专利名称：一种相变温度12—29℃的降温相变材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于材料化学领域，涉及一种相变材料及其制备方法，具体涉及一种用于吸热降温的、相变温度i2_ ^rc的相变材料及其制备方法。
背景技术：
发烧初期和低温发烧普遍采用物理降温的方法进行退烧。目前常用的降温退烧方法有降温贴剂和冰袋冰敷。降温贴剂中含有高分子凝胶类降温材料。其原理是凝胶体所含有的水份大量蒸发，会带走人体的热量，同时在凝胶体中加入薄荷、冰片等物质，使人产生清凉的感觉。该类产品在使用时只需打开包装，贴在额头或者身体其他部位，使用比较方便；缺点是降温时间较短，一般仅为2— 3小时左右，且仅限一次使用，使用成本较高；另外，由于降温贴剂中含有聚丙烯酸钠等凝胶基质，加工过程中一般会加入了化学交联剂，而儿童的皮肤比较娇嫩， 使用降温贴剂时可能会导致皮肤不适、发红，甚至过敏。冰袋是可以重复使用、成本较低的一种降温方式。最初的冰袋内置水、乙醇、丙二醇等比热比较大的物质，产品在使用前需要冰冻，因此必须在有冷冻设备的情况下才能使用；另外，这类产品的温差比较大，刚开始使用时温度过低，容易引起人体不适感，冰袋在凝固点温度下结冰，成为硬块，不可弯曲，使用不方便；目前还有一类凝胶类不冻冰袋，主要是通过添加甘油等物质降低了水的冰点，通过添加羧甲基纤维素钠等凝胶剂使水失去流动性，该冰袋使用时柔软，但缺点是冷冻时无法达到凝固点，蓄冷量低，使用时间短。因此，理想的冰袋原料是低温下柔软，蓄冷量大，使用时间长，降温温度适当，可重复使用。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。相变材料在相变时温度近似恒定的特性，可以达到控制温度，降低温差的效果，且整个过程材料可以始终保持柔软。一些具有较大蓄冷能力、相变温度在 10—30°C之间的相变材料在很大程度上能满足理想降温退烧用材料的要求，比较适合用于物理降温退烧，在实现降温的同时也避免了温度过低带来的人体不适感。目前常见的在这个温度范围内的相变材料有相变温度为32°C的十水硫酸钠，相变温度为^rc的六水氯化钙，相变温度为沈一-33°C的三水醋酸钠和尿素复合体系等。其中十水硫酸钠最为常见。但是，单一的十水硫酸钠作为相变材料，存在着过冷、相分离不足等缺点；而且，由于其相变温度为32°c，在一些温度较高的天气，冰冷感不强，不能达到理想的降温效果。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种用于吸热降温的、相变温度 12—^TC的相变材料及其制备方法。本发明的相变材料的相变温度在12—四1之间可调节，并且具有安全无毒、稳定性好、蓄冷量大等优点，具有较长时间的、稳定的物理降温效果。
本发明的目的通过如下技术方案实现
一种相变温度的降温相变材料，其组成为重量百分比为50— 95%的十水硫酸钠、重量百分比为1 一25%的相变温度调节剂、重量百分比为1 一 10%的保湿剂、重量百分比为1 一5%的成核剂、重量百分比为1 一5%的pH值调节剂和重量百分比为1 一5%的增稠剂。本发明所述相变温度调节剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵或硫酸铵中的一种或两种以上；所述保湿剂为甘油；所述成核剂为硼砂；所述PH值调节剂为硼酸；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠。本发明所述的相变材料的制备方法包括以下步骤将重量百分比为1 一 10%的保湿剂和重量百分比为1 一 5%的成核剂混合，加入重量百分比为1 一 5%的pH值调节剂调节 PH值为6— 8，搅拌，向其中加入重量百分比为1 一25%的相变温度调节剂和重量百分比为 1—5%的增稠剂，混勻，再加入重量百分比为50— 95%的十水硫酸钠，在12 — 下搅拌至熔融，停止加热，继续搅拌，冷却，得到相变材料。本发明所述相变材料的相变温度为12—四°〇。本发明还提供一种相变温度12_ ^TC的降温相变材料在吸热降温中的应用。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
(1)采用相变温度调节剂，在一定范围内，随着温度调节剂的增加，相变材料的相变温度逐渐降低，使得相变温度在12—^rc之间可调节，相变潜热大于iooj/g，可以达到较好的降温效果；
(2)使用甘油作为保湿剂，防止水份过快的流失，同时使相变材料在较低温度下触感柔软，可以弯曲，携带方便；
