一种与人体热量相互反馈的相变储热复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种相变储热复合材料及其制备方法和用途，该复合材料包含中长链醇、水、甘油或二者混合物及表面活性剂，具有硬度小，可利用的相变潜热大，储热能力稳定等特点，而且该相变储热复合材料可以与人体产生热量的相互反馈，在忽略热量流失条件下，首先储热材料提供热量给人体，当人体表面温度升高后提供热量给储热材料，然后储热材料再提供热量给人体，如此反复循环增加使用时间，并只需在开始时给储热材料提供能量，之后无需再提供能量。
【专利说明】
一种与人体热量相互反馈的相变储热复合材料
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种相变储热复合材料，特别涉及一种相变温度为25 °C~35 °C之间的 相变储热复合材料。
【背景技术】
[0002] 材料储存热能通常有两种方式：显热和潜热（即相变热）。显热储存是利用材料的 比热容和材料的温度变化来进行的;潜热储存是利用物质在物态转变过程中伴随着能量吸 收和释放而进行的，其中潜热储存通常比显热储存具有高得多的储能密度，因此利用材料 的潜热进行储能储热具有更为广阔的前景。
[0003] 如非专利文献《相变材料与相变储能技术》中所述，目前相变储能材料已经成为材 料科学研究的热门，实验室中研制出的新材料层出不穷，但是实现产业化规模生产的却为 数不多，这些新材料普遍存在着原料成本高、制备工艺复杂、使用不便、产品寿命短等缺陷。
[0004] 传统的热敷疗法是通过用热水袋、电热暖宝、寒痛乐直接敷治患处，以达到治疗的 目的。但使用此类产品热敷时会因处理不当造成烫伤，特别是低温烫伤。由于热水袋、电热 暖宝、寒痛乐的温度略高于烫伤温度，与人体皮肤接触时不会引起明显的灼痛，随着热敷时 间加长，低温烫伤的风险会有所增加。低温烫伤易发人群为:儿童、昏迷病人、老年人，及有 瘫疾、糖尿病、肾炎等血液循环障碍或痛觉不灵敏的病人，在某些情况下会导致病情恶化。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明人提供一种含有中长链醇的相变储热复合材料， 具体而言，本发明提供以下方面：
[0006] -种相变储热复合材料，该复合材料含有中长链醇。
[0007] 优选地，该相变储热复合材料的相变温度在30~40°C的低温范围内。
[0008] 优选地，该复合材料含有水或者含有多元醇，或者同时含有水和多元醇如甘油;该 复合材料还含有表面活性剂，优选吐温系列的表面活性剂。
[0009] 其中，所述中长链醇的链长为C8-C16，优选C1Q-C15，更优选&2-&4，尤其是十四醇。
[0010] 优选地，该复合材料包含以下重量配比的组份：
[0011] 表面活性剂：0.5~1.5份；
[0012] 中长链醇： 6份；
[0013] 水： 0.4~5份；
[0014] 或者
[0015] 表面活性剂：0.5~1.5份；
[0016] 中长链醇： 6份；
[0017] 多元醇： 3~5重量份；
[0018] 或者 表面活性剂： 1~1.5份； 中长链醇： 6份；
[0019] 水： 2~2·5份; 多元醇： 1.5~2份。
[0020] 另一方面，一种制备上述相变储热复合材料的方法，包括以下步骤：
[0021 ] 在40-50°C下，按上述重量配比称取中长链醇(如十四醇）、表面活性剂和水，
[0022]将称量好的表面活性剂置于容器中，向其中加入称量好的水，
[0023]加入中长链醇(如十四醇），优选在搅拌的条件下加入，更优选分批加入或滴加，搅 拌速度为300~lOOOrpm，
[0024] 使上述组分混合，优选通过继续搅拌或超声波振荡方式使各组分充分混合均匀， 制备成微乳状相变储热复合材料。
[0025] 又一方面，上述相变储热复合材料的用途，用于制备热敷制剂，或者用于热敷疗 法，优选用于与人体产生热量的相互反馈，即在忽略热量流失条件下，只需在开始时给储热 材料提供能量，之后无需再提供能量。
[0026] 概括而言，本发明提供的相变储热复合材料及其制备方法具有如下有益效果：
[0027] (1)本发明提供的相变储热复合材料的相变温度在25~35°C的低温范围内，为人 体感觉舒适最佳温度范围，并且可利用的相变热高达174J/g，占中长链醇例如十四醇总相 变热的84%，具有制造暖手宝、暖贴等的应用前景；
