CN111073605A - 一种无机相变恒温材料及其制备方法 - Google Patents
一种无机相变恒温材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111073605A CN111073605A CN201911361305.4A CN201911361305A CN111073605A CN 111073605 A CN111073605 A CN 111073605A CN 201911361305 A CN201911361305 A CN 201911361305A CN 111073605 A CN111073605 A CN 111073605A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- change
- phase
- inorganic phase
- mixed solution
- temperature material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 18
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 claims abstract description 10
- QHFQAJHNDKBRBO-UHFFFAOYSA-L calcium chloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Ca+2] QHFQAJHNDKBRBO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims abstract description 10
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 10
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229940047908 strontium chloride hexahydrate Drugs 0.000 claims abstract description 10
- AMGRXJSJSONEEG-UHFFFAOYSA-L strontium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.Cl[Sr]Cl AMGRXJSJSONEEG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 25
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 10
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
本发明涉及一种相变材料，尤其涉及一种无机相变恒温材料及其制备方法；所述无机相变恒温材料包括六水氯化钙、六水氯化锶、马来酸酐、甲酸钠、氯化钠、过硫酸钾，还包括硼酸和膨胀石墨；其中，所述硼酸和所述膨胀石墨的总量占所述无机相变恒温材料总量的2～12％；所述硼酸与所述膨胀石墨的质量比为1～6：1～6。本发明所述的无机相变恒温材料相变温度为39℃，过冷度为0.3℃，相变潜热不低于221KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；并且在循环过程中不存在热物理性质退化的情况，并且不易从基体中泄露。
Description
技术领域
本发明涉及一种相变材料，尤其涉及一种无机相变恒温材料及其制备方法。
背景技术
在食品、化工、低温物流、医疗应用、啤酒、冷藏等众多行业中，普遍利用制冷机来对环境或储藏需要的特定温度进行恒温。制冷机停电时，无法长时间维持环境或贮藏需要的特定温度，因而温度回升快、物品贮藏时间短、贮藏物品易变质。在无相变恒温材料的制冷系统中，提供恒温环境时，制冷机工作启动频繁，因而降低了其使用寿命，耗电量多。
相变恒温材料即潜热蓄冷，是相变恒温系统中存储冷量的功能材料，在夜间用电低谷期，利用物质潜热将冷量储存在相变恒温材料中，在白天用电高峰时，将冷量释放出来，满足环境或储藏需要。这样的制冷系统，大部分时间运行在夜间用电低谷峰期，而在白天用电高峰期只有辅助设备运行，从而实现电网“错峰用冷、移峰填谷”，有利于缓解能量双方供求矛盾。
目前对低温相变蓄冷材料的研究还比较少，但在食品、化工、低温物流、医疗应用、啤酒、冷藏等众多行业，对恒温材料有着巨大的需求。因此研究低温相变恒温材料，研制出相变温度为17℃，相变潜热大，过冷度小，无相分离、性能稳定的新型、低温相变恒温材料，显得尤为重要。
CN102827582A公开了一种相变温度为39℃的无机相变材料，含有质量比27％的六水氯化钙、22％的六水氯化锶、8％的马来酸酐、7％的甲酸钠、8％的氯化钠、3％的过硫酸钾和25％的水；但该专利申请所公开的相变材料在循环过程中存在热物理性质易退化的问题，并且上述相变材料易从基体中泄露。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种无机相变恒温材料；所述无机相变恒温材料在循环过程中不易出现热物理性质退化的问题，并且不易从基体中泄露。
具体而言，所述无机相变恒温材料包括六水氯化钙、六水氯化锶、马来酸酐、甲酸钠、氯化钠、过硫酸钾，还包括硼酸和膨胀石墨；
其中，所述硼酸和所述膨胀石墨的总量占所述无机相变恒温材料总量的2～12％；所述硼酸与所述膨胀石墨的质量比为1～6：1～6。
本发明发现通过向现有的相变材料中混入硼酸与膨胀石墨，可以避免相变材料在循环过程中出现的热物理性质退化的问题，还能够避免相变材料从基体中泄露。
作为优选，所述无机相变恒温材料包括如下重量份的组分：
作为优选，所述无机相变恒温材料包括如下重量份的组分：
作为本发明的较佳技术方案，所述无机相变恒温材料包括如下重量份的组分：
本发明同时提供上述无机相变恒温材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将甲酸钠与8～15％水混合后，加入六水氯化锶，得混合液I；
(2)向所述混合液I中加入马来酸酐后再加入2～7％水，经化学反应得混合液II；
(3)将氯化钠与2～7％水混合后，加入过硫酸钾，得混合液III；
(4)将硼酸、膨胀石墨、所述混合液II、所述混合液III混合后加入六水氯化钙，经化学反应得高分子材料；
(5)将所述高分子材料与剩余部分水混合。
通过上述方法制得的无机相变恒温材料的相变温度为39℃，过冷度为0.3℃，相变潜热不低于221KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；同时，本申请通过引入硼酸和膨胀石墨，弥补了其在循环过程中存在的热物理性质易退化的问题、以及易从基体中泄露的问题。
另外，本发明所述的制备方法将水分四部分加入。
作为优选，步骤(2)中所述的化学反应在55～65℃下进行0.5～1.5h。
作为优选，步骤(4)中所述的化学反应在60～70℃下进行0.5～1.5h。
本发明的有益效果：
(1)本发明所述的无机相变恒温材料相变温度为39℃，过冷度为0.3℃，相变潜热不低于221KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；
(2)本发明所述的无机相变恒温材料在循环过程中不存在热物理性质退化的情况，并且不易从基体中泄露；