(3)使用硼砂作为成核剂，解决传统相变材料过冷的问题，稳定性好、蓄冷量大；
(4)加入增稠剂，能降低相变材料的相分离，增加相变材料的使用性能；
(5)安全无毒，不添加化学交联剂等对人体皮肤有毒的物质，降低人体不适感；
(6)具有较长时间的、稳定的物理降温效果；
(7)使用方便，可重复使用。
图1为本发明的实施例广3分别制备的具有不同相变温度的相变材料在40°C的热环境下熔化的温度曲线。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明要求保护的内容不限于此。实施例1
将Ig甘油和Ig硼砂混合搅拌，加入Ig硼酸调节PH值为6，向其中加入0. 5g氯化钠、 0. 5g氯化铵和Ig聚丙烯酸钠搅拌，混合均勻后再加入95g十水硫酸钠，在^rc下搅拌至熔融，停止加热，继续搅拌，混合物温度降低，冷却后得到的絮状固体即为本发明的相变材料。由图1可以看出，实施例1制得的相变材料相变温度为^°C，相变潜热为190J/g。
实施例2
将3g甘油和3g硼砂混合搅拌，加入3g硼酸调节pH值为7. 5，向其中加入3. 5g氯化钠、3. 5g氯化钾、3. 5g氯化铵、3. 5g硫酸铵和2g聚丙烯酰胺搅拌，混合均勻后再加入75g十水硫酸钠，在25°C下搅拌至熔融，停止加热，继续搅拌，混合物温度降低，冷却后得到的絮状固体即为本发明的相变材料。由图1可以看出，实施例2制得的相变材料相变温度为21°C，相变潜热为165J/g。实施例3
将IOg甘油和5g硼砂混合搅拌，加入5g硼酸调节pH值为8，向其中加入12. 5g氯化钾、12. 5g硫酸铵和5g羧甲基纤维素钠搅拌，混合均勻后再加入50g十水硫酸钠，在12°C下搅拌至熔融，停止加热，继续搅拌，混合物温度降低，冷却后得到的絮状固体即为本发明的相变材料。由图1可以看出，实施例3制得的相变材料相变温度为12°C，相变潜热为140J/g。本发明的相变材料，采用相变温度调节剂，在一定范围内，随着温度调节剂的增加，材料的相变温度逐渐降低，使得相变温度在之间可调节，当作为物理降温材料使用的时候，当没有冷冻设备的时候，通过冷水或者室温静置就可恢复。该材料柔软且能反复使用，达到良好的降温效果而不至于感觉过于冰冷。
权利要求
1.一种相变温度12_^rc的降温相变材料，其特征在于，所述相变材料的组成为重量百分比为50—95%的十水硫酸钠、重量百分比为1一25%的相变温度调节剂、重量百分比为1 一 10%的保湿剂、重量百分比为1 一5%的成核剂、重量百分比为1 一5%的pH值调节剂和重量百分比为1 一5%的增稠剂。
2.根据权利要求1所述的相变材料，其特征在于，所述相变温度调节剂为氯化钠、氯化钾、氯化铵或硫酸铵中的一种或两种以上；所述保湿剂为甘油；所述成核剂为硼砂；所述PH 值调节剂为硼酸；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠。
3.权利要求1所述的相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将重量百分比为1 一 10%的保湿剂和重量百分比为1 一5%的成核剂混合，加入重量百分比为1 一5%的PH 值调节剂调节PH值为6— 8，搅拌，向其中加入重量百分比为1 一25%的相变温度调节剂和重量百分比为1 一5%的增稠剂，混勻，再加入重量百分比为50— 95%的十水硫酸钠，在12—下搅拌至熔融，停止加热，继续搅拌，冷却，得到相变材料。
4.根据权利要求广3之一所述的相变材料，其特征在于，所述相变材料的相变温度为 12—29°C。
5.权利要求1所述的相变材料在吸热降温中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种相变温度12—29℃的降温相变材料及其制备方法。本发明的相变材料的组分为十水硫酸钠、相变温度调节剂、保湿剂、成核剂、pH值调节剂和增稠剂，依一定重量配比组成；其制备方法包括如下步骤将保湿剂、成核剂混匀，加入pH值调节剂调节pH值，加入相变温度调节剂和增稠剂，混匀，再加入十水硫酸钠，在12—29℃下搅拌至熔融，停止加热，继续搅拌，冷却，得到本发明的相变材料。本发明的相变材料具有无毒、稳定性好、蓄冷量大等优点，加入相变温度调节剂，使得相变材料的相变温度在12—29℃可调节，具有较长时间的稳定的物理降温效果，可用于吸热降温。
文档编号C09K5/06GK102268241SQ20111018135
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者刘群峰, 原波, 陈晓峰 申请人:华南理工大学