[0028] (2)本发明提供的相变储热复合材料经多次循环使用后，其储热能力仍保持良好， 可多次重复使用，具有实用价值；
[0029] (3)本发明提供的相变储热复合材料化学性质稳定，不易腐蚀存储容器；
[0030] (4)在本发明中获得的是一种微乳状液体，便于使用，同时，原料方便易得，节约大 量成本。
【附图说明】
[0031] 图1示出十四醇的DSC测试结果图；
[0032]图2示出实施例1对应的DSC测试结果图；
[0033] 图3示出实施例1对应的红外光谱图；
[0034] 图4示出实施例2对应的DSC测试结果图；
[0035] 图5示出实施例2对应的红外光谱图；
[0036] 图6示出实施例3对应的DSC测试结果图；
[0037] 图7示出实施例3对应的红外光谱图；
[0038] 图8示出实施例4对应的DSC测试结果图；
[0039] 图9示出实施例4对应的红外光谱图；
[0040] 图10示出实施例5对应的DSC测试结果图；
[0041] 图11示出实施例5对应的红外光谱图；
[0042] 图12示出对比例3对应的DSC测试结果图；
[0043]图13示出对比例3对应的红外光谱图；
[0044] 图14示出对比例5对应的DSC测试结果图；
[0045] 图15示出对比例5对应的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0046] 下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。
[0047] 在这里专用的词"示例性"意为"用作例子、实施例或说明性"。这里作为"示例性" 所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0048] 根据本发明，提供一种相变储热复合材料，其含有中长链醇。
[0049] 本发明人经过大量筛选和反复试验，在众多原料中意外发现，中长链醇，例如Cs-C16，优选C1Q-C 15，更优选C12_C14,尤其是在常温常压下为白色固体的十四醇，适合作为相变 储热材料。
[0050] 本发明人注意到，诸如十四醇的中长链醇在常温常压的条件下为液态，不溶于水、 甘油，而溶于丙二醇、乙醇、苯、氯仿、乙醚等，其相对于水的密度为0.82,因此其有常温常压 环境中使用具有质轻、安全可靠的优点；一方面，十四醇的相变点为38°C，相变热为209.1J/ g;无过冷现象，能够稳定的实现相变储热作用；另一方面，其化学性质稳定，常温常压下不 与其它物质发生化学反应，因此不易腐蚀存储容器;经差示扫描量热法(DSC)检测，如图1所 示，其在多次降温-升温循环中储能能力没有出现明显的下降趋势，是一种理想的低温相变 储热材料。
[0051 ]因此，本发明提供的相变储热材料的相变温度可以在25~35°C的低温范围内，为 人体感觉舒适最佳温度范围，可利用的相变热较高，占中长链醇例如十四醇总相变热的 84% 〇
[0052]然而中长链醇，例如十四醇的导热性能较差，其导热系数仅为0.167W/(m · K)，而 作为无机质的水是一种良好的导热介质，其导热系数达〇.5W/(m?K)，因此如果在十四醇中 引入水，将有可能提尚它的导热性能。
[0053]由于有机质中长链醇(如十四醇)与无机质水难以互溶，因此需要在体系中加入少 量表面活性剂使十四醇与水可均匀分散，形成微乳状复合体系。
[0054]该微乳状复合体系是由水相、油相、表面活性剂所形成的胶体分散体系。微乳状液 态物质为透明或半透明的自发形成的热力学稳定体系，包括胶束体系和反胶束体系。
[0055] 其中，表面活性剂溶于非极性的有机溶剂或有机物质如中长链醇中，其浓度超过 临界胶束浓度(CMC)，在有机溶剂内形成的胶束叫反胶束。
[0056] 反胶束是表面活性剂分子在非极性溶剂中自发形成的纳米级的油包水胶体分散 系，在该体系中，表面活性剂分子在界面上定向排列，碳氢链与有机相结合，极性端或荷电 头部及抗衡离子则向内排列，形成极性核，由此形成亲油基向外，亲水基向内，在水中稳定 分散，大小在胶体级别的粒子。本发明提供的相变储热复合材料即为反胶束体系。
[0057] 此外，由于纯的中长链醇如十四醇凝固后质地坚硬，且其凝固所成的形状不易控 制，因此在实际使用中受到诸多的限制，更无法制作空调服装，然而在十四醇体系中引入水 能够降低十四醇浓度，从而使相变储热复合材料凝固后成为凝胶态，这种体系的优势为当 利用十四醇的凝固点比水相高的特性，当十四醇凝固后而水相未凝固，使固态的十四醇碎 片化，有效的降低了硬度，并且熔点略有降低。更加便于在实际生产、生活中的使用，其体系 中的含水量可以达到5重量份而不明显降低相变储热材料的储热效果。
