【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于相变储能材料领域，特别涉及一种高焓值相变降温材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前个体冷却系统可采用的降温技术主要包括三种：气冷、液冷和相变冷却。气冷装置使用电池，不满足防爆要求，而且主要依靠蒸发汗液降温，容易造成人出汗过度，身体缺水。并且气流容易使衣服膨胀，影响作业。液冷降温效率高、可循环，但液冷装置体积大，重量重，限制了作业人员的活动。并且由于冷却回路的存在，服装内部可能会产生冷凝现象，导致服装舒适性降低。相变降温体积小重量轻，但目前相变降温存在的最大问题是冷应激强烈，且使用前需提前放入冷冻箱蓄冷，无法满足临时紧急任务需求。
2、相变降温材料根据其成分可分为有机相变材料和无机相变材料。有机相变材料无过冷、性质稳定，但蓄热密度小、导热系数小，不利于换热，且有机材料存在燃爆风险。无机相变材料储能密度大、传热快、导热系数大，其中最典型的是无机结晶水合盐类。但目前这类材料都存在两个问题，一是过冷现象，二是出现相分离，严重影响材料的使用性能。
3、过冷现象是指液态物质降温至理论结晶温度时并不结晶，而需要继续降温至理论结晶温度以下才开始结晶，理论与实际的结晶温度之差称为“过冷度”。过冷现象的存在使得相变材料结晶温度存在偏差，不能及时在理论温度结晶，造成能量的损耗，给实际的应用带来极大的不便。相分离是水合盐相变材料在加热过程中一部分盐由于溶解度低而未完全溶解，从而沉积在容器底部，当温度逐渐降低时，容器内将出现分层现象。相变材料使用过程中不断循环吸热熔化、放热结晶这一过程，沉积在容器底部无法溶解的
4、目前公开的相变蓄冷材料普遍相变温度偏低或偏高，无法满足服用要求。例如：公开号为cn113214796的专利技术专利公开了一种复合无机盐相变蓄冷剂，其相变温度为5.5～6.3℃，相变焓值约为140kj/kg；公开号为cn105018039的专利技术专利公开了一种相变蓄冷剂，其相变温度为-4～4℃，相变焓值约为280～300kj/kg；公开号为cn114656938的专利技术专利申请公开了一种无机蓄冷材料，其相变温度为1～8℃，相变焓值约为395.7～313.8kj/kg。虽然这些蓄冷剂的相变潜热都较高，但相变温度不满足服用，过低的相变温度会快速降温，引起人体冷应激，甚至造成使用人员的冻伤，不宜用于降温服装。公开号为cn110564373的专利技术专利公开了一种无机水合盐复合相变储热材料，其相变温度为70.2～87.3℃，相变焓值约为123.4～142.2kj/kg，其相变温度过高，且相变焓值较低，无法用于降温服装；公开号为cn111647388的专利技术专利公开了一种低温复合相变蓄冷剂，其相变温度为16.6～17.3℃，相变潜热为191.4～209.6kj/kg，虽然该复合相变蓄冷剂的相变温度和相变潜热都较为适宜，但蓄冷剂的主体成分为正十六烷和52#石蜡，以大量有机物制备而成，有燃爆的可能性，不适合用于消防领域。
5、本专利技术提供了一种由无机水合盐制备的高焓值相变降温材料，其相变温度为27.5～35.9℃，相变焓值为205～252j/g，相变温度满足人体热舒适性要求，材料成分安全，无毒不燃爆，适合用于消防领域降温。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高焓值相变降温材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术一种高焓值相变降温材料，由无机水合盐组成，其中所述的无机水合盐包括na2hpo4·12h2o和na2so4·10h2o。
3、本专利技术的一种相变降温材料，按重量百分比，组分包括：十二水磷酸氢二钠na2hpo4·12h2o：86％～98％、十水硫酸钠na2so4·10h2o：14％～2％。
4、本专利技术的一种相变降温材料的制备方法，包括：
5、(1)将配比将十二水磷酸氢二钠、十水硫酸钠混合，得到混合相变材料；
6、(2)将混合相变材料放入容器中密封，在恒温水浴中加热直至完全熔化，然后搅拌；
7、(3)在50-65℃的环境下保温后在室温下静置，得到无机水合盐相变降温材料。
8、上述制备方法的优选方式如下：
9、所述步骤(2)中放入容器中密封为放入样品瓶中并拧紧瓶盖。
10、所述步骤(2)中水浴温度为50-65℃，加热时间为1-2h。
11、所述步骤(2)中搅拌为初步混合后将容器放置恒温磁力搅拌器继续搅拌。
12、所述步骤(2)中搅拌时间为30-120min。
13、所述步骤(2)中搅拌速率为600-750r/min。
14、所述步骤(3)中保温时间为30-90min。
15、所述步骤(3)中相变降温材料的相变温度为27.5～35.9℃，相变焓值为205～252j/g。
16、本专利技术的一种所述相变降温材料在消防领域中的应用。
17、本专利技术的一种高焓值相变降温材料，采用无机水合盐十水硫酸钠充当十二水磷酸氢二钠的成核剂，通过聚合物共混理论制备了二元共熔相变材料，该复合材料呈现两相体系，其性能超出组分单独存在时的性能。该制备方法简单，所制备的相变降温材料相变温度适宜、相变焓值高，适用于人体降温领域。
18、本专利技术的优点是：无相分离现象，无需添加增稠剂，制备简单，价格低廉；无毒；不燃爆；在常温下可结晶，无需放入冰箱冷冻，使用方便；相变温度为27.5～35.9℃，满足室温下人体微环境舒适性的要求；相变焓值高，比热大，适合在消防救援环境中对消防作业人员进行降温，避免人体产生热应激。
19、有益效果
20、(1)本专利技术提供的二元共混相变材料体系中，通过改变na2so4·10h2o的比例，可以调节复合相变材料的相变温度，满足不同使用要求，具有广泛的应用前景；
21、(2)本专利技术提供的二元共混相变材料不存在相分离现象，材料性质稳定，可多次循环使用；
22、(3)本专利技术提供的二元共混相变材料其相变温度为27.5～35.9℃，处于人体皮肤表面舒适温度范围内，高温环境中使用本专利技术提供的二元共混相变材料对人体进行降温，不会产生冷刺激，提高了舒适性；
23、(4)本专利技术提供的二元共混相变材料其制备方法简便，无需添加其他助剂，成本低、效果好。
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1.一种相变降温材料，其特征在于，按重量百分比，组分包括：十二水磷酸氢二钠86％～98％、十水硫酸钠14％～2％。
2.一种相变降温材料的制备方法，包括：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水浴温度为50-65℃，加热时间为1-2h。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌时间为30-120min。
5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌速率为600-750r/min。
6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中保温时间为30-90min。
7.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中相变降温材料的相变温度为27.5～35.9℃，相变焓值为205～252J/g。
8.一种权利要求1所述相变降温材料在消防领域中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种相变降温材料，其特征在于，按重量百分比，组分包括：十二水磷酸氢二钠86％～98％、十水硫酸钠14％～2％。
2.一种相变降温材料的制备方法，包括：
3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水浴温度为50-65℃，加热时间为1-2h。
4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中搅拌时间为30-120min。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽芳，樊一楠，候茉晗，郭乐凡，李君美，江薇，徐秋玉，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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