專利名稱：一種可降解凝膠蓄冷劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溫控包裝領(lǐng)域，尤其是涉及一種蓄冷劑及其制備方法。
技術(shù)背景
目前的蓄冷技術(shù)主要應(yīng)用于建筑物的空調(diào)，隨著技術(shù)的發(fā)展，可望擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍，研究和發(fā)展低溫蓄冷技術(shù)在溫控包裝中的應(yīng)用具有理論和實(shí)用意義。傳統(tǒng)的蓄冷劑主要是濕冰和干冰，其相變溫度分別為0°c和-78V。它們的相變溫度都不可調(diào)，使其應(yīng)用受到限制。而且濕冰融化產(chǎn)生水，需要附加的吸水材料；干冰升華放出二氧化碳?xì)怏w，達(dá)到一定濃度會損害產(chǎn)品和包裝。無機(jī)鹽溶液作為蓄冷劑，相變溫度可調(diào)，但是存在過冷現(xiàn)象和出現(xiàn)相分離，影響熱量的及時(shí)釋放和利用，造成其蓄冷能力降低。
高分子材料蓄冷劑作為新型的蓄冷劑，具有很多優(yōu)點(diǎn)。但是很多不可降解，危害地球環(huán)境。隨著社會的發(fā)展，人們對環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗、減少污染的要求越來越高，多功能、 可降解、高效率型的蓄冷劑將會得到更加廣泛的應(yīng)用。溫控包裝的大規(guī)模采用也急需環(huán)境友好、后處理方便、可重復(fù)使用、易降解的綠色相變蓄冷劑。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種可降解凝膠蓄冷劑及其制備方法。本發(fā)明所制備的蓄冷劑無毒、無味、無腐蝕性，呈凝膠狀，不易留出而污染被包裝產(chǎn)品，可生物降解。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種可降解凝膠蓄冷劑，該蓄冷劑的成分包括淀粉丙烯酸接枝共聚物和相變蓄冷材料，淀粉丙烯酸接枝共聚物作為蓄冷劑的基材，相變蓄冷材料被吸附在淀粉丙烯酸接枝共聚物中，制成透明的凝膠狀蓄冷劑。所述蓄冷劑的可調(diào)相變溫度范圍為_4、°C。所述相變蓄冷材料為水或者濃度為0. 5^5%的NaCl水溶液。
可降解凝膠蓄冷劑的制備方法，具體步驟如下(1)用干淀粉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1廣13%的淀粉溶液；引發(fā)劑為過硫酸銨，質(zhì)量為干淀粉質(zhì)量的3飛％，配制成10wt%的過硫酸銨引發(fā)劑溶液；交聯(lián)劑為N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺， 質(zhì)量為干淀粉質(zhì)量的0. 5^1. 5%，配制成10wt%的N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液；用 25%的NaOH溶液調(diào)節(jié)丙烯酸的PH至6 7，調(diào)節(jié)前的丙烯酸與干淀粉的質(zhì)量比為1. 8 2. 3:1 ； (2 )將淀粉溶液倒入帶有冷凝管的反應(yīng)容器，加入過硫酸銨引發(fā)劑溶液；反應(yīng)容器升溫至55 65°C，攪拌反應(yīng)3(Γ40分鐘；(3)向反應(yīng)容器中加入N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液和已調(diào)好PH的丙烯酸，攪拌反應(yīng)50 70分鐘；(4)產(chǎn)物在5(T70°C烘箱中烘干至恒重，用粉碎機(jī)粉碎之后用60目篩網(wǎng)過濾，即制得粉末狀淀粉丙烯酸接枝共聚物；(5)將制得的淀粉丙烯酸接枝共聚物與相變蓄冷材料混合，攪拌均勻，即制得透明的可降解凝膠蓄冷劑。
以水作為相變蓄冷材料時(shí)，淀粉丙烯酸接枝共聚物與水的質(zhì)量比為0. 5^1. 5:100。 以濃度為0. 5^5%的NaCl水溶液作為相變蓄冷材料時(shí)，淀粉丙烯酸接枝共聚物要吸附飽和量的NaCl水溶液，所述飽和量的NaCl水溶液的質(zhì)量為淀粉丙烯酸接枝共聚物質(zhì)量的13飛0倍。
