[发明专利]一种基于十四烷的定形相变材料及其制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及材料领域，具体涉及一种在一定温度范围内进行固液改变的相变材料。

背景技术：

医药(包括血液、药品、疫苗等)及食品在运输过程中，往往需要保持恒定的温度以防止医药失效或食品变质。对于冷冻保存，目前在无电力供应的条件下通常采用干冰、结晶盐等材料以保持低温，但这些材料降温速率快，很难维持温度的平衡状态，保温时间短；并且干冰等是一次性消耗产品，不可重复使用。另一方面，在外界环境温度低于0℃以下时，而有些血液等医药产品及食品要求保存在0℃～10℃的温度范围内，这时干冰等主要用于降温的材料往往无法满足要求。而对于冷藏保存，一般采用的为带保温层的箱体，配合冷藏型冰袋，但这种保藏仅可保持在0～8℃内24小时，仍然不能满足冷藏保存和运输的要求。

十四烷(Tetradecane)在5℃～7℃之间会发生固液相变，吸收或放出约200J/g的热量，因此可用于调节周围温度。由于十四烷室温下为液态，直接应用非常不便。发明人以“十四烷”和“相变材料”为关键词，检索1963-2007年的德温特世界专利数据库、1884-2007年间的EI数据库，和1994-2007年的SCI数据库，均未查到使用十四烷作为定形相变材料及其制备方法相关的文献。

发明内容：

本发明的目的在于利用十四烷的相变特点，提供一种适合应用于医药及食品运输的基于十四烷的定形相变材料，该材料不仅适用于在高温环境下保温，还适用于在低温环境下保温。能够在环境温度高热或严寒(-20℃～40℃)条件下保持冷藏温度的相对恒定，温度变化在0℃～10℃范围内，适合用于医药或食品贮运等设备。

本发明基于十四烷的定形相变材料，由包括质量百分比为30-80％的十四烷和余量的高分子骨架材料混合加工而成，所述高分子骨架材料为聚乙烯(PE)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)中的一种或多种的组合。

其中，还包括质量百分比为0-5％的交联剂，交联剂包括但不限于过氧化二异丙苯(DCP)、过氧化二苯甲酰(BPO)、和过氧化苯甲酸特丁酯中的一种。

所述定形相变材料可以为硬质板材，其中包含质量百分比为15～70％的聚乙烯PE。余量中包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)，余量还可以包括交联剂。

所述定形相变材料可以为软质卷材，其中包含质量百分比为20～70％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SBS或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS；余量可以为交联剂。

本发明的另一目的在于提供该种定形相变材料的制造方法。

该制造方法，包括以下步骤：

1)将PE、和/或SBS、SIS在60-80℃烘干6-12小时后，冷却至室温；将二者与C14和交联剂按比例混合均匀，室温下放置24小时。

2)将1)的混合体系在螺杆挤出机中挤出，挤出机从加料口、机筒到机头的各段温度分别为130-150℃、140-150℃和130-150℃。

3)挤出的型材经表面包覆乙烯-乙烯醇共聚物EVOH薄膜后冷却成定形相变材料。

本发明材料的使用原理是利用其固液相态的转化而吸放热量维持温度，所以在没有泄漏的条件下可以无限次重复使用。该材料具有如下特征：(1)在环境温度低于7℃时结晶放热，在环境温度高于7℃时结晶熔融吸热；(2)在结晶和熔融过程中材料的外部形状不发生变化；(3)可以多次循环使用；(4)材料本身无毒无害。本发明采用高分子材料作为骨架材料，将十四烷分散包覆其中，制备得到的定形相变材料制品，由于作为骨架的高分子材料在工作温度范围内(如-20～40℃)以及在十四烷相变前后都不会发生形状变化，因此可以保持相关制品的形状和强度，不会发生塌陷或流淌，也不存在泄漏的问题。这样得到的定形相变材料不仅安全，而且方便应用，可广泛应用于医药、食品、血液制品等的低温保存和运输。

附图说明：

图1为十四烷的DSC图；

图2为本发明实施例1的定形相变材料的DSC图。

图3为本发明定型相变材料制成的运血箱在高温环境中使用其中血液的温度曲线。

图4为本发明定型相变材料制成的运血箱在低温环境中使用其中血液的温度曲线。

具体实施方式：