本發(fā)明涉及相變材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙相變點(diǎn)的相變蓄冷材料及制備方法。

背景技術(shù)：

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏增快、生活質(zhì)量增加，對食品等口感要求逐漸提高，因而對食品保鮮狀態(tài)有著高品質(zhì)的要求，尤其是在冷鏈物流過程中。同樣的化工、醫(yī)藥冷鏈物流領(lǐng)域?qū)Φ偷葴囟确秶灿兄鴱?qiáng)烈的需求。在現(xiàn)有冷鏈系統(tǒng)中，相關(guān)的相變材料相繼涌現(xiàn)，且有很多的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都進(jìn)行了大量的研究和開發(fā)工作。

現(xiàn)如今市場上，0～15℃相變材料相對較為短缺，低溫物品貯藏多使用制冷機(jī)，不僅能源耗費(fèi)嚴(yán)重，且運(yùn)輸成本增加，一旦制冷機(jī)出現(xiàn)問題，可能會導(dǎo)致溫控失效而發(fā)生物品腐壞。此外，冷凍食材在運(yùn)輸過程后解凍也需要時效，耗費(fèi)了一定時間和能源。因此，開發(fā)性能穩(wěn)定、相變潛熱高、無相分離、高效節(jié)能的新型低溫相變儲冷材料尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種非單一相變點(diǎn)的相變蓄冷材料及其制備工藝，其蓄熱密度大，可有效應(yīng)用于低溫冷鏈物流領(lǐng)域。

本發(fā)明將一種或兩種相變材料溶于水中，加入表面活性劑、增稠劑、成核劑，混合均勻配置成所需的相變材料。

本相變材料可單純由有機(jī)材料與水制備，或者為有機(jī)類與無機(jī)鹽水溶液復(fù)合配制。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的雙相變點(diǎn)的相變蓄冷材料包括以下重量百分比的原料：無機(jī)鹽0～60％，有機(jī)相變材料5～60％，去離子水20～92％，表面活性劑0.1～2％，增稠劑1～5％，成核劑1～5％。

優(yōu)選：本發(fā)明的雙相變點(diǎn)的相變蓄冷材料包括以下重量百分比的原料：無機(jī)鹽23％，有機(jī)相變材料40％，去離子水30％，表面活性劑1％，增稠劑3％，成核劑3％。

所述的無機(jī)鹽為氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、硝酸鈉、氯化鈣、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氯化鎂中的一種。

所述的有機(jī)相變材料吡啶、赤藻糖醇、甘露醇、山梨醇、木糖醇、三羥甲基丙烷、四丁基溴化銨、四丁基氟化銨、四丁基氯化銨、四氫呋喃、環(huán)己烷中的一種或幾種。

所述的表面活性劑為直鏈烷基硫酸鈉、月桂醇硫酸鈉、吐溫、直鏈烷基苯磺酸鈉、司盤、十二烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽中的一種或幾種。

所述的直鏈烷基硫酸鈉為十二烷基磺酸鈉、十四烷基磺酸鈉或十六烷基磺酸鈉。

所述的增稠劑為高吸水樹脂、氣相二氧化硅、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、膨潤土、聚丙烯酸鈉、明膠中的一種或幾種。

所述的成核劑為硼砂、磷酸鈣、滑石粉、納米二氧化硅，納米二氧化鈦，納米氧化鋁，硫化銅、氧化鈣、蒙脫土中的一種或幾種。

本發(fā)明的雙相變點(diǎn)的相變蓄冷材料的制備方法的具體步驟如下：

先配制一定濃度的無機(jī)鹽水溶液，隨后加入有機(jī)相變材料，或只配制有機(jī)物水溶液，快速攪拌至完全溶解；隨后將增稠劑與表面活性劑加入，設(shè)定攪拌速率為500～1000r/min以達(dá)到增稠效果；最終待加入成核劑后，即可得到本發(fā)明的相變蓄冷材料。優(yōu)選攪拌速率為800r/min。

