[发明专利]一种相变材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于相变蓄冷材料制备技术领域，具体涉及一种相变材料及其制备方法和应用。该相变材料的原料包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯纤维、消泡剂和凝固点调节剂。聚乙烯醇和硼砂发生交联反应得到的结构在相变材料中起到主体作用，是发挥蓄冷作用的重要材料。本发明创造性地将聚丙烯纤维应用到蓄冷材料中，聚丙烯纤维可以起到骨架作用，提高了高分子材料的强度，相变材料在使用过程中不易出现碎裂的问题。

技术领域

本发明属于相变蓄冷材料制备技术领域，具体涉及一种相变材料及其制备方法和应用。

背景技术

国家工程建设发展的步伐加快，在炎热夏季，我国南方和西北等地区均存在大量需要室外作业的场景，例如，线路检修工人，野外施工作业的勘探工人，野外建造发射塔工人等等需要室外作业的场景，那么在酷暑的高温下怎样为施工作业人员保障降温、防止因高温发生健康问题成了许多施工建设企业的挑战性难题。

当前技术，相变蓄冷产品在实际使用中不便，主要存在以下几个问题：其一，材料的相变潜热值较低（低于200J/g）蓄冷能力不足，蓄冷时间短；其二，相变温度难以根据实际需要灵活调控，导致对材料进行蓄冷时能耗较高；其三，现有的相变蓄冷材料的机械强度较低，填充到工人着装的衣服中稍微收到外力作用将导致在衣服中产生碎裂的小块，对衣服的外观和触感产生非常不好的感觉，影响着装使用人的心情和形象。

中国专利文献CN105368403A公开了一种相变储能材料，包括多元羧酸或其衍生物、成核剂和增稠剂，其中成核剂为硼砂、硅酸钠、硫酸钙至少一种，增稠剂为聚丙烯酰胺或聚乙烯醇。但是该相变储能材料为储热材料，相变温度在90-120℃，不适合作为蓄冷材料使用，并且羧酸作为一类弱酸具有一定的腐蚀性，对作业安全性存有隐患。蓄热材料和蓄冷材料对原料的要求也不相同，蓄热材料又分为高温蓄热和常温蓄热等类型，且各个类型对材料的组分和物性特征要求也不一样。比如，蓄冷材料对耐热性的要求不高，高温挥发物的要求不严格。蓄冷材料是根据相变点温度以及潜热值等指标要求设计的。基于此，研究一种具有较大相变潜热值、相变点温度可调、机械强度较高的相变蓄冷材料成为了当前亟需解决的技术难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的相变材料的潜热值低、机械强度低导致易裂等缺陷，从而提供了一种相变材料及其制备方法和应用。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了聚丙烯纤维在制备相变蓄冷材料中的应用。

本发明提供了一种相变材料，其原料包括聚乙烯醇、硼砂、聚丙烯酰胺、聚丙烯纤维、消泡剂和凝固点调节剂。

所述相变材料包括质量比为(1-15): (0.1-12):(0.1-3):(0.1-4):(0.01-2):(0.3-18)的聚乙烯醇、硼砂、聚丙烯酰胺、聚丙烯纤维、消泡剂和凝固点调节剂。

所述凝固点调节剂包括质量比为(0.1-6):(0.1-6):(0.1-6)的乙二醇、丙二醇和氯化钾。

所述聚丙烯纤维的长度为1-3cm。

所述相变材料的原料包括质量比为(1-15):(0.1-6):(0.1-3):(0.1-4):(0.01-2):(0.3-18):(0.1-6):(0.1-6):(0.1-6)的聚乙烯醇、硼砂、聚丙烯酰胺、聚丙烯纤维、消泡剂、乙二醇、丙二醇和氯化钾。

此外，本发明还提供了一种相变材料的制备方法，包括以下步骤，

（1）除硼砂外的其它原料与水混合，加热直至水溶性原料充分溶解以及不溶性原料分散均匀后得到第一溶液；硼砂加与水混合，加热至硼砂充分溶解后得到第二溶液；

（2）控制第一溶液温度为40-80℃、第二溶液温度为40-60℃；第二溶液与第一溶液混合，静置后得到初级产物，经洗涤后得到所述相变材料。