[发明专利]一种冷藏车用低温相变蓄冷材料

说明书

技术领域

本发明涉及食品冷藏领域，尤其涉及一种蓄冷材料。

背景技术

冷藏车用低温相变蓄冷材料的相变温度与冷藏运输的产品有关。产品在7℃以下进行冷藏运输的车辆为冷藏运输车，易腐食品的储藏温度都在一般在10℃以下。也有特殊类产品的冷藏运输温度在-45℃以下，例如金枪鱼的冷藏运输。本文配制相变温度在-40℃～-50℃的相变蓄冷材料，用于蓄冷冷藏车系统。

低温相变蓄冷材料研究的是固-液相变材料，相变温度都在0℃以下，国内外学者对低温相变蓄冷材料进行了研究和总结。开发出的低温相变蓄冷材料主要分为三大类：有机类、无机类和有机无机复合类。无机类包括无机水合盐，无机共晶盐水溶液，有机类有：直连烷烃类（碳原子数目从4到14）、脂肪酸类、一元醇类、多元醇类、脂类和醚类。

冷藏车用蓄冷材料的应用中无机类最多，其中最先使用的是冰，利用冰融化时吸收的热量来冷却食品，但是这种方法只对在0℃附近储藏的产品有效。为了得到更低的冷藏温度，通过在水中添加无机盐的方法使水的凝固点降低，制取共晶盐水溶液，其相变温度会在零度以下。例如南澳大利亚大学的Ming Liu等将融化温度为-26.7℃，相变潜热为154.4kJ/kg的氯化镁水溶液应用于一种新型的冷藏车系统。

一般无机盐水溶液的相变温度比较单一，不能满足各种温度范围的易腐食品的储藏需要，因此需要开发出不同温度范围的相变材料，需要有两种或两种以上的无机或者有机盐与水进行合理的配比。为了方便相变材料的储存和运输，有学者将相变材料包裹在微小的胶囊里面，制成相变材料微胶囊，例如Y.H.Tseng等采用脲醛树脂为囊壁制备了正十五烷、正二十烷和工业石蜡微胶囊。由于固-液相变材料多数有毒性或者对环境有危害，为了防止固液相变过程中的液体渗漏污染环境，固-固相变材料体现了其优越性，主要有多元醇类、石蜡烃类、金属氯化物类、聚合物共混物等。例如陈智等开发了一种月桂酸/活性碳复合相变储能材料，能够有效地适应储能容器。

有机物类相变材料主要包括：石蜡类、直链烷烃、羧酸类、羧酸脂类、多元醇类、正烷醇类、糖醇类和聚醚类等。有机物类相变材料在相变温度低于0℃时相变潜热都比较小，一般小于200kJ/kg。石蜡烷烃类相变材料在碳原子小于10的时候具有强挥发性，并且有一定的毒性。羧酸类对金属有腐蚀性，羧酸脂类易挥发，且不稳定、易分解，糖醇类相变温度高于0℃。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种稳定性好、不易分解、安全无毒、成本较低的蓄冷材料。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种相变温度在-40℃～-50℃低温相变蓄冷材料。

为实现上述目的，本发明提供了一种低温相变蓄冷材料，包括乙二醇和正庚醇，其中乙二醇和正庚醇质量比为10-35:90-65，如乙二醇和正庚醇质量比可以为10:90、20:80、22:78、25:75、28:72、30:70、35:65。

优选地，所述低温相变蓄冷材料中乙二醇和正庚醇质量比为20-30:80-70，如乙二醇和正庚醇质量比可以为20:80、22:78、25:75、28:72、30:70。

更优选地，所述低温相变蓄冷材料中乙二醇和正庚醇质量比为25-28:75-72，如乙二醇和正庚醇质量比可以为25:75、28:72。

进一步的，由于相变材料的导热系数很小，严重影响材料的充冷和放冷性能。经过大量的实验研究，申请人发现采用添加膨胀石墨的方法能够改善相变材料的导热性能，增加成核。

优选地，所述低温相变蓄冷材料还包括膨胀石墨，其中膨胀石墨的重量分数为5-7份，乙二醇的重量分数为25-27份，正庚醇的重量分数为65-68份。

更优选地，膨胀石墨的重量分数为6.1份，乙二醇的重量分数为26.3份，正庚醇的重量分数为67.6份。

本发明还提供了另一种低温相变蓄冷材料，由质量比为5.7：94.3的膨胀石墨和正己醇组成。

技术效果

本发明所提供的低温相变蓄冷材料，膨胀石墨/乙二醇/正庚醇的优选组合下其潜热和相变温度为102kJ/kg、-43.3℃，膨胀石墨/正己醇的优选组合下其潜热和相变温度为144.8kJ/kg、-51℃。

膨胀石墨/正己醇相变蓄冷材料和膨胀石墨/乙二醇/正庚醇相变蓄冷材料的密度分别是0.63g/cm³和0.68g/cm³，导热系数分别为0.7245W/m·K，和0.8357W/m·K，比热容分别为1728.8J/kg·K和529J/kg·K。