[0058] 据本发明一种优选的实施方式，提供一种包含中长链醇、水和表面活性剂的相变 储热材料，具体而言，该相变储热材料包含以下重量配比的组份：
[0059] 表面活性剂： 0.5~1.5份；
[0060] 中长链醇： 6份；
[0061 ]水： 0.4~5份；
[0062] 其中，表面活性剂也是一种分散助溶剂，优选吐温系列的表面活性剂，更优选为吐 温-80、吐温-60、吐温-40和/或吐温-20，最优选吐温-80。相对于每6重量份的中长链醇，其 用量优选为〇. 6~1.2份，更优选为0.8~1.0份。
[0063] 由于水的价格远低于十四醇价格，因此，相对于每6重量份的中长链醇，0.4~5重 量份的水能够保证相变热没有明显降低的情况下，用水稀释相变储热复合材料体系可以节 约大量的成本。当水与十四醇的重量配比大于5/6时，其相变热开始下降，并出现相分离的 现象；当水与十四醇的重量配比小于〇. 4/6时，制得的相变蓄储热复合材料在相变后的硬度 大，不便于使用。
[0064] 因此本发明优选相对于每6重量份的中长链醇，水为0.4~5重量份，优选为0.6~ 4.0份，更优选为0.8~3.0份，最优选为1.0~2.0份。
[0065] 本发明提供的上述相变储热复合材料具有特定的谱学特征，例如其红外光谱特征 峰为：3375cm-1，2956cm- 1，2916cm-1，2849cm-1，1654cm-1，1467cm- 1，1057cm-1，721cm-1〇 〇
[0066] 根据本发明，还提供上述相变储热复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0067] 在40-50°C下，按上述重量配比称取中长链醇(如十四醇）、表面活性剂和水，
[0068] 将称量好的表面活性剂置于容器中，向其中加入称量好的水，
[0069] 加入中长链醇(如十四醇），优选在搅拌的条件下加入，更优选分批加入或滴加，搅 拌速度为300~lOOOrpm，
[0070] 使上述组分混合，优选通过继续搅拌或超声波振荡方式使各组分充分混合均匀， 制备成微乳状相变储热复合材料。
[0071] 根据本发明，在制备相变储热复合材料的过程中，需要向水与表面活性剂的混合 物中加入十四醇，如果一次性加入，则会产生相分离现象并且在延长搅拌时间的情况下也 不会制备得到均匀体系的相变储热复合材料;而当在搅拌或超声的条件下分批加入或滴加 十四醇时，制得的相变储热复合材料的体系均匀，制备时间短。
[0072]本发明对于制备温度在40_50°C下即可完成。对于搅拌速度，当搅拌速度小于 300rpm时，由于搅拌强度过小，因此复合材料中十四醇、水及吐温等不能充分接触，不易形 成反胶束体系；当搅拌速度大于l〇〇〇rpm时，可快速形成反胶束体系，但能源消耗的成本大 于相变储热材料带来的效益，因此本发明优选搅拌的速度为300~lOOOrpm。
[0073]本发明提供的相变储热复合材料，在制备过程中所用的超声波振荡的温度为40-50°C ;当超声波的功率小于100W时，制得的相变储热复合材料体系不均匀，随着超声波振荡 的频率逐渐增大，相变储热复合材料的均匀度增加，但当超声波振荡的功率大于800W时，对 相变储热复合材料的性能未有显著提升，并且由于超声波功率较大长时间使用将会对仪器 造成损害。因此本发明优选的超声波振荡频率为100~800W，同样的，优选超声波的时间为 10s，间隔20s，重复10次。
[0074] 本发明人还发现，上述相变储热材料中的水可以用多元醇例如甘油来替代，而且 可以有效降低相分离的风险。
[0075] 不受理论的束缚，其原因可能在于，多元醇具有二个或更多个羟基，例如甘油分子 中具有三个羟基，因此其形成极性核时分子内及分子间的氢键作用更强，所形成的极性核 也更为稳定;此外，多元醇与十六醇均为有机物质，因此形成的相变储热材料更为稳定。
[0076] 因此，根据本发明一种优选的实施方式，上述相变储热复合材料中，使用多元醇如 甘油来替代水，优选地，相对于每6重量份的中长链醇如十四醇，多元醇为3~5重量份，优选 为3.2~4.5份，更优选为3.5~4.2份，最优选为3.6~4.0份。
[0077]所述多元醇可以是二元醇或三元醇，优选甘油，化学名称为丙三醇，其带有的三个 醇羟基易与水等形成氢键，因此其能与水、乙醇混溶，其导热性能良好，热导系数为0.29W/ (πι·Κ)，并且化学性质稳定，常温下不易与其它物质发生化学反应，使用时安全可靠。经实 验发现，以甘油替代水制备的相变储热材料，其在相变后同样质软，能够达到服装应用的水 平。
