一種相變溫度為5℃的無機相變材料的製作方法
2023-04-25 21:11:31 1
一種相變溫度為5℃的無機相變材料的製作方法
【專利摘要】本發明一種相變溫度為5℃的無機相變恆溫材料(PCM-5)，涉及一種無機相變恆溫材料，含有質量比17％的六水氯化鈣、2.5％六水氯化鍶、2.5％的二氧化矽、2％的甲酸鈉、1％的丙烯酸、0.5％的雙丙烯酸乙二酯交聯劑和74.5％的水。本發明所提供的相變材料相變溫度在5℃，過冷度為0.5℃，相變潛熱為154KJ/KG，相變過程可逆，可循環使用次數為10000次以上，原材料均為規模生產，無毒無腐蝕，易於推廣。此相變材料在常溫時為無色透明液體，便於各儲能領域開發利用。
【專利說明】一種相變溫度為5°C的無機相變材料
【技術領域】:
[0001]本發明涉及一種無機相變恆溫材料及其製備方法，特別設計一種相變溫度在5°C的相變材料。
【背景技術】:
[0002]在食品、化工、低溫物流、醫療應用、啤酒、冷藏等眾多行業中，普遍利用制冷機來對環境或儲藏需要的特定溫度進行恆溫。制冷機停電時，無法長時間維持環境或貯藏需要的特定溫度，因而溫度回升快、物品貯藏時間短、貯藏物品易變質。在無相變恆溫材料的製冷系統中，提供恆溫環境時，制冷機工作啟動頻繁，因而降低了其使用壽命，耗電量多。[0003]相變恆溫材料即潛熱蓄冷，是相變恆溫系統中存儲冷量的功能材料，在夜間用電低谷期，利用物質潛熱將冷量儲存在相變恆溫材料中，在白天用電高峰時，將冷量釋放出來，滿足環境或儲藏需要。這樣的製冷系統，大部分時間運行在夜間用電低谷峰期，而在白天用電高峰期只有輔助設備運行，從而實現電網「錯峰用冷、移峰填谷」，有利於緩解能量雙方供求矛盾。
[0004]目前國內外對0°C以下的低溫相變蓄冷材料的研究還比較少，但在食品、化工、低溫物流、醫療應用、啤灑、冷藏等眾多行業，對恆溫材料有著巨大的需求。因此研究低溫相變恆溫材料，研製出相變溫度為5°C，相變潛熱大，過冷度小，無相分離、性能穩定的新型、低溫相變恆溫材料，顯得尤為重要。
[0005]本發明所提供的相變材料性能穩定，相變溫度在5°C，過冷度為0.5°C，相變潛熱為154KJ/KG，相變過程可逆，可循環使用次數為10000次以上，原材料均為規模生產，無毒無腐蝕，易於推廣。此相變材料在常溫時為無色透明液體，便於各儲能領域開發利用。
【發明內容】
:
[0006]本發明的目的在於提供一種由無機鹽類物質合成，性能穩定，相變潛熱大，無毒無腐蝕，易塑性好的無機相變恆溫材料。
[0007]本發明的無機相變恆溫材料，按重量百分比由以下組成:
[0008]
[0009]六水氯化鈣17%
六水氯化鎖2.5%
二氧化矽2.5%
甲酸鈉2%
丙烯酸1%
雙丙烯酸乙二酯交聯劑 0.5%
水74.5%[0010]具體的製備方法:
[0011]1、在25~35°C條件下在配置皿中將總配置量為2%的甲酸鈉與總配置量為10%水配成水溶液；
[0012]2、將總配置量為2.5%的六水氯化鍶加入到步驟I的水溶液中，混合均勻，製成混合溶液；
[0013]3、向步驟2的混合溶液中加入總配置置為2.5%的二氧化矽，再加總配置比例為25%的水，攪拌均勻，加熱I小時，溫度保持在40°C左右讓其充分反應。
[0014]4、將總配置量為1%的丙烯酸加放到總配置量為10%水中，混合均勻，製成混合溶液；
[0015]5、向步驟4的混合溶液中總配置量為0.5%雙丙烯酸乙二酯交聯劑，攪拌均勻；
[0016]6、將步驟3的溶液與步驟5中溶液進行攪拌均勻。
[0017]7、向步驟6的混合溶液裡加入總配置量為17%六水氯化鈣，在35~45°C、常壓條件下反應0.5~1.5小時。
[0018]8、將步驟7製備的高分子材料中加入剩餘總配置比例為29.5%的水，攪拌均勻，放置10~15分鐘即可。
[0019]9、最終化學成份「無機相變液體高分子材料」
[0020]本發明的無機相變材料產品規格為
[0021]
密度:1.3g/cm3(25°C )
相變點:5°C—
潛熱:__154kJ/kg_
