[發(fā)明專利]一種相變材料及以天然酸為原料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110353408.3
• 申請(qǐng)日: 2011-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN103102870A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫劍鋒;張志銀;張?jiān)旄?/a>;王立言;全輝;姚春雷;趙威;林振發(fā);高蒿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06;C07C9/22;C07C1/22;B01J23/44
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特種蠟技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及天然酸經(jīng)過適宜處理制備高性能的相變材料。

背景技術(shù)

世界上能源供應(yīng)以石油、天然氣、煤等礦物燃料為主，隨著這些不可再生資源儲(chǔ)量的減少、價(jià)格升高，對(duì)各種替代能源的研究不斷加強(qiáng)；而且使用這些礦物燃料引起的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，對(duì)節(jié)能和太陽能等的利用受到廣泛重視。同時(shí)，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)居住舒適度的要求越來越高，這又要求消耗更多的能源。

國內(nèi)外在利用相變材料（簡稱PCM，Phase?Change?Material）儲(chǔ)存太陽能和低價(jià)電能方面的研究是目前非常活躍的領(lǐng)域。這些研究是利用相變材料在熔化或凝固過程中溫度變化不大，但吸收或釋放的潛熱卻很大的特性，將其與建筑材料結(jié)合使用，可以起到減小室溫波動(dòng)、利用太陽能取暖以減少空調(diào)和采暖系統(tǒng)能耗或利用夜間低價(jià)電能維持居室溫度等作用，從而作到充分利用能源、降低污染并滿足居住舒適的目的。同時(shí)，將相變材料用于纖維織物、電器保護(hù)等諸多領(lǐng)域的研究也在進(jìn)行中。例如，CN200410046099.5公開了一種石蠟相變隔熱砂漿及其制備方法，介紹將蠟類相變材料乳化后混入砂漿中，該材料具有蓄熱調(diào)溫功能，保溫性能優(yōu)異，隔熱性能好，可廣泛用于工業(yè)和民用建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱工程中，尤其適用于夏熱冬冷地區(qū)及夏熱冬暖地區(qū)建筑物的保溫隔熱工程；CN200410101555.1公開了一種石蠟類復(fù)合定形相變材料及制備方法，利用相變溫度為44～50℃的蠟類相變材料制備出無需容器封裝，能夠直接接觸傳熱介質(zhì)水的儲(chǔ)能材料；CN200710014607.5公開了一種相變儲(chǔ)能纖維及其制備方法，介紹將相變溫度10～60℃混入纖維中制備相變儲(chǔ)能纖維，該方法工藝簡單，有效的降低了纖維加工過程中相變材料的流失，提高了制得的纖維內(nèi)相變材料的含量，相變儲(chǔ)能纖維的相變儲(chǔ)能功能和纖維的物理機(jī)械性能優(yōu)良。

按化學(xué)組成的不同，可以將相變材料分為無機(jī)相變材料和有機(jī)相變材料，在人類日常生活中所能接觸到的5℃～30℃范圍內(nèi)，有機(jī)相變材料更有優(yōu)勢(shì)。與其它醇、酸、酯等相變材料相比，蠟類相變材料具有相變潛熱高、價(jià)格相對(duì)較低等優(yōu)勢(shì)。

目前正構(gòu)烷烴的制備方法主要有：（1）采取分子篩或尿素脫蠟制備正構(gòu)烷烴的混合物；（2）采取伍爾茲反應(yīng)制備對(duì)稱正構(gòu)烷烴；（3）采用碘代烷烴還原方法；（4）使用石油醚及正己烷、正庚烷作溶劑鏈接鹵代烷法。以上方法雖然能夠得到相應(yīng)的正構(gòu)烷烴單體，但是每一種方法都存在一定的問題：如第一種方法工藝條件比較復(fù)雜，對(duì)某些設(shè)備、材質(zhì)要求很高；第二種方法僅適用于對(duì)稱性偶數(shù)烷烴，生成物品需乙醚溶劑反復(fù)提取；第三、四種方法操作危險(xiǎn)性大，石油醚在金屬鈉與鹵代烷劇烈反應(yīng)中極易噴發(fā)，安全系數(shù)低，成本較高。

以高級(jí)脂肪酸酯加氫可以制備烷烴，但在加氫反應(yīng)過程中，會(huì)發(fā)生大量的脫羧反應(yīng)和脫羰反應(yīng)，使得反應(yīng)產(chǎn)物組成復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生較多的碳數(shù)減少的烷烴，一方面不利于提高目的產(chǎn)物的產(chǎn)率，另一方面脫羧反應(yīng)和脫羰反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一氧化碳或二氧化碳，對(duì)加氫反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生不利的影響。另外，對(duì)于需要單一碳數(shù)正構(gòu)烷烴純度較高的產(chǎn)品時(shí)，上述方法得到的是混合正構(gòu)烷烴，并且沸點(diǎn)相近，不易分離。如CN200910100260.5公開了一種高級(jí)脂肪酸酯制備烷烴的方法，以含有8～22個(gè)碳原子的脂肪酸甲酯或含有8～22個(gè)碳原子的脂肪酸乙酯為原料，進(jìn)行加氫反應(yīng)生產(chǎn)烷烴，但可以看出，得到的烷烴產(chǎn)品中，脂肪酸中的碳仍有大部分被脫除，如以硬脂酸甲脂（硬脂酸為十八碳羧酸）為原料，得到的十七碳烷烴和十八碳烷烴的總收率只有75%，因此，未脫碳直接加氫的產(chǎn)物（十八碳烷烴）的收率會(huì)更低。同時(shí)，十七碳烷烴和十八碳烷烴的沸點(diǎn)相差很小，進(jìn)一步通過分離技術(shù)獲得十八碳烷烴非常困難。

以石油為原料制備蠟類物質(zhì)需要經(jīng)過復(fù)雜的提純和精制過程，不僅生產(chǎn)成本高，而且對(duì)于相變材料來說仍存在一定數(shù)量的非適宜組分，如油類等，這些非適宜組分的存在影響了相變材料的使用性能。同時(shí)，與偶碳數(shù)正構(gòu)烷烴相比，奇碳數(shù)正構(gòu)烷烴的相變潛熱偏小。如果采用精密蒸餾方式提取各種單體正構(gòu)烷烴，再將偶碳數(shù)正構(gòu)烷烴混合制備相變溫度連續(xù)變化的相變材料，因成本太高，不可能實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種以天然酸制備烴類相變材料的方法及該方法得到的相變材料，本發(fā)明方法工藝簡單，產(chǎn)物相變潛熱大。

本發(fā)明相變材料，包括正構(gòu)十八烷烴和正構(gòu)十六烷烴，正構(gòu)十八烷烴和正構(gòu)十六烷烴的質(zhì)量比為1：99～99：1。

相變材料的相變溫度為19～28℃。相變材料的相變潛熱為200～230J/g。