相变材料的制作方法

本发明涉及包含脂肪醇的相变材料组合物和包括相变材料组合物的产品。

背景技术：

1、在本说明书中列出或讨论的在先公开的文件不应必然地被视为承认该文件是现有技术的一部分或是公知常识。

2、相变材料(pcms)是当它们改变相或状态，即，从固体到液体和反之亦然时吸收或释放大量“潜”热的物质。它们可用于调节温度和改善隔热。因此，它们发现在包装、服装、货物输送和绝缘材料中的应用。

3、有机pcms通常是指石蜡或非石蜡pcms。与其它pcms相比，它们的主要优点是良好的潜热储存能力、无过冷(supercooling)以及与塑料和金属的总体良好的相容性。然而，它们通常是具有低纯度等级的石蜡的混合物，其在特定温度下不能吸收热量。合成石蜡是不常见的并且可能是昂贵的。

4、非石蜡pcms包括普通脂肪酸和酯。它们可以由可再生资源产生，并且类似于石蜡波，具有良好的潜热储存能力和低的过冷。与其它有机化学品相比，它们通常还具有更高的闪点，因此它们火灾风险更小。然而，它们存在与一些材料的相容性问题以及随时间的氧化问题。此外，高纯度酯可能非常昂贵。

5、无机pcms通常是指水合盐。它们提供宽范围的熔融温度，具有良好的储热能力和不易燃的优点。然而，它们不如有机物耐久，因为随着时间的推移，水倾向于分离。过冷的存在和与通常用于罐的材料的相容性问题也给实际应用带来问题。

6、pcms可以用作用于生活用水(domestic water)和用于加热、通风和空调(hvac)系统的热电池中的调节温度介质。例如，但不限于住宅建筑，其中它们提供了优化能量消耗以维持舒适的室温的可能性。在这种应用中，由外部供应系统(例如，区域热系统、锅炉或太阳能收集器)提供的热能在最大功率可获得性的时段期间通过pcm类的热能存储系统(即，热电池)存储，并在最大功率需求的时段期间释放。例如，通过太阳能收集器供应热能时，pcms可以通过在白天储存能量并在夜间太阳辐射不可获得时释放能量来提高效率。

7、因此，需要解决上述一个以上的问题的改进的pcms。

技术实现思路

1、本发明涉及相变材料和包含所述相变材料的产品。在以下条款中描述了本发明的方面和实施方案。

2、1.一种相变材料组合物，其包含具有10至30个碳原子的脂肪醇，其能够储存和释放热能。

3、2.根据条款1所述的组合物，其中所述脂肪醇是具有10至26个碳原子、例如16至26个碳原子(例如20至24个碳原子，例如22个碳原子)的饱和直链脂肪醇。

4、3.根据条款2所述的组合物，其中所述脂肪醇选自由1-癸醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、1-十五烷醇、1-十六烷醇、1-十八烷醇和1-二十二烷醇组成的组中的一种以上(例如所述饱和直链脂肪醇选自由1-十六烷醇、1-十八烷醇和1-二十二烷醇组成的组中的一种以上)。

5、4.根据条款3所述的组合物，其中所述脂肪醇是1-二十二烷醇。

6、5.根据前述条款中任一项所述的组合物，其中所述组合物的熔点为4℃至85℃，例如为5℃至80℃，例如为6℃至75℃，例如为70℃。

7、6.根据前述条款中任一项所述的组合物，其中所述组合物的熔化潜热为100j/g至400j/g，例如为180j/g至300j/g，例如为291j/g。

8、7.根据前述条款中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含选自以下的另外的组分：成核剂、热稳定剂、抗氧化剂、金属失活剂、腐蚀抑制剂、阻燃剂、结构化剂、脂肪酸、热导率提高剂及其混合物。

9、8.根据条款7所述的组合物，其中所述另外的组分选自抗氧化剂、结构化剂、阻燃剂及其混合物。

10、9.根据条款7至8中任一项所述的组合物，其中所述另外的组分以0.01wt％至10wt％(例如0.1wt％至5wt％)的量存在。

11、10.一种相变材料产品，其包括容器和容纳在所述容器内的根据条款1至10中任一项所述的相变材料组合物。

12、11.根据条款10所述的产品，其中所述产品进一步包括热交换器。

13、12.根据条款11所述的产品，其中所述热交换器是板式热交换器或螺旋式热交换器。

14、13.一种产品或系统，其包含根据条款10至12中任一项所述的相变材料产品，任选地其中所述产品或系统选自织物、泡沫、医疗装置、电子产品、包装材料、建筑材料、制冷系统、水加热系统、以及加热、通风、空调(hvac)系统，任选地其中所述产品或系统是水加热系统(例如生活用水加热系统)或加热、通风、空调(hvac)系统。

