型过程中经过长时间的搅拌等步骤，氮化硼纳米片极易从椰壳纤维上脱落，再次聚集，而经多巴胺包覆后，其不易脱落，进一步提升了其分散性，从而缩短了凝结的时间，延长了释冷的时间。凝结时间和释冷时间通常是成正比的，具有较短凝结时间的材料，其释冷时间也较短，本发明新制得的高保温气凝胶将其应用到相变保温材料中，得到了具有较短凝结时间、较长释冷时间的相变保温材料，有利于其推广与应用。
测试例2
导热系数测定
参照GB/T 32064-2015《建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》采用热常数分析仪对实施例1-5制得的用于猪精液冷藏、运输的相变材料在凝固状态下进行热常数分析，通过对测量样品的电压变化进行分析，获得相应的特性参数指标。结果见表2.
表2：导热系数测定结果
导热系数/W/m.k
实施例1 0.41
实施例2 0.53
实施例3 0.47
实施例4 0.54
实施例5 0.39
由表2可以看出，实施例1-5制得的用于猪精液冷藏、运输的相变材料在凝固状态下的导热系数中，实施例5的导热系数最低，这表明其具有最小的热传导性能，这也表明其释冷时间最长，实施例2-4的导热系数皆高于实施例5这是由于氮化硼纳米片具有高的热导性，而其在二氧化硅气凝胶中的分散性不好，较为聚集，使得局部热传导过快，从而加速了其和外界的热交换。表2的导热系数和表1的释冷时间相对应，这也进一步证明本发明新制得的高保温气凝胶有利于得到具有较短凝结时间、较长释冷时间的相变保温材料。

Claims (10)

1.一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将高保温气凝胶制成猪精液运输管保护套形状，并用聚乙烯膜外封，向其中灌入六水氯化钙、顺丁烯二酸、葡甘露聚糖、丙二酸、氯化钾、水的相变混合液，完全密封后，得到所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料。
2.如权利要求1所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，所述相变混合液的配比如下：24-26wt％的六水氯化钙、5-6wt％的顺丁烯二酸、4-5wt％的葡甘露聚糖、4-5wt％的丙二酸、2-3wt％的氯化钾，余量为水。
3.如权利要求2所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，所述相变混合液的配比如下：24wt％的六水氯化钙、5.2wt％的顺丁烯二酸、4.8wt％的葡甘露聚糖、4wt％的丙二酸、2.5wt％的氯化钾，余量为水。
4.如权利要求1所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，所述高保温气凝胶的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量份计，将5-15份氮化硼粉末加入900-1100份氨水中，并超声处理，同时辅助以机械搅拌，超声后真空干燥，得到氮化硼纳米片粉末；
(2)按质量份计，将5-10份步骤(1)制得的氮化硼纳米片粉末、10-20份椰壳纤维、2-5份盐酸多巴胺、300-500份水混合，搅拌并超声，接着用三(羟甲基)氨基甲烷水溶液将溶液调至pH为7-9，然后，在20-40℃下搅拌，经过滤、洗涤、干燥，得到氮化硼纳米片负载的椰壳纤维；
(3)按质量份计，将10-20份正硅酸四乙酯、80-90份水溶液混合，然后用盐酸调节溶液pH值至3.0-4.0，在室温下水解，得到酸性硅溶胶；
(4)按质量份计，将3-5份步骤(2)制得的氮化硼纳米片负载的椰壳纤维与90-100份步骤(3)制得的酸性硅溶胶混合均匀，搅拌，再用氨水调整pH值至8.0-9.0，搅拌反应，然后置于60-90℃下进行凝胶化，得到粗凝胶；
(5)在40-60℃下，将步骤(4)制得的粗凝胶按浴比1g：(1-50)mL放入70-80wt％的丙酮水溶液中老化，然后取出凝胶，放入干燥设备中，在氮气氛围中，加热到280-300℃，保温处理，冷却至室温后取出，得到高保温气凝胶。
5.如权利要求4所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中超声的功率为200-300W、频率40-60kHz。
6.如权利要求4所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中三(羟甲基)氨基甲烷水溶液的浓度为7-8wt％。
7.如权利要求4所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中盐酸的浓度为1-2mol/L。
8.如权利要求4所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中氨水的浓度为0.01-0.06mol/L。
9.如权利要求4所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法，其特征在于，所述椰壳纤维为微米级椰壳纤维。
10.一种用于猪精液冷藏、运输的相变材料，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述用于猪精液冷藏、运输的相变材料的制备方法制备而成。
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