冷鏈運輸相變材料及其製備方法
2023-10-11 12:58:34 2
冷鏈運輸相變材料及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種冷鏈運輸相變材料及其製備方法，該相變材料由以下重量百分比的各組分製備而成：硫酸鈉30-37%；水40-50%；氯化銨4-20%；氯化鉀0.25-20%；硼砂1-3%；定型劑1-5%。該相變材料的製備方法包括以下步驟：A、將上述組分中的水加熱到60-70℃後，加入硫酸鈉，攪拌均勻，形成硫酸鈉溶液；B、將氯化銨、氯化鉀和硼砂分別加入到步驟A的硫酸鈉溶液中，攪拌均勻，並將溶液溫度控制在60-70℃；C、將定型劑加入到步驟B的溶液中，攪拌均勻，溶液溫度控制在50-60℃時灌裝到塑料容器中儲存。本發明的冷鏈運輸相變材料用於冷鏈運輸時維持2-8℃保溫時間長，保證藥品，疫苗，血液製品和醫療器械的冷鏈配送的質量。
【專利說明】冷鏈運輸相變材料及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冷鏈運輸相變材料；具體地說，本發明涉及一種相變溫度為2-80C的冷鏈運輸相變材料及其製備方法。
【背景技術】
[0002]相變材料是指隨溫度變化而改變形態並能提供內部潛熱的物質，相變材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱，因此相變材料作為能量存儲器，在節能、溫度控制等領域有著重大的意義。
[0003]隨著中國冷鏈物流，特別是醫藥、疫苗專業化冷鏈物流的高度發展，相變材料用於冷鏈運輸已經日益成為中國物流界一個引人注目的焦點。在食品和藥品等冷鏈運輸過程中，相變材料能使食品和藥品處於低溫環境中，解決運輸過程中儲運溫度的波動，有效控制產品的質量。藥品，疫苗，血液製品和醫療器械的冷鏈運輸，特別是疫苗的運輸具有嚴格的規定，疫苗運輸過程中的溫度通常需要保持在2-8°C，如果存在著溫度的偏差，將喪失疫苗應有的作用。
[0004]現在的藥品，疫苗，血液製品和醫療器械的冷鏈運輸，通常依靠以水為原料製成冰盒，也有採用有機材料等為原料，但是，以水為原料因為水相變溫度為0°c，不能有效解決冬季低溫和夏季高溫運輸問題。而目前市面上以有機材料為原料製備相變材料冰盒，存在重大安全隱患，易燃燒，易滲漏，而且由於相變材料相變潛熱小，性能不穩定，使用效果不好，會影響藥品，疫苗，血液製品和醫療器械的冷鏈配送的質量。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種能夠克服上述問題的冷鏈運輸相變材料，冷鏈運輸在冬季低溫和夏季高溫時的冷鏈運輸溫度保持在2-8°C，並且無毒無安全隱患。
[0006]本發明的上述目的通過以下技術方案實現:
[0007]本發明的冷鏈運輸相變材料，由以下重量百分比的各組分製備而成:硫酸鈉30-37% ;水40-50% ;氯化銨 4-20% ;氯化鉀0.25-20% ;硼砂1_3% ;定型劑1_5%，上述各組分的重量百分比之和為100%。
[0008]硫酸鈉、氯化銨、硼砂為相變材料生產常規原料，一定配比的硫酸鈉和氯化銨能夠製備出相變溫度在8-10°C的相變材料。
[0009]本發明在氯化鉀和水作用下，將硫酸鈉和氯化銨的相變材料能夠降低溫度到2-8°C，而且氯化鉀和氯化銨能形成複雜結構的水合物，延長相變溫度時間，增大相變潛能。本發明的氯化鉀和水作為溫度控制劑，氯化鉀作為溫度控制劑是單向的，有條件的，因為氯化鉀和氯化銨形成複雜水合物起作用。水作為溫度控制劑是雙向的，增加一定量的水可以降低相變溫度，但在某些條件下(主要是定型劑保水原理)，增加一定量的水卻增加相變溫度，因此本發明的水的重量百分比選為40-50%。
[0010]成核劑和定型劑添加為了提高相變材料潛熱，重複使用次數和延長產品存儲時間。成核劑是1-3%的硼砂，主要作用是降低相變材料過冷度。