15、14.一种调节环境中的温度的方法，其包括以下步骤：

16、(a)在环境中提供一定量的根据条款1至9中任一项的相变材料组合物；以及

17、(b)通过在环境和所述相变材料组合物之间热能的传递，在所述相变材料组合物中储存和释放热能，从而在一段时间内调节环境的温度。

18、15.根据条款14所述的方法，其中在环境和所述相变材料组合物之间热能的传递用于卫生用水的温度调节和/或用于加热、通风和空调(hvac)系统。

19、16.根据条款14至15中任一项所述的方法，其中所述一段时间为1分钟至7天，例如5分钟至3天，例如10分钟至1小时(例如20分钟)。

20、17.根据条款14至16中任一项所述的方法，其中在环境和所述相变材料组合物之间热能的传递用于位于所述环境内的热或冷敏感材料的温度调节。

21、18.根据条款17所述的方法，其中所述热或冷敏感材料是水。

22、19.具有10至30个碳原子的脂肪醇作为用于卫生用水和/或用于加热、通风和空调(hvac)系统的温度调节介质的用途。

1.一种相变材料组合物，其包含具有10至30个碳原子的脂肪醇，其能够储存和释放热能。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述脂肪醇是具有10至26个碳原子、例如16至26个碳原子(例如20至24个碳原子，例如22个碳原子)的饱和直链脂肪醇。

3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述脂肪醇选自由1-癸醇、1-十二烷醇、1-十三烷醇、1-十四烷醇、1-十五烷醇、1-十六烷醇、1-十八烷醇和1-二十二烷醇组成的组中的一种以上(例如所述饱和直链脂肪醇选自由1-十六烷醇、1-十八烷醇和1-二十二烷醇组成的组中的一种以上)。

4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述脂肪醇是1-二十二烷醇。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的熔点为4℃至85℃，例如为5℃至80℃，例如为6℃至75℃，例如为70℃。

6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物的熔化潜热为100j/g至400j/g，例如为180j/g至300j/g，例如为291j/g。

7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含选自以下的另外的组分：成核剂、热稳定剂、抗氧化剂、金属失活剂、腐蚀抑制剂、阻燃剂、结构化剂、脂肪酸、热导率提高剂及其混合物。

8.根据权利要求7所述的组合物，其中所述另外的组分选自抗氧化剂、结构化剂、阻燃剂及其混合物。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的组合物，其中所述另外的组分以0.01wt％至10wt％(例如0.1wt％至5wt％)的量存在。

10.一种相变材料产品，其包括容器和容纳在所述容器内的根据权利要求1至10中任一项所述的相变材料组合物。

11.根据权利要求10所述的产品，其中所述产品进一步包括热交换器。

12.根据权利要求11所述的产品，其中所述热交换器是板式热交换器或螺旋式热交换器。

13.一种产品或系统，其包含根据权利要求10至12中任一项所述的相变材料产品，任选地其中所述产品或系统选自织物、泡沫、医疗装置、电子产品、包装材料、建筑材料、制冷系统、水加热系统、以及加热、通风、空调(hvac)系统，任选地其中所述产品或系统是水加热系统(例如生活用水加热系统)或加热、通风、空调(hvac)系统。

14.一种调节环境中的温度的方法，其包括以下步骤：

15.根据权利要求14所述的方法，其中在环境和所述相变材料组合物之间热能的传递用于卫生用水的温度调节和/或用于加热、通风和空调(hvac)系统。

16.根据权利要求14至15中任一项所述的方法，其中所述一段时间为1分钟至7天，例如5分钟至3天，例如10分钟至1小时(例如20分钟)。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中在环境和所述相变材料组合物之间热能的传递用于位于所述环境内的热或冷敏感材料的温度调节。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述热或冷敏感材料是水。

19.具有10至30个碳原子的脂肪醇作为用于卫生用水和/或用于加热、通风和空调(hvac)系统的温度调节介质的用途。