導熱係數: 0.55ff/m.k_
過冷度: ~0.5°C I用次數 10000此次以上
[0022]本發明的無機相變材料重新凝結的溫度與時間的關係
[0023]重新凝結是使相變材料的再凝結以便開始另一個能量吸收一釋放循環。
[0024]本無機相變恆溫材料在5°C時開始重新凝結，凝結時間為10小時，隨著溫度的降低，凝結時間也相應縮短，2 0C時凝結時間為4小時，1°C時凝結時間為2小時，-3 0C時凝結時間為1.5小時，_7°C時凝結時間為I小時。
[0025]結果表明:重新凝結的時間隨著溫差的變大而迅速增加。
[0026]本發明的無機相變材料控制溫度與時間的關係
[0027]當環境溫度為25°C時，相變材料控制溫度能力與時間成反比，隨著時間的增加，相變材料釋放的冷量開始減小，本相變材料在5°C時開始釋放冷量，並可保持溫度時間為6小時，然後才會逐漸升溫，直至相變材料完全融化，則與環境溫度相等。
[0028]附圖及【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明一種相變溫度為5°C的無機相變材料的製備工藝流程圖
[0030]A為17 %的六水氯化鈣[0031 ] B為2.5 %的六水氯化鍶
[0032]C為2.5 %的二氧化矽
[0033]D為2%的甲酸鈉
[0034]E為1%的丙烯酸[0035]F為0.5%的雙丙 烯酸乙二酯交聯劑
[0036]G 為 10% 的水
[0037]H 為 25% 的水
[0038]I 為 10% 的水
[0039]J 為 29.5% 的水
[0040]K為步驟一產生的水溶液
[0041]L為步驟二產生的混合溶液
[0042]M為步驟三產生的混合溶液
[0043]N為步驟四產生的混合溶液
[0044]O為步驟五產生的混合溶液
[0045]P為步驟六產生的混合溶液
[0046]Q為步驟七產生的混合溶液
[0047]R為本發明相變恆溫材料
[0048]I在25~35 °C條件下混合
[0049]2攪拌加熱I小時，溫度保持在40°C左右
[0050]3在35~45°C、常壓條件下反應0.5~1.5小時[0051 ] 4攪拌均勻，放置10~15分鐘
[0052]圖2為本發明一種相變溫度為5°C的無機相變材料重新融化的溫度-時間關係圖
[0053]本無機相變恆溫材料在5°C時開始重新凝結，凝結時間為10小時，隨著溫度的降低，凝結時間也相應縮短，2°C時凝結時間為4小時，-1°C時凝結時間為2小時，-3°C時凝結時間為1.5小時，_7°C時凝結時間為I小時。
[0054]圖3為本發明一種相變溫度為5°C的無機相變材料控制溫度-時間關係
[0055]三條曲線分別為:室外環境溫度(25°C )、應用本無機相變恆溫材料時溫度的變化和未應用本無機相變恆溫材料時溫度的變化。相變材料控制溫度能力與時間成反比，隨著時間的增加，相變材料釋放的冷量開始減小，本相變材料在5°C時開始釋放冷量，並可保持溫度時間為6小時，然後才會逐漸升溫，直至相變材料完全融化，則與環境溫度相等。
【權利要求】
1.本發明涉及一種由無機鹽類物質合成，性能穩定，相變潛熱大，無毒無腐蝕，易塑性好的無機相變恆溫材料。 本發明的無機相變恆溫材料，按重量百分比由以下組成:
六水氯化鈣17% 六水氯化鍶2.5% 二氧化矽2.5%
甲酸鈉2%
丙烯酸1% 雙丙烯酸乙二酯交聯劑0.5%水74.5%、
2.按照權利要求1所述的無機相變恆溫材料其特徵是:所使用的材料都為無機物。
3.根據權利要求1或2所述的無機相變恆溫材料其特徵是:相變溫度在5°C，過冷度為0.5°C，相變潛熱為154KJ/KG，相變過程可逆，可循環使用次數為10000次以上。
【文檔編號】C09K5/06GK103484065SQ201210195593
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月14日 優先權日:2012年6月14日
【發明者】楊玉生 申請人:中瑞森(天津)新能源科技有限公司