CN1221014A - 一种相态变化吸热降温材料组合物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种相态变化吸热降温材料组合物及其制备方法,其组分为芒硝、热水、表面活性剂、乙二醇、丙烯酸树脂和成核剂,依一定重量配比组成,其制备工艺是将上述芒硝全部溶解于热水中,再加入上述各组分搅拌均匀;本发明能控制相变温度,适合不同地区应用,当温度变化从液态转为固态时,不形成颗粒块和板结。

Description

一种相态变化吸热降温材料组合物及制备方法

本发明涉及一种相态变化吸热降温材料组合物及其制备方法，具体的说该组合物是由固体转为液体吸热降温材料及其制备方法。

经检索，中国专利局1990年5月2日公开的陈仲春申请的《吸热致冷材料》公开号CN1041775A是利用硫酸钠等物质在结晶过程中，可进行热转换的特点，提供一种夏季防暑降温的吸热致冷材料，其热交换的临界温度为25℃，低于25℃时放热高于25℃时吸热，其缺点是对比文件是以结晶硫酸钠和结晶碳酸钠为主要成份，或以结晶硫酸钠为主要成份的吸热致冷材料，当从液态自然放热变为固态时，会形成较大的颗粒块；当天气变凉后，如冬季，就易板结；由于所给配方只有一个相变温度，不能做到依不同地区温差有别来灵活的调整相变温度。

本发明针对上述的不足，提供一种既能控制相变温度来满足不同地区降温要求，又能在冷却放热时，结晶体分散均匀不结大颗粒块，气候变凉时不板结。

本发明的目的是这样实现的，一种相态变化吸热降温材料组合物，其特点是按下述组分重量配比制成：

芒硝      29-33  重量份    热水  55-57重量份

表面活性剂0.7-1.2重量份    乙二醇7.2-8重量份

丙烯酸树脂0.6-0.8重量份    成核剂3.5-4重量份

该组合物，也可按下述组分重量配比选取：

芒硝      31 重量份    热水    56.5重量份

表面活性剂0.8重量份    乙二醇  7.3 重量份

丙烯酸树脂0.7重量份    成核剂  3.7 重量份

该组合物制备工艺步骤为：(1)按上述重量份先取芒硝置于容器中充分搅拌至芒硝全部溶解；(2)按上述重量份取热水注入容器中，充分搅拌至芒硝全部溶解；(3)依次按上述重量份加入表面活性剂、乙二醇和丙烯酸类树脂，充分搅拌至乳化状；(4)再加入按上述重量份的成核剂后搅匀。在制备过程中，用于溶解芒硝的热水的温度可随气温变化。

在本发明中，所述表面活性剂为C₁₂-C₁₆烷基磺酸钠或C₁₂-C₁₆烷基苯磺酸钠。优选为十二烷基苯磺酸钠或十六烷基苯磺酸钠；成核剂为：硼砂或氯化钠或焦磷酸钠，优选硼砂。

本发明的积极效果是：

1、对比文件中以结晶碳酸钠和结晶硫酸钠为主要成份，或以结晶硫酸钠为主要成份的吸热致冷材料，当从液态自然放热变为固态时会形成较大颗粒块，这种材料不适于人体保健降温，本发明由于加入起晶种作用的硼砂或氯化钠及起分散乳化增稠作用的“表面活性剂”如烷基苯磺酸钠及加入起吸收多余水份和加强分散作用的高分子丙烯酸类树脂，使本发明从液态变为固态时，所制材料柔软、松散、不结较大颗粒块，故可用在人体保健降温，如做成坐、靠、枕、床垫，在夏季防暑降温；做成冷敷垫、冷帽，在医疗方面可共发烧或高血压病人冷敷降温。

2、对比文件中所述材料，当天气变凉后(如冬季)易板结，本发明由于加入少量醇类物质如乙二醇，有增加分散力的作用，使芒硝(十水合硫酸钠)在天气变凉时不凝聚板结，并保持一定弹性，同时也利于当外界温度升高时，材料易吸热恢复柔软和胶连状态。

