[發(fā)明專利]一種低溫用相變材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810232838.8
• 申請日: 2008-10-09
• 公開（公告）號: CN101372613A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李夔寧;郭寧寧
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低溫用相變材料及其制備方法，特別設(shè)計一種相變溫度在-10℃---23℃之間的相變材料。

背景技術(shù)

20世紀(jì)70年代以來，世界范圍的能源危機(jī)促使蓄冷技術(shù)迅速發(fā)展。蓄冷技術(shù)，即在電力負(fù)荷很低的夜間用電低谷期，采用電動制冷機(jī)制冷，利用蓄冷介質(zhì)的顯熱或潛熱特性，用一定方式將冷量儲存起來。在電力負(fù)荷較高的白天，也就是用電高峰期，把儲存的冷量釋放出來，以滿足建筑物空調(diào)或生產(chǎn)工藝的需要。它是緩解能量供求雙方在時間、強度和地點上不匹配的有效方式，是合理利用能源及減少環(huán)境污染的有效途徑。

相變材料是蓄冷技術(shù)的應(yīng)用載體，它從環(huán)境吸收熱量或向環(huán)境放出熱量，從而達(dá)到能量的儲存和釋放的目的。目前蓄冷技術(shù)的研究和應(yīng)用主要集中在空調(diào)領(lǐng)域，國內(nèi)外對0℃以下的低溫相變蓄冷材料及其應(yīng)用的研究還比較少。但在食品、化工、低溫物流、醫(yī)藥、啤酒等眾多行業(yè)，對于0℃～-40℃溫度范圍的蓄冷有著巨大的需求。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，僅商業(yè)系統(tǒng)的食品冷藏業(yè)，到目前我國冷庫總?cè)萘恳堰_(dá)880多萬噸，總耗能折合用電量約為17.3億度，占全國耗能的1.8％。若單以耗電而言，約為5.7億度，占全國發(fā)電量的1.6％。冷庫的庫溫范圍一般為-10～-20℃，需要開發(fā)專門的相變蓄冷材料及蓄冷系統(tǒng)。另外在低溫物流方面，運送不同的商品有不同的溫度需求，如運輸金槍魚要求的溫度為-35℃，運輸黃油要求的溫度為-12℃，與之對應(yīng)就需要有不同相變溫度的低溫相變蓄冷材料來滿足要求。因此，進(jìn)行低溫相變蓄冷材料的基礎(chǔ)研究，研制出相變溫度范圍為0℃～-40℃，相變潛熱大，過冷度小、無相分離、性能穩(wěn)定的新型低溫相變蓄冷材料系列，并測定其基本的熱物理性質(zhì)，對于以后低溫蓄冷技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，顯得尤為重要。

無機(jī)物類的相變材料存在明顯的過冷現(xiàn)象及相分離現(xiàn)象，前一種現(xiàn)象增大制冷機(jī)組能耗，后一種嚴(yán)重阻礙了材料的重復(fù)性利用并造成儲能能力逐漸下降；而有機(jī)物類材料幾乎沒有過冷現(xiàn)象，無相分離，無腐蝕性，且性能穩(wěn)定，毒性較小，固體成形好。

發(fā)明內(nèi)容

為低溫蓄技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，本發(fā)明提出一種低溫用相變材料，使材料具有相變潛熱大、無毒性、無腐蝕性、制備簡單等特點。

本發(fā)明提出一種低溫用相變材料及其制備方法，以有機(jī)酸鈉鹽和丙三醇為原料，其中的有機(jī)鈉鹽指的是甲酸鈉、乙酸鈉、丙酸鈉、乳酸鈉。

該方法包括以下步驟：

(1)將有機(jī)酸鈉鹽研碎成粉末狀，加入丙三醇，按所需配比分別稱量并均勻混合；

(2)將兩種物質(zhì)均勻混合后加入水并不斷攪拌，直到混合物變成透明的液體。在上述制備方法中，所述的混合物是有機(jī)酸鈉鹽和丙三醇組成的，其中有機(jī)酸鈉鹽:丙三醇的質(zhì)量百分比在30％∶70％與70％∶30％之間；并且水占這種相變材料的重量百分比在60％-80％以上，相變材料中的三種成分質(zhì)量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之間。

采用本發(fā)明制備的相變材料，相變過程可逆，相變溫度在-10℃---23℃之間，相變焓大于100kJ/kg，材料具有相變潛熱大、無毒性、無腐蝕性、制備簡單等特點。

附圖說明

圖1至圖7是采用差示掃描量熱儀(DSC)測量以下幾個實施例的相變材料的相變溫度和相變潛熱圖。

具體實施方式

實施例1

(1)準(zhǔn)備材料，選用甲酸鈉研碎，加入丙三醇按質(zhì)量比例1:1進(jìn)行混合；

(2)將兩種物質(zhì)均勻混合后加入水按質(zhì)量比例1:4進(jìn)行混合并不斷攪拌直到混合物變成透明的液體。

采用差示掃描量熱儀(DSC)測量，制得的相變材料的相變起始溫度為-23℃，結(jié)束溫度為-10℃，峰值溫度為-17℃，相變潛熱為174.5j/g，見附圖1。

實施例2

(1)準(zhǔn)備材料，選用甲酸鈉研碎，加入丙三醇按質(zhì)量比例3:5進(jìn)行混合；

(2)將兩種物質(zhì)均勻混合后加入水按質(zhì)量比例2:3進(jìn)行混合并不斷攪拌直到混合物變成透明的液體。

采用差示掃描量熱儀(DSC)測量，制得的相變材料的相變起始溫度為-23℃，結(jié)束溫度為-10℃，峰值溫度為-18℃，相變潛熱為180j/g，見附圖2。

實施例3

(1)準(zhǔn)備材料，選用甲酸鈉研碎，加入丙三醇按質(zhì)量比例2:1進(jìn)行混合；

(2)將兩種物質(zhì)均勻混合后加入水按質(zhì)量比例3:7進(jìn)行混合并不斷攪拌直到混合物變成透明的液體。

實施例4

(1)準(zhǔn)備材料，選用甲酸鈉研碎，加入丙三醇按質(zhì)量比例1:1進(jìn)行混合；

(2)將兩種物質(zhì)均勻混合后加入水按質(zhì)量比例2:3進(jìn)行混合并不斷攪拌直到混合物變成透明的液體。

實施例5