(3)本发明所述的无机相变恒温材料性能稳定、无毒无腐蚀、易塑性好；
(4)本发明所述的制备方法工艺流程简便，易于规模生产。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种无机相变恒温材料，包括如下重量份的组分：
所述无机相变恒温材料的制备方法如下：
(1)将甲酸钠与15％水在45～80℃下混合后，加入六水氯化锶，得混合液I；
(2)向所述混合液I中加入马来酸酐后再加入6％水，在60℃下反应1h，得混合液II；
(3)将氯化钠与5％水混合后，加入过硫酸钾，得混合液III；
(4)将硼酸、膨胀石墨、所述混合液II、所述混合液III混合后加入六水氯化钙，在65℃下反应1h，得高分子材料；
(5)将所述高分子材料与剩余部分水混合，搅拌均匀，放置10～15min即可。
本实施例所得的无机相变恒温材料相变温度为39℃，过冷度为0.3℃，相变潜热为229KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；并且在循环过程中不存在热物理性质退化的情况，并且不易从基体中泄露。
实施例2
本实施例提供一种无机相变恒温材料，包括如下重量份的组分：
所述无机相变恒温材料的制备方法如下：
(1)将甲酸钠与10％水在45～80℃下混合后，加入六水氯化锶，得混合液I；
(2)向所述混合液I中加入马来酸酐后再加入4％水，在60℃下反应1h，得混合液II；
(3)将氯化钠与5％水混合后，加入过硫酸钾，得混合液III；
(4)将硼酸、膨胀石墨、所述混合液II、所述混合液III混合后加入六水氯化钙，在60℃下反应1h，得高分子材料；
(5)将所述高分子材料与剩余部分水混合，搅拌均匀，放置10～15min即可。
本实施例所得的无机相变恒温材料相变温度为39℃，过冷度为0.3℃，相变潜热为221KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；并且在循环过程中不存在热物理性质退化的情况，并且不易从基体中泄露。
实施例3
本实施例提供一种无机相变恒温材料，包括如下重量份的组分：
所述无机相变恒温材料的制备方法如下：
(1)将甲酸钠与12％水在45～80℃下混合后，加入六水氯化锶，得混合液I；
(2)向所述混合液I中加入马来酸酐后再加入5％水，在60℃下反应1h，得混合液II；
(3)将氯化钠与4％水混合后，加入过硫酸钾，得混合液III；
(4)将硼酸、膨胀石墨、所述混合液II、所述混合液III混合后加入六水氯化钙，在70℃下反应1h，得高分子材料；
(5)将所述高分子材料与剩余部分水混合，搅拌均匀，放置10～15min即可。
本实施例所得的无机相变恒温材料相变温度为39℃，过冷度为0.3℃，相变潜热为233KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；并且在循环过程中不存在热物理性质退化的情况，并且不易从基体中泄露。
对比例1
本对比例提供一种无机相变恒温材料，包括如下重量份的组分：
所述无机相变恒温材料的制备方法如下：
(1)将甲酸钠与10％水在45～80℃下混合后，加入六水氯化锶，得混合液I；
(2)向所述混合液I中加入马来酸酐后再加入5％水，在60℃下反应1h，得混合液II；
(3)将氯化钠与5％水混合后，加入过硫酸钾，得混合液III；
(4)将所述混合液II、所述混合液III混合后加入六水氯化钙，在65℃下反应1h，得高分子材料；
(5)将所述高分子材料与剩余部分水混合，搅拌均匀，放置10～15min即可。
本对比例所得的无机相变恒温材料相变温度为39℃，过冷度为0.5℃，相变潜热为208KJ/Kg，且相变过程可逆，可循环使用次数不低于10000次；但在循环过程中出现热物理性质退化的现象，并且易从基体中泄露。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种无机相变恒温材料，其特征在于，包括六水氯化钙、六水氯化锶、马来酸酐、甲酸钠、氯化钠、过硫酸钾，还包括硼酸和膨胀石墨；
其中，所述硼酸和所述膨胀石墨的总量占所述无机相变恒温材料总量的2～12％；所述硼酸与所述膨胀石墨的质量比为1～6：1～6。
2.根据权利要求1所述的无机相变恒温材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
3.根据权利要求1或2所述的无机相变恒温材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
4.根据权利要求1～3任一项所述的无机相变恒温材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：
5.权利要求1～4任一项所述无机相变恒温材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将甲酸钠与8～15％水混合后，加入六水氯化锶，得混合液I；
(2)向所述混合液I中加入马来酸酐后再加入2～7％水，经化学反应得混合液II；
(3)将氯化钠与2～7％水混合后，加入过硫酸钾，得混合液III；
(4)将硼酸、膨胀石墨、所述混合液II、所述混合液III混合后加入六水氯化钙，经化学反应得高分子材料；
(5)将所述高分子材料与剩余部分水混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的化学反应在55～65℃下进行0.5～1.5h。
7.根据权利要求5或6所述的无制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的化学反应在60～70℃下进行0.5～1.5h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911361305.4A CN111073605A (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种无机相变恒温材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911361305.4A CN111073605A (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种无机相变恒温材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111073605A true CN111073605A (zh) | 2020-04-28 |
Family
ID=70317887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911361305.4A Pending CN111073605A (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种无机相变恒温材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111073605A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102827580A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为37℃的无机相变材料(pcm-37) |
