CN117736699A - 一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶及其制备方法，包含以下配比的：烷烃复配物70％‑100％、气相性白炭黑20％‑30％以及稳定剂1％‑5％；烷烃复配物可以选用十烷至四十烷中的一种或多种的复配物。根据本发明提供的原料配比以及制备方法，利用相变凝胶的相变温度和基材的相变温度是基本一致的特性，选用十烷至四十烷中的一种或多种的复配物作为制备基材，能够快速的生产获得‑30℃到80℃之间中任意相变温度的相变凝胶，在加工的过程中技术人员只需要根据相变温度需求调整相对应的基材类型以及比例即可，生产方法简单高效，能够满足医疗，化工，工业，电子等多个领域的使用需求。
Description
技术领域
本发明属于相变凝胶技术领域，涉及一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶及其制备方法。
背景技术
相变材料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。
而其中，凝胶型相变材料，在医疗，化工，工业，电子等方面都有很大的应用前景；这种凝胶型相变材料相对于液体相变材料来说，相变凝胶流动性差，不容易泄露，即使泄露了，对周边环境的污染也会因为流动性差而小很多，因此相变凝胶是一种替代普通相变材料的新材料；但是，由于各个行业等于凝胶型相变材料的相变温度都是不同的，对于不同使用需求的凝胶型相变材料都需要采用不同的加工配方和加工方法；导致凝胶型相变材料的生产企业的研发生产成本提高，生产效率降低，不符合目前高效生产以及低成本加工的市场需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：
一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶，包含以下配比的：烷烃复配物70％-100％、气相性白炭黑20％-30％以及稳定剂1％-5％；
烷烃复配物可以选用十烷至四十烷中的一种或多种的复配物。
作为本发明进一步的方案：稳定剂采用包括但不仅限于：乙二胺四乙酸、碳酸丙烯酸、丁二酸二甲酯、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸以及丙烷磺内酯中的一种或多种组份的复配物。
一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将烷烃复配物投入到反应釜中，反应釜升温到高于烷烃复配物相变点20°的温度，将烷烃复配物进行溶化；
步骤二：待烷烃复配物完全溶化后，将稳定剂投入到反应釜中，搅拌30min，将烷烃复配物与稳定剂实现混合；
步骤三：将气相性白炭黑加入到反应釜中，反应釜内恒温保持在高于烷烃复配物相变点20°的温度条件下，高速搅拌1h，得到烷烃相变凝胶成品。
作为本发明进一步的方案：步骤一中，烷烃复配物的相变温度点由其选用的烷烃类物质的类型而决定。
作为本发明进一步的方案：制备步骤中，烷烃复配物为相变基体；由此在制备的过程中，能够通过调整烷烃复配物的选用类型以及比例控制烷烃相变凝胶的相变温度。
本发明的有益效果：根据本发明提供的原料配比以及制备方法，利用相变凝胶的相变温度和基材的相变温度是基本一致的特性，选用十烷至四十烷中的一种或多种的复配物作为制备基材，能够快速的生产获得-30℃到80℃之间中任意相变温度的相变凝胶，在加工的过程中技术人员只需要根据相变温度需求调整相对应的基材类型以及比例即可，生产方法简单高效，能够满足医疗，化工，工业，电子等多个领域的使用需求。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，应理解，本申请不受这里公开描述的示例实施例的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明实施例中，一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶，该相变凝胶由以下配方原材料制备而成：烷烃类物质70％-100％、气相性白炭黑20％-30％以及稳定剂1％-5％；
其中，烷烃类物质可以选用十烷至四十烷中的一种或多种的复配物，以下表述为烷烃复配物；十烷-四十烷的烷烃类物质是很好的相变材料，而十烷-四十烷类的烷烃类物质的相变温度能够覆盖-30℃到80℃的范围，符合常用的相变温度需求；而相变凝胶的相变温度和基材的相变温度是基本一致的，因此在制备的过程中，能够通过调整，烷烃复配物的选用类型以及比例控制烷烃相变凝胶的相变温度(-30℃到80℃之间)，满足不同场景的应用需求。