用篩網(wǎng)過濾法測得制備的淀粉丙烯酸接枝共聚物的吸水率為280g/g。為了達(dá)到相變溫度可調(diào)的目的，所述蓄冷劑使用NaCl溶液作為相變蓄冷材料時(shí)，在淀粉丙烯酸接枝共聚物中加入足量的濃度為0. 5^5%的NaCl溶液，攪拌使粉末狀淀粉丙烯酸接枝共聚物充分溶解，用100目篩網(wǎng)過濾掉未吸收的NaCl溶液，淀粉丙烯酸接枝共聚物吸附飽和的NaCl溶液作為蓄冷劑，淀粉丙烯酸接枝共聚物對不同NaCl溶液濃度的飽和吸附量見表1所示。
表 權(quán)利要求
1.一種可降解凝膠蓄冷劑，其特征在于，該蓄冷劑的成分包括淀粉丙烯酸接枝共聚物和相變蓄冷材料，淀粉丙烯酸接枝共聚物作為蓄冷劑的基材，相變蓄冷材料被吸附在淀粉丙烯酸接枝共聚物中，制成透明的凝膠狀蓄冷劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解凝膠蓄冷劑，其特征在于，所述蓄冷劑的可調(diào)相變溫度范圍為-4、°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解凝膠蓄冷劑，其特征在于，所述相變蓄冷材料為水或者濃度為0. 5 5%的NaCl水溶液。
4.權(quán)利要求1所述的可降解凝膠蓄冷劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)用干淀粉配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1廣13%的淀粉溶液；引發(fā)劑為過硫酸銨，質(zhì)量為干淀粉質(zhì)量的3飛％，配制成10wt%的過硫酸銨引發(fā)劑溶液；交聯(lián)劑為N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺， 質(zhì)量為干淀粉質(zhì)量的0. 5^1. 5%，配制成10wt%的N，N’ -亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液；用 25%的NaOH溶液調(diào)節(jié)丙烯酸的PH至6 7，調(diào)節(jié)前的丙烯酸與干淀粉的質(zhì)量比為1. 8 2. 3:1 ；(2 )將淀粉溶液倒入帶有冷凝管的反應(yīng)容器，加入過硫酸銨引發(fā)劑溶液；反應(yīng)容器升溫至55 65°C，攪拌反應(yīng)3(Γ40分鐘；(3)向反應(yīng)容器中加入N，N’-亞甲基雙丙烯酰胺交聯(lián)劑溶液和已調(diào)好PH的丙烯酸，攪拌反應(yīng)50 70分鐘；(4)產(chǎn)物在5(T70°C烘箱中烘干至恒重，用粉碎機(jī)粉碎之后用60目篩網(wǎng)過濾，即制得粉末狀淀粉丙烯酸接枝共聚物；(5)將制得的淀粉丙烯酸接枝共聚物與相變蓄冷材料混合，攪拌均勻，即制得透明的可降解凝膠蓄冷劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3、4所述的可降解凝膠蓄冷劑的制備方法，其特征在于，以水作為相變蓄冷材料時(shí)，淀粉丙烯酸接枝共聚物與水的質(zhì)量比為0. 5^1. 5:100。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4所述的可降解凝膠蓄冷劑的制備方法，其特征在于，以濃度為 0. 5^5%的NaCl水溶液作為相變蓄冷材料時(shí)，淀粉丙烯酸接枝共聚物要吸附飽和量的NaCl 水溶液，所述飽和量的NaCl水溶液的質(zhì)量為淀粉丙烯酸接枝共聚物質(zhì)量的13 50倍。
全文摘要
一種可降解凝膠蓄冷劑，該蓄冷劑的成分包括淀粉丙烯酸接枝共聚物和相變蓄冷材料，淀粉丙烯酸接枝共聚物作為蓄冷劑的基材，相變蓄冷材料被吸附在淀粉丙烯酸接枝共聚物中，制成透明的凝膠狀蓄冷劑；所述蓄冷劑的可調(diào)相變溫度范圍為-4~0℃；所述相變蓄冷材料為水或者濃度為0.5~5%的NaCl水溶液；本文還提供了該蓄冷劑的制備方法。本發(fā)明所制備的蓄冷劑無毒、無味、無腐蝕性，呈凝膠狀，不易留出而污染被包裝產(chǎn)品，可生物降解。
文檔編號C08F251/00GK102516947SQ20111039444
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者張蕓, 李兆豐, 錢靜, 顧正彪 申請人:江南大學(xué)