[發明專利]凝膠穩定相變石蠟乳液及其制備方法

無效

• 申請號: 201410092390.X
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103865493A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 杜海兵
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及相變儲能技術領域，具體涉及到一種凝膠穩定相變石蠟乳液及其制備方法。

背景技術

相變材料作為能量存儲的有效介質廣泛應用于日常生活，石蠟等有機相變材料潛熱高、無過冷度等優點，但是熱傳導差，容易燃燒；在相變過程時會發生固態與液態的轉化，因此必須得有容器封裝才能使用，否則會有液體泄露，因此應用受到限制。

石蠟是從石油中提煉出來不同分子質量烷烴類的混合物，它是一種內聚力較強的油性有機物質，不溶于水，具有較高的相變潛熱值，相變過程中無過冷及析出現象，性能穩定、無毒、無腐蝕性，因此，石蠟相變儲能材料的研究和使用受到了廣泛重視。。

石蠟乳液是將石蠟均勻地分散在水中，借助乳化劑的定向吸附作用，改變其表面張力，并在機械外力作用下形成乳液。石蠟乳液由于相變過程中可以大幅提高流體的有效比熱和傳熱性能。相變乳液可以同時利用相變材料的潛熱容量和水的顯熱容量，在相同溫度變化范圍內的儲能密度是水體系的2到5倍，過冷度小，儲能過程中溫度變化小，傳熱性能好的優點，但相變石蠟乳液的穩定性較差。

中國專利申請號200710035429.4以凝膠為載體的復合相變材料，相變焓高，蓄熱效果佳，具有一定的塑形，但工藝中使用了有一定毒性的二氧六環，并且通過直接原位聚合合成凝膠，會導致一定單體殘留，該方法并不環保。

發明內容

本發明針對現有相變乳液穩定性較差，?并作為對上述專利缺陷的一種改進，提出一種凝膠穩定相變石蠟乳液及其制備方法。

所述凝膠穩定相變石蠟乳液由占總質量90%的相變石蠟乳液和占總質量10%的高分子凝膠組成；所述相變石蠟乳液由石蠟、乳化劑和水組成，所述高分子凝膠是經過化學交聯的羧甲基纖維素、海藻酸鈉和線性聚丙烯酰胺的混合物。

所述凝膠穩定相變石蠟乳液的制備方法，其特征在于采用如下步驟：?將羧甲基纖維素、海藻酸鈉和線性聚丙烯酰胺充分溶解于水中成高分子溶液，將石蠟與乳化劑加熱成熔融液，在攪拌下將熔融液加入到高分子溶液中，再加入交聯劑，攪拌后真空靜置脫氣后制得凝膠穩定相變石蠟乳液。

所述石蠟可以是熔融溫度為5℃到70℃之間任一溫度的石蠟。

所述復合乳化劑為脂肪醇聚乙烯基醚、十二烷基苯磺酸鈉、山梨醇月桂酸單酯、吐溫按質量比4:1:1:1的混合物。

所述交聯劑為檸檬酸鋁和草酸鈣按質量比2:1的混合物，所述交聯劑占高分子凝膠質量百分比為0.1~0.7%。

本技術方案具有的有益效果是通過凝膠穩定相變石蠟乳液，不需要高速攪拌分散即能使相變石蠟乳液穩定，并能根據實際需要制備成半流動態或凝固態，即使經過反復加熱冷卻，也不會發生分層、沉降或析出，制備工藝簡單，成本低，易于推廣。

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具體實施方式

實施例1

????????取線性聚丙烯酰胺85克、羧甲基纖維素9克、海藻酸鈉5.85克，溶解在590克水中，形成高分子溶液，將石蠟230克與脂肪醇聚乙烯基醚45.7克、十二烷基苯磺酸鈉11.42克、山梨醇月桂酸單酯11.42克、吐溫11.42克在100℃水浴下加熱成熔融液，在轉速為400r/min(rpm)攪拌的情況下將熔融液慢慢加入到高分子溶液中，直到形成白色粘稠狀乳液，在室溫下加入檸檬酸鋁0.1克和草酸鈣0.05克，繼續以400r/min(rpm)攪拌5分鐘，放在50℃的真空烘箱內脫除氣泡1小時，得到乳白色半凝固狀凝膠。

?實施例2

?取線性聚丙烯酰胺60克與羧甲基纖維素34克、海藻酸鈉5.7克，加入到水765克中充分溶脹，配制成高分子溶液，將石蠟100克與脂肪醇聚乙烯基醚20克、十二烷基苯磺酸鈉5克、山梨醇月桂酸單酯5克、吐溫5克在100℃水浴下加熱成熔融液，在400r/min(rpm)攪拌的情況下慢慢加入，直到形成白色粘稠狀乳液，在室溫下加入檸檬酸鋁0.2克和草酸鈣0.1克，以500r/min(rpm)攪拌2分鐘，放在50℃的真空烘箱內脫除氣泡2小時，得到乳白色半凝固狀凝膠。

?實施例3

?取線性聚丙烯酰胺60克與羧甲基纖維素34克、海藻酸鈉5.4克，加入到水765克中充分溶脹，配制成高分子溶液，將石蠟100克與脂肪醇聚乙烯基醚20克、十二烷基苯磺酸鈉5克、山梨醇月桂酸單酯5克、吐溫5克在100℃水浴下加熱成熔融液，在400r/min(rpm)攪拌的情況下慢慢加入，直到形成白色粘稠狀乳液，在室溫下加入檸檬酸鋁0.4克和草酸鈣0.2克，以800r/min(rpm)攪拌1分鐘，放在50℃的真空烘箱內脫除氣泡3小時，得到具有一定塑性的乳白色凝膠。?