[發(fā)明專利]一種相變材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110102808.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112877036B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧倩;李寧;吳景躍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市大通創(chuàng)新科技有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;B29C43/02;A47G19/02;A47G19/22
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 趙琪

本發(fā)明提供了一種相變材料及其制備方法與應(yīng)用，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的相變材料，包括以下質(zhì)量百分含量的原料：膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒90～98％，導(dǎo)熱粉1～5％和熱熔膠粉1～5％。本發(fā)明提供的相變材料以膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒為主材料，由于相變石蠟的存在，使相變材料擁有優(yōu)異的流變性，進(jìn)而使相變材料可以利用熱壓成型的工藝成型，簡化了降溫餐具的制備；同時，膨脹石墨的使用，使相變材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性。實施例的數(shù)據(jù)表明：本發(fā)明提供的相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)為3.4～3.6W/mK。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種相變材料及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

相變材料應(yīng)用到降溫餐具，可以將過熱的食品快速冷卻至適宜食用或飲用的溫度。既可以減少燙傷的概率，又可以減少等待的時間。相比普通保溫餐具制作過程，降溫餐具增加了一道工序——裝填相變材料，降溫餐具生產(chǎn)工藝由裝填相變材料的工藝決定，裝填工藝由相變材料形態(tài)決定。

傳統(tǒng)方法：膨脹石墨復(fù)合相變石蠟后，相變石蠟吸附到膨脹石墨的孔隙中，復(fù)合材料堆積密度約為0.4～0.6g/cm³。在實際應(yīng)用場景中，往往沒有過多的空間，所以復(fù)合材料需要壓鑄成型，即將粉末狀的復(fù)合材料裝入模具中，使用壓力機(jī)壓鑄成型，塊狀的相變材料放入預(yù)留的填充腔體中。如中國專利CN211093206U，將相變材料壓鑄成型成塊狀，之后再將塊狀的相變材料套在內(nèi)殼外壁。但是，壓鑄成型的相變材料塊的形狀一般比較簡單，然而降溫餐具外形一般包含弧面或者斜面，如辦公杯、降溫碗等，類似具有復(fù)雜弧面、斜面的塊，其壓鑄過程、組裝過程較困難且產(chǎn)能低，即壓鑄成型對產(chǎn)品外形設(shè)計及加工過程會有較大的限制作用，且壓鑄成型需要配套壓力機(jī)和相應(yīng)的模具。另外，在實際操作過程中，壓鑄成型的塊由于加工公差的存在，容易與內(nèi)膽貼合不緊密，從而產(chǎn)生過大的接觸熱阻，最終導(dǎo)致降溫速率變得緩慢。實驗發(fā)現(xiàn)壓鑄成型的塊不能再生利用，這使得降溫餐具生產(chǎn)成本進(jìn)一步增加。

綜上所述，針對現(xiàn)有降溫餐具用相變材料壓鑄成型生產(chǎn)工藝的痛點，提供一種與內(nèi)膽接觸好、熱阻小的相變材料成為研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種相變材料及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的相變材料熱阻小、與內(nèi)膽接觸好，能夠采用熱壓成型的方式成型。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種相變材料，包括以下質(zhì)量百分含量的原料：膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒90～98％，導(dǎo)熱粉1～5％和熱熔膠粉1～5％。

優(yōu)選地，以膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒的質(zhì)量為100％計；所述膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒包括：

粒徑為2～4mm的膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒的質(zhì)量百分含量為20～40％；

粒徑為0.1～2mm的膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒的質(zhì)量百分含量為50～70％；

粒徑小于0.1mm的膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒的質(zhì)量百分含量為5～15％。

優(yōu)選地，所述膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒中膨脹石墨的質(zhì)量百分含量為8～30％。

優(yōu)選地，所述膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒由包括以下步驟的方法制備得到：

將膨脹石墨和相變石蠟粉末混合，加熱后擠出，得到所述膨脹石墨復(fù)合相變石蠟顆粒。

優(yōu)選地，所述膨脹石墨的粒徑為50～500目，所述相變石蠟粉末的粒徑≤300μm。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱粉包括天然鱗片石墨粉和/或氮化硼粉。

優(yōu)選地，所述熱熔膠粉包括乙烯醋酸乙烯酯熱熔膠粉、聚氨酯熱熔膠粉和尼龍熱熔膠粉中的一種或幾種。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的相變材料的制備方法，包括以下步驟：