一种柔性相变蓄冷材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种蓄冷材料及其制备方法，特别是涉及一种柔性相变蓄冷材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着人类社会经济的不断发展和大量的能源消耗，节能环保已成为全球关注的话题。新能源的开发利用和能源效率的提高已成为各国研究和开发的重点。利用相变材料平衡能源供需，可以有效提高能源效率，达到节能环保的目的。它在能源、航天、建筑、农业、化工等领域有着广阔的应用前景。已经成为世界范围内的研究热点。
3.相变材料在相变的过程中会吸收或释放大量潜热，具有储热密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，因此广泛应用于能量储存和温度控制领域。
4.同时，相变蓄冷材料是相变储能材料的一种。但是市面上大部分与人体贴合的相变蓄冷材料在冷冻后都过硬，严重影响使用者的灵活性和舒适性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种柔性相变蓄冷材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种柔性相变蓄冷材料，该材料至少由聚丙烯酸钠、甘羟铝、酒石酸、酒精、水和羧甲基纤维素钠组成，各个原料占原料总量的质量百分比为：聚丙烯酸钠为5％-10％、甘羟铝为0.1％-1％、酒石酸为0.1％1％、酒精为1％-5％，羧甲基纤维素钠为5％-10％，水为余量。
8.一种柔性相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
9.s1、将至少聚丙烯酸钠、甘羟铝、酒石酸、酒精、和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例取各个原料研磨均匀形成混合物；
10.s2、将步骤s1中制得的混合物和水按质量比放入油浴锅中进行加热，并对其进行均匀搅拌，搅拌均匀形成胶态混合物；
11.s3、将胶状混合物取出，进行真空塑封，再将其冷冻后制成柔性相变蓄冷材料。
12.进一步地，所述原料中聚丙烯酸钠的分子量是500-1000000。
13.进一步地，所述步骤s1中原料研磨在常温下进行。
14.进一步地，所述步骤s2中油浴锅的加热温度为30℃-50℃，搅拌时间为1-2h。
15.进一步地，所述步骤s3中，产物在-20℃环境中冷冻4-6小时可得柔性相变蓄冷材料。
16.进一步地，所述步骤s3中柔性相变蓄冷材料的相变焓为200-280kj/kg。
17.进一步地，产品可用作相变蓄冷材料，由于其在冷冻后仍具有柔性，从而可与服饰搭配，应用于人体降温方面，具有舒适性
18.形成的相变蓄冷材料具有柔性，相变焓大，稳定性高，且制备过程简单，便于封装和生产，提高了生产效率，降低了成本和时间损耗。
19.与现有技术相比，本发明所涉及工艺条件要求低，组分配比简单，制备方法易操作，相变潜热值高等特点。另外由于其在冷冻后仍具有柔性，与服饰搭配可大大增加使用者的灵活性，增强舒适感。
附图说明
20.图1为柔性相变蓄冷材料的差示扫描量热曲线。
21.图2为柔性相变蓄冷材料的差示扫描量热曲线。
具体实施方式
22.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
23.本发明实例中，一种柔性相变蓄冷材料，至少由聚丙烯酸钠、甘羟铝、酒石酸、酒精、水和羧甲基纤维素钠组成，各个原料占原料总量的质量百分比为：聚丙烯酸钠为5％-10％、甘羟铝为0.1％-1％、酒石酸为0.1％-1％、酒精为1％-5％，羧甲基纤维素钠(上海阿拉丁生化科技股份有限)为5％-10％，水为余量。
24.实施例1
25.一种柔性相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
26.s1、将聚丙烯酸钠500、甘羟铝、酒石酸、酒精、和羧甲基纤维素钠五种原料，按照组分质量比例8.5:1:1:3.5:8取各个原料研磨均匀形成混合物；
27.s2、将步骤s1中制得的混合物和水按质量比11:39放入油浴锅中40℃进行加热，并对其进行均匀搅拌1.5h，搅拌均匀形成胶态混合物；
28.s3、将胶状混合物取出，进行真空塑封，再将其在-20℃冷冻4h后制成柔性相变蓄冷材料。
29.制得的柔性相变蓄冷材料所涉及工艺条件要求低，组分配比简单，制备方法易操作，其差示扫描量热曲线如图1所示，经拟合相变焓值为251j/g，市面上产品的平均相变焓值为180j/g，结果表明相对于市面上大多数产品本发明具有高相变潜热值。
30.实施例2
31.一种柔性相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
32.s1、将聚丙烯酸钠800、甘羟铝、酒石酸、酒精、和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例8.5:0.5:0.5:3.5:8取各个原料研磨均匀形成混合物；
33.s2、将步骤s1中制得的混合物和水按质量比21:79放入油浴锅中35℃进行加热，并对其进行均匀搅拌2h，搅拌均匀形成胶态混合物；
34.s3、将胶状混合物取出，进行真空塑封，再将其在-20℃冷冻5h后制成柔性相变蓄冷材料。
35.制得的柔性相变蓄冷材料所涉及工艺条件要求低，组分配比简单，制备方法易操作，其差示扫描量热曲线如图2所示，经拟合相变焓值为212j/g，市面上产品的平均相变焓
值为180j/g，结果表明相对于市面上大多数产品本发明具有高相变潜热值。
36.实施例3
37.一种柔性相变蓄冷材料的制备方法，其具体制备步骤如下：
38.s1、将聚丙烯酸钠800、甘羟铝、酒石酸、酒精、和羧甲基纤维素钠四种原料，按照组分比例8:0.3:0.7:3:8取各个原料研磨均匀形成混合物；
39.s2、将步骤s1中制得的混合物和水按质量比1:4放入油浴锅中35℃进行加热，并对其进行均匀搅拌2h，搅拌均匀形成胶态混合物；
40.s3、将胶状混合物取出，进行真空塑封，再将其在-20℃冷冻5h后制成柔性相变蓄冷材料。
41.制得的柔性相变蓄冷材料所涉及工艺条件要求低，组分配比简单，制备方法易操作，常温下为半透明胶态液体，不具有流动性，但可拉伸，弹性好。在冷冻后仍为胶态液体，不具有流动性，弹性增加。将其制作成20cm
×
10cm
×
1cm的相变材料片，在-20℃冷冻5h后，仍可以任意弯折180
°
并能恢复原状。相比于市面上相变降温材料在冷冻后不可拉伸、弯折，没有可塑性的缺点，本发明由于其在冷冻后仍具有柔性，与服饰搭配可大大增加使用者的灵活性，增强舒适感。