[0078] 根据本发明，当采用多元醇代替水后所得的相变储热复合材料具有特定的谱学特 征，其红外光谱特征峰为：3327cm-1，2918cm- 1，2850cm-1，1737cm-1，1648cm-1，1462cm- 1， 1349cm-1，1248cm-1，1098cm-1，1042cm- 1，848cm-1，719cm-。
[0079] 该相变储热复合材料仍可采用上述制备方法进行制备，例如其由以下方法制备得 到：
[0080] 在40-50°C下，称取十四醇、表面活性剂和水，将称量好的表面活性剂置于容器中， 向其中加入称量好的甘油，充分搅拌使表面活性剂溶解后，在搅拌的条件下分批加入或滴 加加入十四醇，继续搅拌或通过超声波振荡的方法使上述各组分充分混合均匀，制备成微 乳状相变储热复合材料。
[0081] 由于水与多元醇如甘油可以混溶，用它们的混合物来稀释相变储热材料体系，既 可有效降低材料的硬度，又可以使体系保持良好的稳定性。经试验研究发现随着体系中含 水量的提高，样品的凝固点和热焓值会明显下降，而含甘油的样品的凝固点不随甘油量的 提尚而变化。
[0082] 因此，根据本发明优选的实施方式，还提供一种相变储热复合材料，其包括以下重 量配比的组分： 表面活牲剂： 1~1.5份； 中长链醇: 6份;
[0083] 水： 2~2.5份； 甘油： 1.5~2份。
[0084] 在本发明中，甘油与水的重量配比并无特别的限制。
[0085] 本发明还发现，当使用上述混合物来制备相变储热复合材料时，凝固放热峰与熔 化吸热峰有着一一对应的关系，仅通过单纯提高最低冷却温度使材料部分不凝固以增加柔 软性，将会损失50 %材料相变热焓值。但我们利用此特点将水与甘油混合后制备相变储热 材料。
[0086] 该相变储热复合材料的红外光谱特征峰为：3269cm-1，2956cm- 1，2915cm-1，2847cm ―1，1472cm-1，1462cm-1，1348cm-1，1122cm- 1，1057cm-1，1041cm-1，1002cm-1，932cm- 1，729cm-1， 719cm-1。
[0087] 其例如可由以下方法制备得到：
[0088] 在40_50°C下，称取十四醇、表面活性剂和水，将称量好的表面活性剂置于容器中， 向其中加入称量好的水和甘油，充分搅拌使表面活性剂溶解后，在搅拌的条件下分批加入 或滴加加入十四醇，继续搅拌或通过超声波振荡的方法使上述各组分充分混合均匀，制备 成微乳状相变储热复合材料。
[0089] 本文中，所用术语"过冷"是指，液态物质在温度降低至凝固点而仍不发生凝固或 结晶等相变的现象。
[0090] 本文中，所用术语"油相"是指十四醇相。
[0091] 本文中，所用术语"水相"是指，水相、甘油相或者是水与甘油混合相。
[0092] 综合而言，本发明充分利用中长链醇如十四醇的熔点与人体感觉舒适的最佳温度 接近(为30_33°C)，并且其具有较大的相变潜热(209J/g);同时，水和/或甘油的导热系数优 于十四醇。
[0093]为此，本发明通过表面活性剂在搅拌或超声的作用下，将十四醇与水或甘油等按 特定比例混合制成微乳体系，该微乳体系由于水或甘油的加入，在体系相变热可以达到十 四醇总相变热的84%以上的条件下，使得相变温度略有降低，存在一个至两个相变点；同 时，体系的导热能力有所提高，增强了该相变储热材料在使用时的舒适度;此外，由于水或 甘油的加入，使得该体系在相变后为质软的凝胶态，大大降低了十四醇相变后的硬度，弥补 了十四醇在应用方面的缺憾，并且该体系相变性能稳定，实用性强。
[0094]医学专家证实此类相变材料可以应用于热敷疗法。热敷疗法在软组织损伤疾病的 治疗中占有重要的位置。该疗法可提升患处的温度，使皮下血管扩张、改善局部血液循环、 促进局部代谢的作用，可以消除慢性炎症、舒缓肌肉痉挛、松弛神经、改善筋腱柔软度，达到 止痛、去肿的效果。热敷还可使药物通过局部吸收，达到直达病灶的目的，使治疗更直接、更 有效。
[0095]此外根据十四醇的DSC结果表明：十四醇熔化峰的切线温度为35°C，即熔化初始温 度，并根据依数性原理，由于水和/或甘油的加入降低了相变材料自身的熔点。