气相性白炭黑作为相变凝胶制备过程中凝胶调节剂(增稠剂)使用，而气相性白炭黑具有更加优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性；
稳定剂作为相变凝胶制备过程中凝胶稳定剂使用，能够让相变凝胶长期稳定不发生变化；而优选的，稳定剂采用包括但不仅限于：乙二胺四乙酸、碳酸丙烯酸、丁二酸二甲酯、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸以及丙烷磺内酯中的一种或多种组份的复配物。
本发明还提供了烷烃相变凝胶的相变温度控制实施例：
实施例一：
本实施例制备的烷烃相变凝胶的相变温度为28℃，其中作为基材的烷烃复配物选用十八烷，原料配比为：十八烷70％、气相性白炭黑25％、丁二酸二甲酯3％以及对甲苯磺酸2％。
实施例二：
本实施例制备的烷烃相变凝胶的相变温度为-30℃，其中作为基材的烷烃复配物选用十烷，原料配比为：十烷75％、气相性白炭黑22％、十二烷基苯磺酸3％。
实施例三：
本实施例制备的烷烃相变凝胶的相变温度为-9℃，其中作为基材的烷烃复配物选用十二烷，原料配比为：十二烷75％、气相性白炭黑22％、丙烷磺内酯5％。
实施例四：
本实施例制备的烷烃相变凝胶的相变温度为25℃，其中作为基材的烷烃复配物选用十八烷以及十六烷的复配物，原料配比为：十八烷40％、十六烷30％、气相白炭黑25％、丁二酸二甲酯3％、对甲苯磺酸2％。
实施例五：
本实施例制备的烷烃相变凝胶的相变温度为81℃，其中作为基材的烷烃复配物选用四十烷，原料配比为：四十烷70％、气相白炭黑25％、丙烷磺内酯5％。
根据实施例一至五中所选用的原料配比可以对比出，在根据不同需求的情况下，制备不同相变温度的相变凝胶时，通过改变烷烃复配物中烷烃类物质的方式即可实现相变凝胶相位温度的调整。
同理，在制备较低相变温度的相变凝胶时，需要按照比例适当的提高气相白炭黑的投放比例，确保凝胶能够固定成型。
而本发明中，为了实现上述一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶的制备工作，还提供了一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一：将烷烃复配物投入到反应釜中，反应釜升温到高于烷烃复配物相变点20°的温度，将烷烃复配物进行溶化；
步骤二：待烷烃复配物完全溶化后，将稳定剂投入到反应釜中，搅拌30min，将烷烃复配物与稳定剂实现混合；
步骤三：将气相性白炭黑加入到反应釜中，反应釜内恒温保持在高于烷烃复配物相变点20°的温度条件下，高速搅拌1h，得到烷烃相变凝胶成品。
其中，步骤一中，烷烃复配物的相变温度点由其选用的烷烃类物质的类型而决定。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶，其特征在于，包含以下配比的：烷烃复配物70％-100％、气相性白炭黑20％-30％以及稳定剂1％-5％；
烷烃复配物可以选用十烷至四十烷中的一种或多种的复配物。
2.根据权利要求1所述的一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶，其特征在于，稳定剂采用包括但不仅限于：乙二胺四乙酸、碳酸丙烯酸、丁二酸二甲酯、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸以及丙烷磺内酯中的一种或多种组份的复配物。
3.一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶的制备方法，用于制备上述权利要求1-2任一项所述的一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将烷烃复配物投入到反应釜中，反应釜升温到高于烷烃复配物相变点20°的温度，将烷烃复配物进行溶化；
步骤二：待烷烃复配物完全溶化后，将稳定剂投入到反应釜中，搅拌30min，将烷烃复配物与稳定剂实现混合；
步骤三：将气相性白炭黑加入到反应釜中，反应釜内恒温保持在高于烷烃复配物相变点20°的温度条件下，高速搅拌1h，得到烷烃相变凝胶成品。
4.根据权利要求3所述的一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶的制备方法，其特征在于，步骤一中，烷烃复配物的相变温度点由其选用的烷烃类物质的类型而决定。
5.根据权利要求3所述的一种基于气相白炭黑的相变温度可调的烷烃相变凝胶的制备方法，其特征在于，制备步骤中，烷烃复配物为相变基体；由此在制备的过程中，能够通过调整烷烃复配物的选用类型以及比例控制烷烃相变凝胶的相变温度。
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