[0011]定型劑首先為了提高相變材料的物理狀態，延長產品儲存時間，方便生產和存儲，而且相同配方的凝固狀態相變潛能大於液體狀態。
[0012]定型劑第二個作用是提高相變潛能，提高重複使用次數。在重複相變條件下，相同配方的凝固狀態相變潛能優於液體狀態，且與前一次相變差異小。
[0013]定型劑的第三個作用是調控溫度。水作為溫度控制劑的條件是要有一定自由度，增加水的自由度可以降低相變材料溫度，但是定型劑如果將水全部鎖定，相變材料的溫度反而會增加。
[0014]所述定型劑為羧甲基纖維素鈉、黃原膠、白炭黑的兩種或三種的混合物。還有其它可替代的定型劑為瓜爾豆膠、瓜爾膠、卡拉膠、海藻酸鈉、刺槐豆膠、魔芋膠、阿拉伯膠，果膠、瓊脂、明膠，還有膨潤土、硅藻土等。本發明的冷鏈運輸相變材料的製備方法，包括以下步驟:
[0015]A、將上述組分中的水加熱到60_70°C後，加入硫酸鈉，攪拌均勻，形成硫酸鈉溶液；
[0016]B、將氯化銨、氯化鉀和硼砂分別加入到步驟A的硫酸鈉溶液中，攪拌均勻，並將溶液溫度控制在60-70°C ；
[0017]C、將定型 劑加入到步驟B的溶液中，攪拌均勻，溶液溫度控制在50_60°C時灌裝到
塑料容器中儲存。
[0018]所述步驟C中將定型劑加入到步驟B的溶液中時，定型劑分成多份分別加入並攪拌，每一份定型劑在完全溶解後再加入另一份定型劑，直至全部加完。定型劑分成多份分別加入，可以避免在加入時出現大懸浮物。
[0019]通過本發明的冷鏈運輸相變材料及其製備方法，相變材料能夠在2_8°C的範圍內發生相變，適用於冷鏈運輸，能在冷鏈箱配置中起到很好的溫度調節和控制作用。本發明的冷鏈運輸相變材料以無機鹽為原料的價格比有機相變材料便宜(僅為有機原料價格30~45%)，生產原料無毒無安全隱患，生產設備投資額低，工藝操作簡單，產品質量容易控制。
[0020]本發明相變材料可以做成的冰盒在冬季低溫和夏季高溫下用於冷鏈運輸，節省包裝費用，運輸，倉儲和操作費用。本發明的冷鏈運輸相變材料用於冷鏈運輸時維持2-8°C保溫時間長，保證藥品，疫苗，血液製品和醫療器械的冷鏈配送的質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的相變材料和石蠟相變材料在環境溫度較高時的溫度變化曲線；
[0022]圖2是本發明的相變材料和石蠟相變材料在環境溫度較低時的溫度變化曲線。
【具體實施方式】
[0023]本發明的冷鏈運輸相變材料的相變溫度為2_8°C，其具體實施例的各組分的重量百分比含量如表一所不:
[0024]表一:
[0025]
【權利要求】
1.一種冷鏈運輸相變材料，其特徵在於，由以下重量百分比的各組分製備而成: 硫酸鈉 30 - 37 %; 水40 - 50 %; 氯化銨 4 - 20 %; 氯化鍾 0.25 - 20 %; 硼砂 1-3 %; 定型劑 1-5 %， 上述各組分的重量百分比之和為100%。
2.如權利要求1所述的冷鏈運輸相變材料，其特徵在於，所述定型劑為羧甲基纖維素鈉、黃原膠、白炭黑的兩種或叄種的混合物。
3.如權利要求1或2所述的冷鏈運輸相變材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: A、將上述組分中的水加熱到60-70°C後，加入硫酸鈉，攪拌均勻，形成硫酸鈉溶液； B、將氯化銨、氯化鉀和硼砂分別加入到步驟A的硫酸鈉溶液中，攪拌均勻，並將溶液溫度控制在60-70°C ； C、將定型劑加入到步驟B的溶液中，攪拌均勻，溶液溫度控制在50-60°C時灌裝到塑料容器中儲存。
4.如權利要求3所述的冷鏈運輸相變材料的製備方法，其特徵在於，所述步驟C中將定型劑加入到步驟B的溶液中時，定型劑分成多份分別加入並攪拌，每一份定型劑在完全溶解後再加入另一份定型劑，直至全部加完。
【文檔編號】C09K5/06GK103756645SQ201410033422
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】熊建平 申請人:熊建平