一种-11℃无毒相变贮能材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种‑11℃无毒相变贮能材料及其制备方法，所述‑11℃无毒相变贮能材料按照质量百分比由以下组分构成：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP 1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％。通过本方法制备得到的‑11℃无毒相变贮能材料相变平台稳定，释冷时间长，无过冷度。

Non toxic phase change energy storage material at -11 degree C and preparation method thereof

The invention discloses a non-toxic phase change storage material at 11 degrees centigrade and a preparation method. The non-toxic phase change storage material at 11 degrees is composed of the following components: potassium chloride 10% ~ 40%, ammonium chloride 0.5% ~ 8%, hydrophilic aerogels 1% ~ 5%, homemade Amorphophallus modified SAP 1% to 8%, and water for water, The total amount of the percentage of upper mass was 100%. The phase change platform of the 11 phase nontoxic phase change material prepared by this method is stable, with a long release time and no undercooling.

【技术实现步骤摘要】
一种-11℃无毒相变贮能材料及其制备方法
本专利技术属于相变材料的开发
，具体地说，涉及一种-11℃无毒相变贮能材料及其制备方法。
技术介绍
在生产中，高能耗往往代表着高污染，如何能最大化的利用能源、减小污染，成为现如今的一个重要问题，而使用相变储能材料正是解决这些问题的有效方法。物质不同相之间的相互转变称为相变，物质相变时其温度在一定时间内保持不变，单位质量的物质在等温等压条件下从一个相转变为另一个相时将会吸收或放出热量，该热量称为相变潜热，利用物质的该特性制成相变材料。相变材料可将一定形式的能量在高于其相变温度时储存起来，而在低于其相变温度时释放出来，较好的解决了能量供求在空间和时间上不匹配的矛盾，有效的提高了能量的利用率，同时相变储能材料在相变过程中温度基本上保持恒定，能够用于调控周围环境的温度，并且可以重复使用。随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，消费者对于新鲜、优质及冷冻加工食品的需求越来越大。食品冷链运输过程中同样需要合适温度的相变材料对产品进行降温保鲜，从而延长产品的保质期。无机物相变材料是中、低温相变材料中的重要类型，它们具有融解热较大、导热系数高、相变时体积变化小、一般呈中性、毒性小、价格便宜等优点，但是，这类材料通常具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点。为防止无机物相变储能材料的腐蚀性，储能系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，从而增加了制造成本；而为抑制无机物相变储能材料在相变过程中的过冷和相分离，需通过大量试验研究，寻求好的成核剂和稳定剂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种-11℃无毒相变贮能材料及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种-11℃无毒相变贮能材料，按照质量百分比由以下组分构成：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％。进一步地，所述自制魔芋改性SAP通过以下方法制备得到：步骤1.1、将魔芋溶于水中，置于30-50℃下，并使魔芋在水中充分溶胀，制备得到质量分数为3％-10％的魔芋溶液；步骤1.2、用质量分数为20％-60％的氢氧化钠溶液中和丙烯酸至中和度为50％-80％，制备得到丙烯酸氢氧化钠溶液；步骤1.3、将过硫酸钾溶液加入上述步骤1.1制备得到的魔芋溶液中，搅拌10-20分钟，得到魔芋过硫酸钾溶液；其中，过硫酸钾溶液与魔芋溶液质量比为0.1～1:100，过硫酸钾溶液的浓度为0.1-0.8mol/L；步骤1.4、按照质量份称量以下组分：丙烯酸氢氧化钠溶液10-25份，丙烯酰胺10-25份，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.1份，步骤1.3制备得到的魔芋过硫酸钾溶液100份；步骤1.5、将称量好的丙烯酸氢氧化钠溶液，丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到魔芋过硫酸钾溶液中，于40℃-65℃下搅拌反应1.5-3小时；步骤1.6、充分洗涤，于55-65℃下干燥至恒重，粉碎，即得到自制魔芋改性SAP粉体。本专利技术还公开了一种-11℃无毒相变贮能材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1、制备自制魔芋改性SAP：步骤2、称量：按照质量百分比称量以下组分：按照质量百分比称量以下组分：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％；步骤3、将称量好的氯化铵和氯化钾置于研钵中研磨并混合均匀，将研磨并混合均匀的粉末混合物置于烧杯中，将称量好的蒸馏水加入该混合物中并搅拌直至所有盐完全溶解；制备得到混合盐溶液；步骤4、将称量好的亲水性气凝胶和自制魔芋改性SAP，加入步骤3制备得到的混合盐溶液中，于40-50℃下搅拌至均匀半透明啫喱状，制备得到-11℃无毒相变贮能材料。进一步地，所述步骤1中的制备自制魔芋改性SAP具体为：步骤1.1、将魔芋溶于水中，并使魔芋在水中充分溶胀，制备得到魔芋溶液；步骤1.2、用氢氧化钠溶液中和丙烯酸，制备得到丙烯酸氢氧化钠溶液；步骤1.3、将过硫酸钾加入到步骤1.1制备得到的魔芋溶液中搅拌处理；步骤1.4、按照质量份称量以下组分：丙烯酸氢氧化钠溶液10-25份，丙烯酰胺10-25份，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.1份，1.3制备得到的魔芋过硫酸钾溶液100份；步骤1.5、将称量好的丙烯酸氢氧化钠溶液，丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到魔芋过硫酸钾溶液中进行搅拌处理；充分洗涤，并干燥至恒重，粉碎，即得到自制魔芋改性SAP粉体。进一步地，所述步骤1.1中的魔芋溶液的质量分数为3％-10％；溶胀温度为30-50℃。进一步地，所述步骤1.2中的氢氧化钠溶液的质量分数为20％-60％；丙烯酸氢氧化钠溶液的中和度为50％-80％。进一步地，所述步骤1.3中的过硫酸钾溶液的浓度为0.1-0.8mol/L，过硫酸钾与魔芋溶液的质量比为0.1～1:100，搅拌时间为10-20分钟。进一步地，所述步骤1.5中的搅拌温度为40℃-65℃，搅拌时间为1.5-3小时；干燥温度为55-65℃。进一步地，所述步骤3中的搅拌温度为35-45℃。进一步地，所述步骤4中的搅拌温度为40-50℃。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：1)本专利技术相变材料中加入亲水性气凝胶，既可以防止相分离又可以充当晶核有效降低相变材料的过冷度；气凝胶作为目前世界上最轻的固体材料之一，具有高孔隙率低密度等特性，具有90％以上的孔隙率，因此具有超强的吸附性能，加入少量即可达到良好的增稠吸水作用，亲水性气凝胶主要为二氧化硅，二氧化硅本身即为一种良好的成核剂。加入1％-8％的亲水性气凝胶即可使该相变材料的过冷度由3℃降低为0.5℃以内。2)本专利技术自制魔芋改性SAP，其本身吸盐水性强，速率快，可有效降低相分离。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术-11℃无毒相变贮能材料随时间变化曲线；图2是本专利技术-11℃无毒相变贮能材料与常规相变材料的对比图；图3是本专利技术自制魔芋改性SAP对-11℃无毒相变贮能材料的影响，其中，a代表不添加自制魔芋改性SAP，b代表添加自制魔芋改性SAP。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本专利技术公开了一种-11℃无毒相变贮能材料，按照质量百分比由以下组分构成：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％。亲水性气凝胶成分为二氧化硅。相变材料作用机理为：相变材料从液态向固态转变时，材料要从环境中吸热，反之，向环境放热，在物理状态发生变化时可储存或者释放的能量称为相变潜热。发生相变的温度范围很窄，物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，大量相变潜热转移到环境中，产生了一个宽的温度平台，相变材料温度平台的出现，体现了恒温时间的延本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种‑11℃无毒相变贮能材料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分构成：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP 1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％。