[0096]因此，此种相变材料可以与人体产生热量的相互反馈。在忽略热量流失条件下，首 先储热材料提供热量给人体，当人体表面温度升高后提供热量给储热材料，然后储热材料 再提供热量给人体，如此反复循环增加使用时间，并只需在开始时给储热材料提供能量，之 后无需再提供能量。
[0097]因此，本发明还提供上述相变储热材料的用途，用于与人体产生热量的相互反馈， 在储热材料和人体之间进行热量相互供给和反馈，从而只需在开始时给储热材料提供能 量，之后无需再提供能量。
[0098]本发明提供的相变储热复合材料及其制备方法和用途具有以下优点：
[0099]第一，发明提供的相变储热复合材料的相变温度在25~35°C的低温范围内，为人 体感觉舒适最佳温度范围，并且可利用的相变热高达174J/g，占十四醇总相变热的84%，具 有制造暖手宝、暖贴等的应用前景；
[0100] 第二，本发明提供的相变储热复合材料经多次循环使用后，其储热能力仍保持良 好，可多次重复使用，具有实用价值；
[0101] 第三，本发明提供的相变储热复合材料化学性质稳定，不易腐蚀存储容器；
[0102] 第四，在本发明中以水稀释十四醇，制备复合体系，易于使用，同时，原料方便易 得，节约大量成本。
[0103] 实施例
[0104] 实施例以及对比例中所用药品及仪器的相关信息，列表如下：实施例以及对比例 中DSC的测定使用的Thermal Analysis公司公司生产的Q100差示扫描量热仪，测试结果放 热峰峰尖向上(exo up)，吸热峰峰尖向下；实施例以及对比例的红外测定使用的是Thermo Scientific公司生产的NIC0LET 6700，ATR方法进行测定，分辨率为4CHT1，扫描次数32次。实 施例以及对比例中使用的十四醇以及吐温-80均为国药集团生产，分析纯。实施例以及对比 例中甘油为北京化工厂生产，分析纯。实施例以及对比例中水为蒸馏水。
[0105] 实施例1
[0106]在40-50°C 下，称取6.00g十四醇，1.00g吐温-80，及2.58g水，
[0107] 将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的水，在搅拌的条件下滴加称 量好的十四醇，
[0108] 在搅拌的条件下分6次加入称量好的十四醇，每次加入lg，间隔搅拌30s，
[0109] 使上述各组分充分混合均匀，制备成微乳状相变储热复合材料。
[0110] (1)对制得的相变储热复合材料进行DSC分析，程序为：
[0111] 1)在80°C恒温;2) 10°C/min降至0°C，结果如图2所示。由图2可明显看出，热焓值为 174· 0J/g，凝固点为：36 · 09°C，19 · 83°C。
[0112] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图3所示， 3375cm- 1，2956cm-1，2916cm-1，2849cm-1，1654cm- 1，1467cm-1，1057cm-1，721cm-1。
[0113] 实施例2
[0114] 在40-50°C下，称取6. OOg十四醇，1. OOg吐温-80，及4.55g甘油，
[0115] 将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中一次性加入称量好的甘油，
[0116] 充分搅拌使吐温-80充分溶解后，在搅拌的条件下分6次加入称量好的十四醇，每 次加入lg，间隔搅拌30s，
[0117] 继续搅拌使上述各组分充分混合均匀，制备成微乳状相变储热复合材料。
[0118] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，程序为：
[0119] 1)在80°C恒温;2) 10°C/min降至0°C，结果如图4所示。由图4可明显看出，热焓值为 157.61^，凝固点为：31.69°(：，27.47°(：。
[0120] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图5所示。红外 光谱特征峰为：3327cm- 1，2918cm-1，2850cm-1，1737cm-1，1648cm- 1，1462cm-1，1349cm-1， 1248cm-1，1098cm- 1，1042cm-1，848cm-1，719cm-1。
[0121] 实施例3
[0122] 在40-50°C下，称取6. OOg十四醇，1. Og吐温-80，1 g水及1.8g甘油，
[0123] 将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的甘油及水，
