[发明专利]CNT-PCM矿工降温服

说明书

本发明公开了一种CNT‑PCM矿工降温服，所述矿工降温服的胸部、腹部、背部设有多个CNT‑PCM封装袋，所述CNT‑PCM封装袋的制备方法为：将正十八烷与碳纳米管通过熔融混合法制得CNT‑PCM，将CNT‑PCM用PA/PE复合袋进行封装即可。本发明可有效提高相变材料在高温环境下的释冷速率，使相变材料充分融化，能在矿井工人工作的时段充分吸收热量，有效提高降温效果。不需要使用电源或蓄电池等，满足矿井的防爆要求。此外，CNT‑PCM相变的整个过程中，只在初始的30分钟左右硬度较大，之后硬度大幅度减小，相比PM‑PCM穿着舒适性得到了很大的改善，可有效提高矿井工人的工作效率。

技术领域

本发明涉及一种CNT-PCM矿工降温服，属于防护服技术领域。

背景技术

随着矿井开采深度增加，以及开采机械化程度的提高，机械散热与地散热也不断提高。煤矿工人长期暴露在高温环境中，不仅会因疲劳、精神不振导致工作效率降低，而且人体部分生理系统会由于高温而导致代谢失调，这严重影响了人体的身心健康，严重者导致死亡。目前我国矿井开采深度已达800m，并且还在持续向下延伸，原岩温度达到了40～50℃，工作面温度达34～36℃，工人的健康受到了严重的危害。

为解决这一问题，可采用人体降温服作为降温装置。目前国内外的矿用降温服可大致分为气体降温服、液体降温服、相变降温服。气体冷却服通过制冷装置将低温气体压入服装内，虽然效果较好，但服装十分臃肿，限制了工人的活动，难以开展工作。液体冷却服重量过大穿着不便，且存在泄露危险。相变材料(Phase Change Material，PCM)具有巨大的相变潜热，其在熔化过程中可以吸收大量的热量，以达到降温的目的，相变降温服相比之下更适用于井下作业。但是相变材料导热系数低，热响应速度慢，冷量释放率低。若仅依靠纯相变材料，矿井工人作业结束时，与人体体温相对较低的区域接触的相变材料可能都没有相变结束，无法充分吸收人体散发出的热量，还会使得降温区域分布不均，降温服的降温效果大大下降。所以，需解决这一缺点，才能使矿工降温服达到预期的降温效果。

金属泡沫作为多孔基体材料，其比表面积大、导热能力强，与相变材料结合浸润性好，将这种多孔基复合相变材料(Porous matrix composite phase change material，PM-PCM)应用于矿井工作服，能有效加快冷量的释放，更快速的为人体降温。同时，由于多孔介质优秀的吸附能力，PM-PCM还能防止液态相变材料泄露。但金属泡沫硬度过高，参与制成降温服会导致穿着舒适性大大降低，从而降低矿井工人的工作效率。

相变降温服与微型风扇式降温服相结合，在相变降温服的基础上，添加微型风扇和移动电源，通过微型风扇，将相变材料所储存的冷量散发到各个部位，解决降温区域分布不均的问题。而且，风扇转动可加强气流，强化皮肤表面的换热，加快汗液蒸发，提高了降温效果。其缺点在于，相变材料的释冷速率仍然没有得到提升，部分相变材料在矿井工人作业的过程中没有完全融化，吸收的热量没有增多。而且，矿井下存在瓦斯等有害气体，降温服中使用电源可能会有爆炸的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种能够增强相变降温服的降温效果，又兼顾穿着舒适性和安全性的矿工服。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种CNT-PCM矿工降温服，所述矿工降温服的胸部、腹部、背部设有多个CNT-PCM封装袋，所述CNT-PCM封装袋的制备方法为：将正十八烷与碳纳米管通过熔融混合法制得石蜡/碳纳米管复合相变材料，即CNT-PCM，将CNT-PCM用PA/PE复合袋进行封装即可。

优选地，所述正十八烷与碳纳米管的质量比为18:1-20:1。

更优选地，所述正十八烷与碳纳米管的质量比为19：1(一般为±2％)。