本發(fā)明的積極效果如下：

本發(fā)明所提供的相變材料具有雙相變點(diǎn)，其既可在物流過程中將溫度控制于雙相變點(diǎn)溫度之間，即做到冷凍冷藏的效果，又可達(dá)到適當(dāng)解凍的作用。且該材料相變潛熱焓值高(≥220kJ/kg)，不僅有著更為高效快捷的降溫效果，而且能做到長久維持在特定溫度范圍內(nèi)。

本發(fā)明獲得一種非單一相變溫度點(diǎn)的相變材料，可應(yīng)用于特定的領(lǐng)域，比如相變空調(diào)系統(tǒng)、食品冷藏物流等，不僅有著更為高效快捷的降溫效果，而且能做到長久維持在特定溫度范圍內(nèi)。

附圖說明

圖1是DSC測試效果圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種多相變點(diǎn)的相變蓄熱材料，使用以下質(zhì)量材料級步驟進(jìn)行制備：木糖醇30g，氯化鉀20g，去離子水43g，司盤1.8g，羧甲基纖維素3g，硼砂2.2g。首先將氯化鈉溶于去離子水中配置成氯化鈉鹽溶液，再加入木糖醇，快速攪拌至完全溶解，隨后將司盤與羧甲基纖維素加入，以800r/min的攪拌速率快速攪拌至粘稠狀態(tài)，最終加入硼砂，攪拌1小時后取樣測定DSC。

使用差示量熱掃描儀(DSC)測試其相變溫度，得到如圖1具有兩個相變溫度點(diǎn)的相變材料，兩個相變溫度點(diǎn)的峰值溫度分別為13℃和-10℃，總體相變潛熱為225kJ/kg，可有效應(yīng)用于食品冷凍冷藏及醒酒的整個過程。

實(shí)施例2

一種多相變點(diǎn)的相變蓄熱材料，使用以下質(zhì)量材料級步驟進(jìn)行制備：山梨醇28g，去離子水67g，脂肪醇聚氧乙烯醚0.8g，明膠2g，硫化銅2.2g。首先將山梨醇加入離子水中快速攪拌完全熔融以配置成有機(jī)溶液，隨后加入脂肪醇聚氧乙烯醚及明膠，以800r/min的攪拌速率快速攪拌至粘稠狀態(tài)，最終加入硫化銅，攪拌1小時后取樣測定DSC。

使用差示量熱掃描儀(DSC)測試其相變溫度，得到具有兩個相變溫度點(diǎn)的相變材料，兩個相變溫度點(diǎn)的峰值溫度分別為10℃和-1℃，總體相變潛熱為230kJ/kg，可有效控制特殊藥品冷藏運(yùn)輸過程中的箱體溫度。

實(shí)施例3

一種多相變點(diǎn)的相變蓄熱材料，使用以下質(zhì)量材料級步驟進(jìn)行制備：赤蘚糖醇40g，氯化鈉20g，去離子水35g，月桂醇硫酸鈉1.2g，氣相二氧化硅2g，氧化鈣1.8g。首先將20g氯化鉀溶于去離子水中配置成氯化鉀鹽溶液，再加入赤藻糖醇，快速攪拌至完全溶解，隨后將氣相二氧化硅與月硅酸硫酸鈉加入，以800r/min的攪拌速率快速攪拌至粘稠狀態(tài)，最終加入氧化鈣，攪拌1小時后取樣測定DSC。

使用差示量熱掃描儀(DSC)測試其相變溫度，得到具有兩個相變溫度點(diǎn)的相變材料，兩個相變溫度點(diǎn)的峰值溫度分別為20℃和-20℃，總體相變潛熱為230kJ/kg，可有效控制藥品冷藏運(yùn)輸過程中的箱體溫度。

表面活性劑作為穩(wěn)定劑可均勻分散在液體中，以提高增稠劑與溶液之間的相容性，與增稠劑配合使用可避免材料分層或分相；同時其也可作為成核劑使相變材料均勻成核，降低過冷度。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。