3、对比文件给出的配方所制备的吸热致冷材料，测定结果只有一个相变温度为25℃，由于不同地区温度不同，无法实现灵活调控相变温度，本发明由于加入多种物质，使“芒硝”成为一个有多种微量成份的组合物，其相变温度低于芒硝的相度温度32.4℃，如果适当改变上述各组分配比，可使组合物的相变温度控制在23℃-30℃范围内，从而解决了按不同地区温差不同，来选择相应的相变温度。在本发明组合物中还可加入中草药，如冰片、薄荷等，以达到保健作用。

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明制备方法的工艺流程图

如图1所示，本发明制备方法的工艺步骤(1)先取芒硝1为29-33重量份置于容器中，其发生液、固态相转变是当温度高于32.4℃时芒硝即“十水合硫酸钠”Na₂SO₄·10H₂O，其特点是在32.4℃以上芒硝吸热逐渐液化；当温度低于32.4℃时芒硝放热逐渐固化；工艺步骤(2)是按重量比55-57重量份其温度为50-60℃的热水2注入盛有芒硝的容器中，并充分搅拌至芒硝全部溶解；工艺步骤(3)加入表面活性剂3为0.7-1.2重量份；加入“乙二醇”4为7.2-8重量份；加入高分子丙烯酸类树脂5为0.6-0.8重量份，充分搅拌至乳化状。所述工艺步骤(4)是按重量比3.5-4重量份加入“成核剂”6，并混匀。

实施例1

在150升的反应容器中加入57kg55℃热水，在搅拌的同时加入33kg的芒硝，使其完全溶解。然后依次加入0.8kg十二烷基磺酸钠。7.3kg乙二醇和0.8kg丙烯酸树脂(在北京乐天保水剂有限公司购得)，搅拌得到乳状溶液(A)。然后再加入3.7kg硼砂充分搅拌使其混合均匀，得到乳状溶液，将乳状溶液(B)立即灌装到密封的包装袋中。

取上述乳状溶液(B)100g，用常规方法测其相变点，为26.5℃。

实施例2

除用4.0kg氯化钠代替3.7kg的硼砂外，重复实施例的操作。所得组合物材料的相变点为27℃。

实施例3

除用3.8kg焦磷酸钠代替3.7kg的硼砂外，重复实施例的操作，所得组合物材料的相变点为26.3℃。

实施例4

除用0.9kg十二烷基苯磺酸钠代替十二烷基磺酸钠外，重复实施例1的操作。所得组合物的相变点为26.8℃。

实施例5

除用0.95kg十六烷基磺酸钠代替十二烷基磺酸钠外，重复实施例1的操作。所得组合物的相变点为27.2℃。

实施例6

除用0.93kg十六烷基苯磺酸钠代替十二烷基磺酸钠外，重复实施例1的操作。所得组合物的相变点为27.5℃。

Claims (8)

1、一种相态变化吸热降温材料的组合物，其特征在于它是由下述重量配比的材料组成，包括：

芒硝         29-33重量份      热水    55-57重量份

表面活性剂   0.7-1.2重量份    乙二醇  7.2-8重量份

丙烯酸树脂   0.6-0.8重量份    成核剂  3.5-4重量份

2、根据权利要求1所述的组合物，其特征在于组分重量配比为：

芒硝      31   重量份    热水    56.5重量份

表面活性剂0.8  重量份    乙二醇  7.3 重量份

丙烯酸树脂0.7  重量份    成核剂  3.7 重量份

3、根据权利要求1所述的组合物的制备方法，其特征在于：(1)按上述重量份先取芒硝置于容器中；(2)按上述重量份取热水注入步骤(1)容器中，充分搅拌至芒硝全部溶解；(3)依次按上述重量份加入表面活性剂、乙二醇和丙烯酸类树脂，充分搅拌至乳化状；(4)再加入按上述重量份的成核剂后搅匀。

4、根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述表面活性剂为C₁₂-C₁₆烷基磺酸钠或C₁₂-C₁₆烷基苯磺酸钠。

5、根据权利要求1所述的组合物，其中成核剂为：硼砂或氯化钠或焦磷酸钠。

6、根据权利要求5所述的组合物，其特征在于：其中成核剂为硼砂。

7、根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：其中表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。

8、根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：其中表面活性剂为十六烷基苯磺酸钠。

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