一种柔性复合蓄冷剂及其制备方法与流程

本发明涉及矿用蓄冷材料，具体是涉及一种柔性复合蓄冷剂及其制备方法。

背景技术：

1、为保障煤矿职工身心健康和安全生产，传统的防护方式包括机械制冷、机械制冰、热管降温和空气压缩式制冷等，但也存在耗能大、效果不佳、实施复杂等缺点。随着材料科学技术的进步和智能制造技术的升级，通过可穿戴个体降温防护方式实现人体降温逐渐成为目前研究的新兴方向。

2、得益于可穿戴个体降温防护服的应用，适用蓄冷剂的相变材料近年来逐渐收到科研人员的青睐。中国专利cn 115260771a公开了一种矿用高柔性相变蓄冷材料及其制备方法，将聚乙二醇溶解在dmf中，加入4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯，加入羟丙基甲基纤维素，得纤维素-聚乙二醇齐聚物；将纤维素-聚乙二醇齐聚物分散在水中，加入硅烷偶联剂kh550反应得硅烷封端纤维素-聚乙二醇齐聚物；无机填料复合硅烷封端纤维素-聚乙二醇齐聚物再加入硅橡胶、甘油混合均匀即得成品。通过形成纤维素-聚乙二醇齐聚物，利用含硅功能化合物进行封端，实现对纤维素-聚乙二醇接枝物性能的调控，设计综合性能优良的纤维素-聚乙二醇接枝物，通过无机纳米粒子增加材料强度，引入高柔性硅橡胶提升材料柔性。

3、中国专利cn 110845998a公开了一种柔性高分子材料蓄冷剂及其制备方法，由2-4份聚乙烯醇、1.5-2.5份丙二醇、1-3份甘油、1-2份硼砂和60-70份水制成。加热条件下，配制聚乙烯醇溶液，搅拌使其溶解；维持温度下，加入丙二醇、甘油，每次加入后充分搅拌均匀；配制硼砂溶液，并加热至相同温度；将硼砂溶液与获得的溶液相混合，搅拌均匀，即得蓄冷剂；转入包装袋中降至室温，然后冷冻。通过合理选择蓄冷剂组分及配比含量，特别是添加了部分甘油作为蓄冷助剂，甘油的加入既起到降温助剂的作用，更多的是起到软化剂的作用，从而使制备的蓄冷剂经冷冻蓄冷后仍然柔软，应用在防护服中更能贴合人体，提升穿着的舒适性。

4、中国专利cn 108913099a公开了一种蓄冷剂的制备方法、蓄冷剂、蓄冷块及其应用，将蓄冷剂的制备原料混合后置于温度低于-5℃的环境中，制备原料包括氯化物、水溶性甲壳素、醇类溶剂和水；蓄冷块内填充有上述蓄冷剂的蓄冷块，将蓄冷剂或蓄冷块可广泛应用于货物运输中。制得的蓄冷剂具有相变潜热高且性能稳定等优点，应用于食品或药品的运输过程中。

5、上述多种蓄冷剂的制备主要存在制备过程复杂，制得蓄冷剂蓄冷性能不稳定等缺点。同时，多种宣称柔性特点的蓄冷剂产品，其产品柔软性并不高，或者无法持续维持其柔软特性。这些因素都会影响其作为可穿戴个体降温防护服所需的严苛应用环境，从而使其无法真正应用在降温防护服产业中。

技术实现思路

1、针对当前矿用蓄冷材料存在的上述技术问题，本发明提出一种柔性复合蓄冷剂及其制备方法，其具有优异的相变蓄冷性能，且能够长期维持一定的柔软程度。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种柔性复合蓄冷剂，具体是由如下原料制成：

4、

5、作为本发明的优选技术方案，柔性复合蓄冷剂，具体是由如下原料制成：

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7、

8、另外，本发明还提出一种柔性复合蓄冷剂的制备方法，步骤如下：

9、(1)将水加热至50℃，加入羟甲基纤维素钠，搅拌溶解均匀；

10、(2)将体系升温至90℃，然后加入聚乙烯醇，搅拌溶解均匀；

11、(3)接着维持温度加入九水合硅酸钠、丙二醇以及二氧化硅，加入后搅拌混合均匀；

12、(4)最后维持温度将20％硼砂溶液加入至体系中，搅拌混合均匀形成柔软的凝胶；

13、(5)自然冷却至室温，包装后进行冷冻保存，即得所述柔性复合蓄冷剂。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：

15、本发明制备的蓄冷剂凝胶较好，柔软性好，可完美适用矿用降温服的使用需求。同时，制备的蓄冷剂可重复使用，且可持续保持一定柔软程度，便于可穿戴个体降温防护服的匹配使用，使穿着更加舒服。

技术特征：

1.一种柔性复合蓄冷剂，其特征在于，具体是由如下原料制成：

2.如权利要求1所述的柔性复合蓄冷剂，其特征在于，具体是由如下原料制成：

3.一种如权利要求1或2所述柔性复合蓄冷剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

技术总结
一种柔性复合蓄冷剂及其制备方法，涉及矿用蓄冷材料技术领域。柔性复合蓄冷剂由0.5‑2g羟甲基纤维素钠；5‑15g聚乙烯醇、0.1‑1.5g九水合硅酸钠、1‑5mL丙二醇、0.5‑5g二氧化硅、5‑20g硼砂溶液和80‑100g水制成。本发明制备的蓄冷剂凝胶较好，柔软性好，可完美适用矿用降温服的使用需求。同时，制备的蓄冷剂可重复使用，且可持续保持一定柔软程度，便于可穿戴个体降温防护服的匹配使用，使穿着更加舒服。

技术研发人员：任祥军,张奋奋,梁国治,戴昭斌,李卫龙,张灿明
受保护的技术使用者：安徽省煤炭科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11