[0124] 充分搅拌使吐温-80充分溶解后，在搅拌的条件下分6次加入称量好的十四醇，每 次加入lg，间隔搅拌30s，
[0125] 继续搅拌使上述各组分充分混合均匀，制备成微乳状相变储热复合材料。
[0126] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，程序为：
[0127] 1)在80 °C恒温；2) 10 °C/min降至0 °C，如图6所示。由图6可明显看出，热焓值为 131 · 6J/g，凝固点为：34· 49°C，21 · 25°C。
[0128] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图7所示，红外 特征峰为：3269cm- 1，2956cm-1，2915cm-1，2847cm-1，1472cm- 1，1462cm-1，1348cm-1，1122cm-1， 1057cm- 1，1041cm-1，1002cm-1，932cm-1，729cm- 1，719cm-1。
[0129] 实施例4
[0130] 在40-50°C 下，称取6. OOg十四醇，1. OOg吐温-80，及4.20g水，
[0131 ]将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的水，
[0132] 在搅拌的条件下将称量好的十四醇，分6次加入，每次加入lg，间隔搅拌30s，
[0133] 继续搅拌使上述各组分充分混合均匀，制备成微乳状相变储热复合材料。
[0134] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，程序为：
[0135] 1)在80°C恒温;2) 10°C/min降至0°C，结果如图8所示。由图8可明显看出，热焓值为 168 · 6J/g，凝固点为：31 · 09°C，29 · 08°C。
[0136] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图9所示。 3325cm- 1，2954cm-1，2916cm-1，2848cm-1，1737cm- 1，1462cm-1，1349cm-1，1096cm-1，1059cm- 1， 1026cm-1，1002cm-1，972cm-1，719cm- 1。
[0137] 实施例5
[0138] 在40-50°C 下，称取6 · OOg十四醇，1 · 50g吐温-80，及2 · 50g水，1 · 80g甘油，
[0139] 将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的水，
[0140]在搅拌的条件下将称量好的十四醇，分6次加入，每次加入lg，间隔搅拌30s，
[0141] 通过超声波振荡方式使各组份均匀混合，制备成微乳液，即相变储热复合材料。
[0142] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，程序为：
[0143] 1)在80°C恒温;2) 10°C/min降至0°C，由图10可明显看出，热焓值为154.7J/g，凝固 点为：33.33°C，22.45°C。
[0144] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图11所示。 3271cm- 1，2955cm-1，2915cm-1，2848cm-1，1471cm- 1，1462cm-1，1060cm-1，1024cm-1，1002cm- 1， 729cm-1。
[0145] 对比例1
[0146] (1)对十四醇进行DSC分析，程序为：
[0147] 1)在60°(：恒温；2)10°(：/11^11降至-10°(：;3)在-10°(：稳定511^11 ;3)10°(：/1^11升至60 °C，结果如图1所示。由图1可明显看出，热焓值为208.4J/g，凝固点为:33.37 °C，30.52 °C。
[0148] 对比例2
[0149] 在40-50°C下，称取6.00g十四醇，1.00g吐温-80，及10g水，将称量好的吐温-80置 于烧杯中，向其中加入称量好的水，在搅拌的条件下分6次加入称量好的十四醇，每次加入 lg，间隔搅拌30s，继续搅拌，制备成相变储热复合材料，此法制成的相变储热复合材料有严 重的分层现象，不具有实用价值。
[0150] 对比例3
[0151] 在40-50 °C下，称取6.00g十四醇，1.00g吐温-80及1 g水，将称量好的吐温-80置于 烧杯中，向其中加入称量好的水，在搅拌的条件下分6次加入称量好的十四醇，每次加入1 g， 间隔搅拌30s，分6次加入继续搅拌使上述各组分充分混合均匀，制备成微乳状相变储热复 合材料。该相变储热复合材料冷凝后硬度大，形成坚硬固体，不适于应用。
[0152] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，1)在80°C恒温;2) 10°C/min降至0°C， 结果如图12所示。由图12可明显看出热焓值为167.4J/g，凝固点为:34.93 °C，21.39 °C。
[0153] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图13所示。 3277cm- 1，2956cm-1，2915cm-1，2847cm-1，1472cm- 1，1462cm-1，1348cm-1，1057cm-1，1041cm- 1， 1023cm-1，1002cm-1，932cm-1，719cm- 1〇
[0154] 本方法制备的相变储热复合材料虽然其热焓值较大，相变温度也在人体感觉舒适 的最佳温度范围内，但其在冷凝后呈坚硬固体，在使用时会产生极大的不便。
[0155] 对比例4
[0156] 在40-50°C下，称取6.00g十四醇，1.00g吐温-80，及10g甘油，将称量好的吐温-80 置于烧杯中，向其中加入称量好的甘油，充分搅拌使吐温-80充分溶解后，在搅拌的条件下 分6次加入称量好的十四醇，每次加入lg，间隔搅拌30s，继续搅拌，制备成相变储热复合材 料，此法制成的相变储热复合材料有严重的分层现象，不具有实用价值。
[0157] 对比例5
[0158] 在40-50°C下，称取6.00g十四醇，1.00g吐温-80，及1.00g甘油，将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的甘油，充分搅拌使吐温-80充分溶解后，在搅拌的条件 下分6次加入称量好的十四醇，每次加入lg，间隔搅拌30s，继续搅拌使上述各组分充分混合 均匀，制备成微乳状相变储热复合材料，该相变储热复合材料冷凝后硬度大，形成坚硬固 体。
[0159] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，程序为：
[0160] (1)对制得相变储热复合材料进行DSC分析，1)在80°C恒温;2) 10°C/min降至0°C， 结果如图14所示。由图14可明显看出热焓值为165.4J/g，凝固点为:31.90°C，26.60°C。
[0161] (2)对制得的相变储热复合材料用红外光谱进行结构表征，结果如图15所示。红外 特征峰位：3320cm- 1，2955cm-1，2916cm-1，2848cm-1，1462cm- 1，1060cm-1，1027cm-1，1002cm-1， 973cm _1,729cm_1〇
[0162] 本方法制备的相变储热复合材料虽然其热焓值较大，相变温度也在人体感觉舒适 的最佳温度范围内，但其在冷凝后呈坚硬固体，在使用时会产生极大的不便。
[0163] 对比例6
[0164] 在40-50 °C下，称取6 · 00g十四醇，1 · 00g吐温-80，5g水及5g甘油，将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的甘油及水，充分搅拌使吐温-80充分溶解后，在搅拌的 条件下分6次加入称量好的十四醇，每次加入lg，间隔搅拌30s，继续搅拌，制备成相变储热 复合材料，此法制成的相变储热复合材料有严重的分层现象，不具有实用价值。
[0165] 对比例7
[0166] 在40-50 °C下，称取6. OOg十四醇，1. OOg吐温-80，3g水及5g甘油，将称量好的吐温-80置于烧杯中，向其中加入称量好的甘油及水，充分搅拌使吐温-80充分溶解后，在搅拌的 条件下分6次加入称量好的十四醇，每次加入lg，间隔搅拌30s，继续搅拌，此法制成的相变 储热复合材料有严重的分层现象，不具有实用价值。
