[发明专利]一种液冷服用相变乳状液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于传热材料技术领域，具体涉及一种液冷服用相变乳状液的制备方法。

背景技术

现有的液冷服冷却介质都是各种形式的冷却液，常见的如水、冰水混合物、乙烯基乙二醇与水组成的混合液及各种各样的冷冻液等。为了提高散热效率和有效的工作时间，目前基本上所有的液冷服均采用降低冷却液温度的作法，冷却液的温度通常为零度或零度以下。为提高热传导效率，液冷服的换热管路网通常是紧贴皮肤或相隔一层轻薄的面料，在零度或更低的冷却液温度下，便会造成人体皮肤温度过低，穿着不舒服；过低的皮肤温度会加大身体组织内的热传递，造成机体组织的振颤，从而引起人体生理甚至心理的不适感。

潜热型功能热流体由不同方法制成的相变材料微粒和单相传热流体混合构成固液多相流体，分为相变乳状液和微胶囊相变乳状液两种。与普通单相传热流体相比，由于相变材料微粒固液相变过程中吸收或释放潜热，因此在其相变温度段，该类多相混合流体具有很大的表观比热，且由于相变微粒对流体流动和传热的影响，可明显增大传热流体与管道壁面间的传热能力。不仅可作为高效传热介质，大幅度提高流体的有效表观比热和传热性能，显著减小换热器及冷热流体输送管道的尺寸，降低其输送功耗，而且所谓高效热能输运介质，大大减小和降低流体流量。

目前，大多数液冷服存在冷凝水问题，冷凝水的存在，不仅会影响液冷服的散热效率，而且大大降低了液冷服的穿着舒适性。如何在保证液冷服传热效率的前提下，提高其穿着舒适性，是我们迫切需求解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种液冷服用相变乳状液的制备方法，目的是降低粘度，避免堵塞液冷服管路。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种液冷服用相变乳状液的制备方法，包括如下步骤：

(1)将加热熔融的聚乙烯醇10-20重量份和乳化剂20-30重量份混合搅拌成均匀向体系A；

(2)将正十四烷10-20重量份、正十八烷40-80重量份和蒸馏水100-200重量份混匀得到体系B；

(3)将A滴加到B中，并加热至30-45℃，之后加入硬脂酸丁酯6-10重量份，经搅拌、乳化后即得。

加入硬脂酸丁酯之前如果不进行低温加热处理，会延长搅拌乳化的时间，并且最终得到的产品粘度相对要高一些，若加热温度过高，会对最终相变乳状液的稳定性造成不利影响。

所述搅拌采用剪切乳化机进行搅拌。

所述搅拌的转速为9000-10000rpm/min。高搅拌速率，保证相变乳状液的粒径足够小，避免乳滴直径过大，易堵塞管路的现象。

所述正十四烷与正十八烷的质量比为1:2-4，目的是使最终制得的相变乳状液形态稳定。

所述乳化剂为吐温20和/或TA-20乳化剂。目的是促进体系乳化。

所述TA-20乳化剂和吐温20的质量比为2-5:1。采用此比例的两种乳化剂混合，能够使得其与聚乙烯醇形成的均相体系能够降低制备最终相变乳状液的乳化时间，并且使得最终获得的相变乳状液稳定性更好。

所述方法还包括在步骤(3)搅拌之前加入0.1-0.5重量份的氯化钠。少量钠金属盐的加入，能够提高乳化液的分散均匀性，提高乳化效率。

硬脂酸丁酯作为润滑剂，无毒，能够增加最终得到相变乳状液的热稳定性。

聚乙烯醇应采用医药级聚乙烯醇，其不同意化工级别聚乙烯醇，其属于安全的高分子材料，对人体无毒，无副作用，具有良好的生物相容性。

本发明的有益效果：采用本发明的相变乳状液作为液冷服的冷却循环液，具有如下有点：(1)材料无毒无腐蚀，化学结构稳定；(2)材料价格低廉，原料来源广；(3)蓄冷密度大，过冷度很小，能够解决液冷服的穿着不舒适型问题；(4)传热性强，远远优于单相流体水。用其作为传热介质比单项流体水所需的流量小，可以减小液冷服中制冷装置和换热管路网的尺寸。本发明的相变乳状液粘度相对更低，具有减阻特点，不易堵塞管道，泵耗降低。在作为冷却液使用过程中，不会产生甲醛等有毒物质，安全性高。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

本发明提供一种相变乳状液，包括如下重量份的原料：

正十四烷10-20份、正十八烷40-80份、乳化剂20-30份、硬脂酸丁酯6-10份、聚乙烯醇10-20份和水100-200份。