[发明专利]相变温度为2～8℃的相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变温度为2～8℃的相变材料及其制备方法，相变材料包括以下质量份数的组分：相变蓄冷剂30～50份、成核剂0.3～3份、增稠剂0.5～8份、晶型改良剂0.1～1份、性能优良剂1～5份、水35～70份；相变蓄冷剂包括碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氨水、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氯化钾、氯化钠、氯化钡、硝酸钾、乙酸钠、硫酸钠、磷酸氢二钠中至少两种；晶型改良剂为硅藻土、活性白土、可溶性淀粉中至少一种；制备方法：将相变蓄冷剂加入到水中，加入成核剂、晶型改良剂、性能优良剂、增稠剂，搅拌均匀，即得；本发明2～8℃的相变材料的相变潜热260kJ/kg、导热系数1.1W/(m.K)、密度1.6g/cm3、体积膨胀率0.5％、过冷度1℃以及良好的循环稳定性能，制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，尤其涉及一种相变温度为2～8℃的相变材料及其制备方法。

背景技术

随着现代物流的快速发展和冷链医药品需求的日益增加，医药冷链物流也得到了更多的重视。特别地，2～8℃范围医药冷链运输过程中需要严格控制温度及波动范围来储存或运输药品、疫苗、血液制品等物品以保证其质量和效果。然而2～8℃范围医疗冷链运输需求巨大、成本过高，因此降低2～8℃范围医疗冷链运输的成本具有极大的经济效益。

目前，医药冷链运输相变材料经常用到无机水合盐和有机相变材料，然而无机水合盐存在相分离、易渗漏等缺点，而有机相变材料也存在潜热低、易燃等缺点。现有技术中，还有采用醇类相变材料基质，然而其具有密度小、单位体积相变潜热低、导热系数低、体积膨胀率高和易泄露等特点；密度小、单位体积内相变材料质量轻导致单位体积相变潜热低，因此实际应用时，在相同条件下的保温时间短；体积膨胀率高会导致冰排(或者其它固定容器)在相同容积的情况下，能够灌装的相变材料更少，降低保温时间；且体积膨胀率越高，越容易导致冰排(或者其它容器)发生鼓包、膨胀、甚至破裂等问题，容易出现泄露等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种相变温度为2～8℃的相变材料及其制备方法，相变材料的稳定性好、材料成本低廉，制备工艺简单，密度高、膨胀率低、相变潜热高、导热系数高、多次循环仍有很好的效果，循环寿命长。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种相变温度为2～8℃的低温相变材料，包括以下质量份数的组分：相变蓄冷剂30～50份、成核剂0.3～3份、增稠剂0.5～8份、晶型改良剂0.1～1份、性能优化剂1～5份、水35～70份；

所述相变蓄冷剂包括碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氨水、碳酸氢钾、碳酸氢钠、氯化钾、氯化钠、氯化钡、硝酸钾、乙酸钠、硫酸钠、磷酸氢二钠中的至少两种；

所述晶型改良剂为硅藻土、活性白土、可溶性淀粉、气相二氧化硅、黏胶纤维、醋酯纤维、涤纶、腈纶、氨纶、氯纶、玻璃纤维、石棉中的至少一种；

所述性能优化剂为球形结构，所述性能优化剂外表面包覆有正离子层。

进一步地，在所述的相变蓄冷剂中，优选所述晶型改良剂的粒径20～100μm。

进一步地，在所述的相变蓄冷剂中，优选所述成核剂为纳米碳粉、石墨粉、纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米铜、纳米氮化硅、碳纳米管、羧基化多壁碳纳米管中的至少一种。

进一步地，在所述的相变蓄冷剂中，优选所述成核剂的粒径10～200μm。

进一步地，在所述的相变蓄冷剂中，优选所述增稠剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钠、黄原胶、瓜尔豆胶、活性黏土、明胶、凹凸棒土、阿拉伯树胶、果胶、琼脂、罗望子胶、β-环状糊精、羧甲基淀粉钠、羟丙基淀粉中的至少一种。

进一步地，在所述的相变蓄冷剂中，优选所述增稠剂的粒径20～100μm。进一步地，在所述的相变蓄冷剂中，优选所述性能优化剂为金溶胶、银溶胶、铜溶胶、铝溶胶中的至少一种。