技术特征：
1.一种柔性相变蓄冷材料，其特征在于，该材料至少由聚丙烯酸钠、甘羟铝、酒石酸、酒精、水和羧甲基纤维素钠组成，各个原料占原料总量的质量百分比为：聚丙烯酸钠为5％-10％，优选8％、甘羟铝为0.1％-1％，优选0.5％、酒石酸为0.1％-1％，优选0.5％、酒精为1％-5％，优选3％，羧甲基纤维素钠为5％-10％，优选8％，水为余量。2.根据权利要求1所述的柔性相变蓄冷材料，其特征在于：所述聚丙烯酸钠的分子量范围500-1000000，优选700。3.根据权利要求1所述的柔性相变蓄冷材料，其特征在于：所述柔性相变蓄冷材料的相变焓为200-280kj/kg。4.一种权利要求1、2或3所述的柔性相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于，其具体制备步骤如下：s1、将至少聚丙烯酸钠、甘羟铝、酒石酸、酒精、和羧甲基纤维素钠五种原料，按照组分比例取各个原料研磨均匀形成混合物；s2、将步骤s1中制得的混合物和水按质量比进行加热，并对其进行均匀搅拌，搅拌均匀形成胶态混合物；s3、将胶状混合物取出，进行封装，再将其冷冻后制成柔性相变蓄冷材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中原料研磨在常温下进行。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中加热温度为30℃-50℃，搅拌时间为1-2h。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，产物在-10℃
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20℃环境中冷冻4-6小时可得柔性相变蓄冷材料。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中柔性相变蓄冷材料的相变焓为200-280kj/kg。9.一种权利要求1、2或3所述柔性相变蓄冷材料的应用，其特征在于：产品可用作相变蓄冷材料。

技术总结
本发明公开了一种柔性相变蓄冷材料及其制备方法，本发明以聚丙烯酸钠、甘羟铝、酒石酸、酒精、水和羧甲基纤维素钠为原料，经过搅拌混合，冷却凝固一系列工艺制成柔性相变蓄冷材料，形成的相变蓄冷材料具有柔性，相变焓大，稳定性高，消除了相分离现象，且制备过程简单，便于封装和生产，提高了生产效率，降低了成本和时间损耗。时间损耗。时间损耗。


技术研发人员：史全 解卓学
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：2020.03.17
技术公布日：2021/9/16