【技术特征摘要】
1.一种-11℃无毒相变贮能材料，其特征在于，按照质量百分比由以下组分构成：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％。2.根据权利要求1所述的-11℃无毒相变贮能材料，其特征在于，所述自制魔芋改性SAP通过以下方法制备得到：步骤1.1、将魔芋溶于水中，置于30-50℃下，并使魔芋在水中充分溶胀，制备得到质量分数为3％-10％的魔芋溶液；步骤1.2、用质量分数为20％-60％的氢氧化钠溶液中和丙烯酸至中和度为50％-80％，制备得到丙烯酸氢氧化钠溶液；步骤1.3、将过硫酸钾溶液加入上述步骤1.1制备得到的魔芋溶液中，搅拌10-20分钟，得到魔芋过硫酸钾溶液；其中，过硫酸钾溶液与魔芋溶液质量比为0.1～1:100，过硫酸钾溶液的浓度为0.1-0.8mol/L；步骤1.4、按照质量份称量以下组分：丙烯酸氢氧化钠溶液10-25份，丙烯酰胺10-25份，N，N’-亚甲基双丙烯酰胺0.01-0.1份，步骤1.3制备得到的魔芋过硫酸钾溶液100份；步骤1.5、将称量好的丙烯酸氢氧化钠溶液，丙烯酰胺和N，N’-亚甲基双丙烯酰胺加入到魔芋过硫酸钾溶液中，于40℃-65℃下搅拌反应1.5-3小时；步骤1.6、充分洗涤，于55-65℃下干燥至恒重，粉碎，即得到自制魔芋改性SAP粉体。3.一种-11℃无毒相变贮能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、制备自制魔芋改性SAP：步骤2、称量：按照质量百分比称量以下组分：按照质量百分比称量以下组分：氯化钾10％～40％，氯化铵0.5％～8％，亲水性气凝胶1％～5％，自制魔芋改性SAP1％～8％，余量为水，以上质量百分比含量总量为100％；步骤3、将称量好的氯化铵和氯化钾置于研钵中研磨并混合均匀，将研磨并混合均匀的粉末混合物置于烧杯中，将称量好的蒸馏水加入该混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴坚，杨旭，严云，张松涛，尹怀刚，
申请(专利权)人：浙江科技学院，浙江微松冷链科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33