| CN102827581A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为38℃的无机相变材料(pcm-38) |
| CN102827582A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为39℃的无机相变材料(pcm-39) |
| CN102827579A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为36℃的无机相变材料(pcm-36) |
| WO2015198283A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | Sabic Global Technologies B.V. | Flame retardant thermally conductive polymer compositions with good flow property and uses thereof |
| CN105950120A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-09-21 | 北京宇田相变储能科技有限公司 | 一种用于太阳能蓄热的相变储能材料 |
| WO2018052934A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | Rogers Corporation | Method for preparing expanded hexagonal boron nitride by templating |
| CN108251065A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-06 | 青海大学 | 一种低温无机水合盐相变储能材料及其制备方法 |
-
2019
- 2019-12-25 CN CN201911361305.4A patent/CN111073605A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102827580A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为37℃的无机相变材料(pcm-37) |
| CN102827581A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为38℃的无机相变材料(pcm-38) |
| CN102827582A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为39℃的无机相变材料(pcm-39) |
| CN102827579A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 北京中瑞森新能源科技有限公司 | 一种相变温度为36℃的无机相变材料(pcm-36) |
| WO2015198283A1 (en) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | Sabic Global Technologies B.V. | Flame retardant thermally conductive polymer compositions with good flow property and uses thereof |
| CN105950120A (zh) * | 2016-06-17 | 2016-09-21 | 北京宇田相变储能科技有限公司 | 一种用于太阳能蓄热的相变储能材料 |
| WO2018052934A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-22 | Rogers Corporation | Method for preparing expanded hexagonal boron nitride by templating |
| CN108251065A (zh) * | 2018-01-11 | 2018-07-06 | 青海大学 | 一种低温无机水合盐相变储能材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王立久: "《新型屋面材料》", 31 October 2012, 中国建材工业出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Noël et al. | Phase change materials | |
| Li et al. | Review of cold storage materials for subzero applications | |
| CN205580057U (zh) | 冷库及其制冷系统 | |
| CN111117572A (zh) | 一种复合相变材料及制备方法 | |
| CN111087977A (zh) | 一种无机相变恒温材料及其制备方法 | |
| CN111117573A (zh) | 一种无机相变恒温材料及其制备方法 | |
| CN107739595A (zh) | 一种用于空调蓄冷的无机相变材料及其制备方法 | |
| CN111073605A (zh) | 一种无机相变恒温材料及其制备方法 | |
| CN103374334A (zh) | 一种相变温度为17℃的无机相变材料(pcm-17) | |
| CN103374337B (zh) | 一种相变温度为29℃的无机相变材料(pcm-29) | |
| CN103374336A (zh) | 一种相变温度为26℃的无机相变材料(pcm-26) | |
| CN107746702B (zh) | 一种替代r22的制冷剂及其制备方法和应用 | |
| CN102838968B (zh) | 一种相变温度为40℃的无机相变材料(pcm-40) | |
| CN103374335B (zh) | 一种相变温度为20℃的无机相变材料(pcm-20) | |
| CN101519582A (zh) | 一种相变蓄冷材料及其制备方法 | |
| CN118406474A (zh) | 一种共晶有机脂肪酸/膨胀石墨相变蓄冷复合材料及其制备方法、应用 | |
| CN2909071Y (zh) | 双蓄高效空调 | |
| CN104610922A (zh) | 用于蓄冷空调的相变材料及其制作方法 | |
| CN100342181C (zh) | 一种水合物蓄冷冰球 | |
| CN117304879A (zh) | 一种中低温高焓值高导热相变复合材料及其制备方法 | |
| CN105586011A (zh) | 一种无机水合盐相变储热材料及其制备方法 | |
| CN103484074A (zh) | 一种相变温度为15℃的无机相变材料 | |
| CN102827574A (zh) | 一种相变温度为31℃的无机相变材料(pcm-31) | |
| CN103484065A (zh) | 一种相变温度为5℃的无机相变材料 | |
| CN103013452A (zh) | 低温共晶液及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200428 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |