专利名称：一种低温用相变材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种低温用相变材料及其制备方法，特别设计一种相变温度在-l(TC-- -23 'C之间的相变材料。
背景技术：
20世纪70年代以来，世界范围的能源危机促使蓄冷技术迅速发展。蓄冷技术，即在电 力负荷很低的夜间用电低谷期，采用电动制冷机制冷，利用蓄冷介质的显热或潜热特性，用 一定方式将冷量储存起来。在电力负荷较高的白天，也就是用电高峰期，把储存的冷量释放 出来，以满足建筑物空调或生产工艺的需要。它是缓解能量供求双方在时间、强度和地点上 不匹配的有效方式，是合理利用能源及减少环境污染的有效途径。
相变材料是蓄冷技术的应用载体，它从环境吸收热量或向环境放出热量，从而达到能量 的储存和释放的目的。目前蓄冷技术的研究和应用主要集中在空调领域，国内外对0'C以下 的低温相变蓄冷材料及其应用的研究还比较少。但在食品、化工、低温物流、医药、啤酒等 众多行业，对于0'C -4(TC温度范围的蓄冷有着巨大的需求。据有关部门统计，仅商业系统 的食品冷藏业，到目前我国冷库总容量已达880多万吨，总耗能折合用电量约为17.3亿度， 占全国耗能的1.8%。若单以耗电而言，约为5.7亿度，占全国发电量的1.6%。冷库的库温 范围一般为-10 -2(TC，需要开发专门的相变蓄冷材料及蓄冷系统。另外在低温物流方面， 运送不同的商品有不同的温度需求，如运输金枪鱼要求的温度为-35°C，运输黄油要求的温度 为-12。C，与之对应就需要有不同相变温度的低温相变蓄冷材料来满足要求。因此，进行低温 相变蓄冷材料的基础研究，研制出相变温度范围为0'C -4(TC，相变潜热大，过冷度小、无 相分离、性能稳定的新型低温相变蓄冷材料系列，并测定其基本的热物理性质，对于以后低 温蓄冷技术的大规模应用，显得尤为重要。
无机物类的相变材料存在明显的过冷现象及相分离现象，前一种现象增大制冷机组能耗， 后一种严重阻碍了材料的重复性利用并造成储能能力逐渐下降；而有机物类材料几乎没有过
冷现象，无相分离，无腐蚀性，且性能稳定，毒性较小，固体成形好。
发明内容
为低温蓄技术的大规模应用，本发明提出一种低温用相变材料，使材料具有相变潜热大、 无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
本发明提出一种低温用相变材料及其制备方法，以有机酸钠盐和丙三醇为原料，其中的 有机钠盐指的是甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、乳酸钠。 该方法包括以下步骤
(1) 将有机酸钠盐研碎成粉末状，加入丙三醇，按所需配比分别称量并均匀混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水并不断搅拌，直到混合物变成透明的液体。 在上述制备方法中，所述的混合物是有机酸钠盐和丙三醇组成的，其中有机酸钠盐丙三醇的 质量百分比在30% : 70%与70% : 30%之间；并且水占这种相变材料的重量百分比在60%-80%
以上，相变材料中的三种成分质量比例在l : l : 8到2 : 2 : 6之间。
采用本发明制备的相变材料，相变过程可逆，相变温度在-10'C-- -23'C之间，相变焓 大于100kJ/kg，材料具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
图1至图7是采用差示扫描量热仪(DSC)测量以下几个实施例的相变材料的相变温度和
相变潜热图。
具体实施例方式
实施例1
(1) 准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透 明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-23'C，结束温度 为-10。C，峰值温度为-17t:，相变潜热为174.5j/g，见附图l。
实施例2
(1) 准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-23'C，结束温度 为-l(TC，峰值温度为-18'C，相变潜热为180j/g，见附图2。 实施例3
(1) 准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。 实施例4 (1) 准备材料，选用甲酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透 明的液体。
实施例5
(1) 准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例l:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-14°C，结束温度 为-3'C,峰值温度为-6。C，相变潜热为156j/g，见附图3。 实施例6
(1) 准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。 实施例7
(1) 准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-26°C，结束温度 为-16。C，峰值温度为-18r，相变潜热为44. lj/g，见附图4。 实施例8
(1) 准备材料，选用乙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透 明的液体。
实施例9
(1) 准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
釆用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-i4x:，结束温度为
-3。C，峰值温度为-6'C，相变潜热为126j/g，见附图5。 实施例10
(1)准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2)将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透 明的液体。 实施例11
(1) 准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。 实施例12
(1) 准备材料，选用丙酸钠研碎，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
采用差示扫描量热仪(Dsc)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-3rc，结束温度为
-2(TC，峰值温度为-22。C，相变潜热为58.26j/g，见附图6。 实施例13
(1) 准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例1:4进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
采用差示扫描量热仪(DSC)测量，制得的相变材料的相变起始温度为-l(TC，结束温度为 -0.8°C，峰值温度为-3。C，相变潜热为172.2j/g，见附图7。 实施例14
(1) 准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例3:5进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。 实施例15
(1) 准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例2:1进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例3:7进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。 实施例16
(1) 准备材料，选用乳酸钠，加入丙三醇按质量比例l:l进行混合；
(2) 将两种物质均匀混合后加入水按质量比例2:3进行混合并不断搅拌直到混合物变成透
明的液体。
权利要求
1.一种低温用相变材料，其特征在于其以有机酸钠盐和丙三醇为原料，另加有水，有机酸钠盐:丙三醇的质量百分比在30％∶70％到70％∶30％之间，并且水占这种相变材料的重量百分比在60％-80％，有机酸钠盐:丙三醇水的质量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之间；所述有机钠盐指的是甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠或乳酸钠；所述相变材料的相变温度在-10℃---23℃之间，相变焓大于100kJ/kg。
2、权利要求1所述的低温用相变材料的制备方法，该方法包括以下步骤(1) 将有机酸钠盐研碎成粉末状，加入丙三醇，按所需配比分别称量并均匀混合；(2) 将两种物质均匀混合后加入水并不断搅拌，直到混合物变成透明的液体； 所述的混合物中有机酸钠盐丙三醇的质量百分比在30% : 70%与70% : 30%之间，并且水占这种相变材料的重量百分比在60%_80%以上，有机酸钠盐丙三醇水的质量比例在l : 1 :8到2: 2 : 6之间；所述有机钠盐指的是甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠或乳酸钠。
全文摘要
本发明提出一种低温用相变材料及其制备方法，以有机酸钠盐和丙三醇为原料，包括以下步骤(1)将有机酸钠盐研碎成粉末状，加入丙三醇，按所需配比分别称量并均匀混合；(2)将两种物质均匀混合后加入水并不断搅拌，直到混合物变成透明的液体。其中有机酸钠盐∶丙三醇的质量百分比在30％∶70％与70％∶30％之间；并且水占这种相变材料的重量百分比在60％～80％以上，相变材料中的三种成分质量比例在1∶1∶8到2∶2∶6之间。采用本发明制备的相变材料，相变过程可逆，相变温度在-10℃～-23℃之间，相变焓大于100kJ/kg，材料具有相变潜热大、无毒性、无腐蚀性、制备简单等特点。
文档编号C09K5/00GK101372613SQ200810232838
公开日2009年2月25日 申请日期2008年10月9日 优先权日2008年10月9日
发明者李夔宁, 郭宁宁 申请人:重庆大学