[0167] 以上结合【具体实施方式】和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并 不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下， 可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明 的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种相变储热复合材料，其特征在于，该复合材料含有中长链醇。2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，该相变储热复合材料的相变溫度在25 ~35°C的低溫范围内。3. 根据权利要求1或2的相变储热复合材料，其特征在于，该复合材料含有水或者含有 多元醇，或者同时含有水和多元醇，所述多元醇优选为甘油；该复合材料还含有表面活性 剂，优选吐溫系列的表面活性剂，更优选为吐溫-80、吐溫-60、吐溫-40和/或吐溫-20，最优 选吐溫-80。4. 根据权利要求1至3之一所述的相变储热复合材料，其特征在于，所述中长链醇的链 长为C8-C16，优选Cl日-Cl日，更优选C12-C14，尤其是十四醇。5. 根据权利要求1至4之一所述的相变储热复合材料，其特征在于，该复合材料包含W 下重量配比的组份： 表面活性剂:0.5~1.5份，优选0.6~1.2份，更优选0.8~1.0份； 中长链醇:6份； 水:0.4~5份，优选0.6~4.0份，更优选0.8~3.0份，最优选1.0~2.0份； 优选地，该复合材料的红外光谱特征峰为：3375cm-i，2956cnfi，2916cm-i，2849cm-i， 1654cm-1，1467cm-1，1057cm-1，721cm-1。6. 根据权利要求1至4之一所述的相变储热复合材料，其特征在于，该复合材料包含W 下重量配比的组份： 表面活性剂:0.5~1.5份，优选0.6~1.2份，更优选0.8~1.0份； 中长链醇:6份； 多元醇:3~5重量份，优选3.2~4.5份，更优选3.5~4.2份，最优选3.6~4.0份， 优选地，该复合材料的红外光谱特征峰为：3327cm-1，2918cm-1，2850cm-1，1737cm-1， 1648cnfi，1462cnf 1，1349cnf 1，1248cnfi，1098cnf 1，1042cnf 1，848cnfi，719cnf 1。7. 根据权利要求1至4之一所述的相变储热复合材料，其特征在于，该复合材料包含W 下重量配比的组份： 表面活性剂： 1~1.5份； 中长链醇（如十四醇）：6份 米： 2~2.5份； 多元醇（如甘油）： 1.5~2份； 优选地，该复合材料的红外光谱特征峰为：3269cm-l，2956cm-i，2915cm-i，2847cm-i， 1472cm-1，1462cm-1，1348cm-1，1122cm-1，1057cm-1，1041cm-1，1024cm-1，1002cm-1，932cm-i， 729cnfi，719cnfi。8. -种制备根据权利要求1至7之一所述的相变储热复合材料的方法，其特征在于，该 方法包括W下步骤： 在40-50°C下，按上述重量配比称取中长链醇(如十四醇）、表面活性剂和水， 将称量好的表面活性剂置于容器中，向其中加入称量好的水， 加入中长链醇(如十四醇），优选在揽拌的条件下加入，更优选分批加入或滴加，揽拌速 度为300~1000巧m， 使上述组分混合，优选通过继续揽拌或超声波振荡方式使各组分充分混合均匀，制备 成微乳状相变储热复合材料。9. 根据权利要求8所述方法制得的相变储热复合材料，其相变溫度为30~40°C之间。10. 根据权利要求1-9之一所述的相变储热复合材料的用途，用于制备热敷制剂，或者 用于热敷疗法，优选用于软组织损伤疾病的治疗，更优选用于与人体产生热量的相互反馈， 即在忽略热量流失条件下，首先储热材料提供热量给人体，当人体表面溫度升高后提供热 量给储热材料，然后储热材料再提供热量给人体。
【文档编号】C09K5/06GK106085365SQ201610392128
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610392128.6, CN 106085365 A, CN 106085365A, CN 201610392128, CN-A-106085365, CN106085365 A, CN106085365A, CN201610392128, CN201610392128.6
【发明人】贺安琪, 徐怡庄
【申请人】宁海德宝立新材料有限公司