[发明专利]烷烃基潜热储存材料组合物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷烃基潜热储存材料组合物和其用途，具体涉及一种具有低于正十六烷的熔点且靠近正十五烷的熔点的熔点(接近10℃)并具有大熔化潜热的烷烃基潜热储存材料组合物，和其用途。

背景技术

对有效使用多余的能量以实现节能和更有效的利用能量的需求不断增加。作为满足这一需求的有效解决方法，已经使用多种方法通过利用因物质相变而产生的潜热来实现热储存。就以下方面意义来说利用潜热的方法比仅使用显热且无相变的方法更有利：由于利用潜热的方法在窄温度范围内储存大量具有高密度的热能的能力，可以减小热储存材料的体积，并且由于对于其大储热能力而言温度变化并不大，因而可以将热损失抑制到低水平。

此类热储存材料用于例如储热型空气调节器、储热型建筑材料、各种绝热工具或装置和冷冻剂中，从而利用在液相和固相之间相变时吸收或释放的热。所用热储存材料的目的可以通过将其相变温度(例如熔点和凝固点)设定到所期望的温度(例如靠近室温的温度、靠近体温的温度等)来实现。

含有烷烃的热储存材料通常被称为潜热储存材料组合物，其具有因相变而产生的熔化潜热。

烷烃具有在用于人类生活的标准温度范围(5℃至30℃)内的熔点和凝固点。烷烃的熔点是通过碳原子数目来确定的。一般而言，在用于人类生活的标准温度范围内可以得到的具有奇数个碳原子的烷烃的熔化潜热(其例如对于15个碳原子而言为约160J/g)小于具有偶数个碳原子的烷烃的熔化潜热(其例如对于16个碳原子而言为约240J/g)。原因在于具有奇数个碳原子的烷烃和偶数个碳原子的烷烃在固态下具有不同晶系。另外，在仅具有偶数个碳原子的烷烃中更容易发生过冷却。

如上文所提及，烷烃的熔点和可以得到的潜热视碳原子数目而不同。举例而言，众所周知正十四烷(C14)具有熔点6℃和潜热约230J/g，正十五烷(C15)具有熔点10℃和潜热约160J/g，正十六烷(C16)具有熔点18℃和潜热约240J/g。具有约10℃熔点的烷烃并不具有足够大量的潜热。

另一方面，已知烷烃混合物具有化学上不可转变的熔点和凝固点(参见例如PTL 1)。这也适用于潜热的量。

常规实例包括：(i)含有以下并具有高于熔点的凝固点的冷和热储存材料：10重量％或更多的具有碳原子数目C_n的正链烷烃组分(A)和具有碳原子数目C_n+2的正链烷烃组分(B)中的每一种，以及小于10重量％的具有碳原子数目C_n+1的正链烷烃组分(C)(参见例如PTL 1)；(ii)使用通过使热储存材料微胶囊化所获得的热储存材料分散体的技术(参见例如PTL 2)；(iii)由正十六烷(C16)和正十四烷(C14)的混合物制成的热储存材料(参见例如PTL 3)；(iv)烷烃基潜热储存材料组合物，其含有正十七烷(C17)、正十八烷(C18)和正十九烷(C19)，其在温度升高时具有在20℃至25℃范围内的熔点，且其在20℃至40℃范围内的温度升高时具有200J/g或更大的吸热总潜热(参见例如PTL 4)；和(v)烷烃基热储存材料组合物，其优选地被用于冷却空气的空气调节器等中，且其含有由具有在-15℃至10℃范围内的熔点的正链烷烃(a)制成的潜热储存材料(A)和由具有比正链烷烃(a)的熔点高35℃或更多的熔点的正链烷烃(b)制成的过冷却抑制剂(B)(参见例如PTL 5)。

近年来，对用于冷却空气的空气调节器、汽车装运箱等中的在接近10℃的温度范围内具有大潜热(储热能力)的热储存材料的需求不断增加。

然而，具有接近10℃(即10℃)的熔点的正十五烷(C15)的潜热是如此小以至于阻碍正十五烷(C15)提供所期望的热储存材料。

另外，甚至依据如上文所提及的熔点和/或潜热，正十四烷(C14)和正十六烷(C16)的双组分体系在化学上不可转变，且未获得所期望的热储存材料。

如上文所解释，在常规技术中已经强烈的需要开发具有低于正十六烷的熔点且靠近正十五烷的熔点的熔点(接近10℃)并具有大熔化潜热的烷烃基(paraffin-based)潜热储存材料组合物，其尚未通过常规技术来解决。

引用列表

专利文献

PTL 1：JPH06234967A

PTL 2：JP2002241749A

PTL 3：JPH05214329A

PTL 4；JP2006321949A

PTL 5：JP2009173834A

发明内容

(技术问题)