[其他]贮热期可控制的相变贮能组成物的制备

说明书

本发明是在三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）中添加成核抑制剂，制备新型的贮热期可控制的相变贮能组成物。

三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）在58.40℃熔融，有较大的熔化潜热（264J/g，328J/cm³）。在此水合盐中添加成核抑制剂后，该水合盐在受热熔化后冷却时，由于成核抑制剂对三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）晶核的产生有抑制作用，在低于该水合盐熔点的温度下，其过饱和溶液可以长期保存而不结晶。就是说可以用此方法将该水合盐的相变潜热长期贮存，需要供热时，在其过饱和溶液中加入少量的三水合乙酸钠的晶粒（起引发结晶的作用），该水合盐立即自过饱和溶液中结晶而供应热量。

一般情况下，用三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）贮热时，是添加成核剂，如十水合焦磷酸钠（Na₄p₂O₇·10H₂O），制备相变贮能组成物。这种相变贮能体系同其地相变贮热材料一样，当冷却到熔点以下，即将结晶放热，因此贮存热量的时间有限，只能短期贮热。

胶体物质作为一类成核抑制剂，其主要原理是在非均相晶核表面吸附胶体物质而使该晶核失去成核活性。据报导，英国Altec Adeco公司研制了用“黄原胶”（Xanthan gum）作为三水合乙酸钠（NaCH₃COO 3H₂O）的成核抑制剂，但是此“黄原胶”价格昂贵，来源短缺。

我们研究了用羧甲基纤维素钠（CMCNa）或海藻钠（Sodiumalginate）作为三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）的成核柳制剂，结果表明羧甲基纤维素钠（CMCNa）的效果较好。含有一定量羧甲基纤维素钠（CMCNa）的三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）熔化后冷却，可使体系长时间处于液态（过饱和状态）而不结晶，从而将相变潜热长期贮存。制备的一系列样品，经熔化后均可在5-30℃的温度下，放置140天（至6月下旬撰写本文时止，贮存期仍在观察），仍呈液态。需要供热时，加入极少量晶体三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）或其组成物作引发剂，则溶液中应即有三水含乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）晶体析出，而提供热量。

实施例，将三水含乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）37.2克，（CMCNa）0.4克的组成物置于塑料瓶中，在70-80℃的热水中加热，完全熔化后稍加搅拌，再加水1ml。该体系置于5℃左右的环境中可呈凝胶状。可在5-15℃温度下不需要保温放置65天仍呈液态，若加入20～20mg的三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）晶粒，立即发生三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）结晶，体系的温度可由15℃（室温）升至56℃。将完全固化的该组成物在70-80℃热水中重新熔化，放置60天仍呈液态，而未结晶。

这种在三水合乙酸钠（NaCH₃COO·3H₂O）中添加羧甲基纤维素钠（CMCNa）作成核抑制剂而制备的贮热期可控制的相变贮能组成物可反复使用，而贮热量不衰减，所用热源可以是太阳热能，余热，废热，地热，电热等多种形式的热能。用此方法能将原来只可短期贮存的固一液相变热变为长期贮存而不需要保温设备。它比显热长期贮热有贮热密度大，不需保温，在使用中贮热量不衰减等明显优点。

本发明提供的贮热期可控制的相变贮能组成物有广泛的用途，将它放于容器中，可以携带，随时提供热量。可用于家庭取暖，人体保健（热垫）、海上救生，野外、水下作业，以及武器装备等方面。如有人准备，将其用于红外线自导火箭装置以增加其隐蔽性，或制成耐久性的炸弹雷管，或制车辆、飞机动力装置的防冻剂，或作为大型贮热器的贮热材料、贮存核电站废热等。