凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液及其制備方法。本發(fā)明是由占總質(zhì)量90%的相變石蠟乳液和占總質(zhì)量10%的高分子凝膠組成。通過凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，不需要高速攪拌分散即能使相變石蠟乳液穩(wěn)定，并能根據(jù)實際需要制備成半流動態(tài)或凝固態(tài)，即使經(jīng)過反復(fù)加熱冷卻，也不會發(fā)生分層、沉降或析出，制備工藝簡單，成本低，易于推廣。
【專利說明】凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及相變儲能【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相變材料作為能量存儲的有效介質(zhì)廣泛應(yīng)用于日常生活，石蠟等有機相變材料潛熱高、無過冷度等優(yōu)點，但是熱傳導(dǎo)差，容易燃燒；在相變過程時會發(fā)生固態(tài)與液態(tài)的轉(zhuǎn)化，因此必須得有容器封裝才能使用，否則會有液體泄露，因此應(yīng)用受到限制。
[0003]石蠟是從石油中提煉出來不同分子質(zhì)量烷烴類的混合物，它是一種內(nèi)聚力較強的油性有機物質(zhì)，不溶于水，具有較高的相變潛熱值，相變過程中無過冷及析出現(xiàn)象，性能穩(wěn)定、無毒、無腐蝕性，因此，石蠟相變儲能材料的研究和使用受到了廣泛重視。。
[0004]石蠟乳液是將石蠟均勻地分散在水中，借助乳化劑的定向吸附作用，改變其表面張力，并在機械外力作用下形成乳液。石蠟乳液由于相變過程中可以大幅提高流體的有效比熱和傳熱性能。相 變?nèi)橐嚎梢酝瑫r利用相變材料的潛熱容量和水的顯熱容量，在相同溫度變化范圍內(nèi)的儲能密度是水體系的2到5倍，過冷度小，儲能過程中溫度變化小，傳熱性能好的優(yōu)點，但相變石蠟乳液的穩(wěn)定性較差。
[0005]中國專利申請?zhí)?00710035429.4以凝膠為載體的復(fù)合相變材料，相變焓高，蓄熱
效果佳，具有一定的塑形，但工藝中使用了有一定毒性的二氧六環(huán)，并且通過直接原位聚合合成凝膠，會導(dǎo)致一定單體殘留，該方法并不環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有相變?nèi)橐悍€(wěn)定性較差，并作為對上述專利缺陷的一種改進，提出一種凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液及其制備方法。
[0007]所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液由占總質(zhì)量90%的相變石蠟乳液和占總質(zhì)量10%的高分子凝膠組成；所述相變石蠟乳液由石蠟、乳化劑和水組成，所述高分子凝膠是經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)的羧甲基纖維素、海藻酸鈉和線性聚丙烯酰胺的混合物。
[0008]所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液的制備方法，其特征在于采用如下步驟:將羧甲基纖維素、海藻酸鈉和線性聚丙烯酰胺充分溶解于水中成高分子溶液，將石蠟與乳化劑加熱成熔融液，在攪拌下將熔融液加入到高分子溶液中，再加入交聯(lián)劑，攪拌后真空靜置脫氣后制得凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液。
[0009]所述石蠟可以是熔融溫度為5°C到70°C之間任一溫度的石蠟。
[0010]所述復(fù)合乳化劑為脂肪醇聚乙烯基醚、十二烷基苯磺酸鈉、山梨醇月桂酸單酯、吐溫按質(zhì)量比4:1:1:1的混合物。
[0011]所述交聯(lián)劑為檸檬酸鋁和草酸鈣按質(zhì)量比2:1的混合物，所述交聯(lián)劑占高分子凝膠質(zhì)量百分比為0.1-0.7%。
[0012]本技術(shù)方案具有的有益效果是通過凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，不需要高速攪拌分散即能使相變石蠟乳液穩(wěn)定，并能根據(jù)實際需要制備成半流動態(tài)或凝固態(tài)，即使經(jīng)過反復(fù)加熱冷卻，也不會發(fā)生分層、沉降或析出，制備工藝簡單，成本低，易于推廣。
[0013]【具體實施方式】
[0014]實施例1
取線性聚丙烯酰胺85克、羧甲基纖維素9克、海藻酸鈉5.85克，溶解在590克水中，形成高分子溶液，將石蠟230克與脂肪醇聚乙烯基醚45.7克、十二烷基苯磺酸鈉11.42克、山梨醇月桂酸單酯11.42克、吐溫11.42克在100°C水浴下加熱成熔融液，在轉(zhuǎn)速為400r/min(rpm)攪拌的情況下將熔融液慢慢加入到高分子溶液中，直到形成白色粘稠狀乳液，在室溫下加入檸檬酸鋁0.1克和草酸鈣0.05克，繼續(xù)以400r/min(rpm)攪拌5分鐘，放在50°C的真空烘箱內(nèi)脫除氣泡I小時，得到乳白色半凝固狀凝膠。
[0015]實施例2
取線性聚丙烯酰胺60克與羧甲基纖維素34克、海藻酸鈉5.7克，加入到水765克中充分溶脹，配制成高分子溶液，將石蠟100克與脂肪醇聚乙烯基醚20克、十二烷基苯磺酸鈉5克、山梨醇月桂酸單酯5克、吐溫5克在100°C水浴下加熱成熔融液，在400r/min(rpm)攪拌的情況下慢慢加入，直到形成白色粘稠狀乳液，在室溫下加入檸檬酸鋁0.2克和草酸鈣0.1克，以500r/min (rpm)攪拌2分鐘，放在50°C的真空烘箱內(nèi)脫除氣泡2小時，得到乳白色半凝固狀凝膠。
[0016]實施例3
取線性聚丙烯酰胺60克 與羧甲基纖維素34克、海藻酸鈉5.4克，加入到水765克中充分溶脹，配制成高分子溶液，將石蠟100克與脂肪醇聚乙烯基醚20克、十二烷基苯磺酸鈉5克、山梨醇月桂酸單酯5克、吐溫5克在100°C水浴下加熱成熔融液，在400r/min(rpm)攪拌的情況下慢慢加入，直到形成白色粘稠狀乳液，在室溫下加入檸檬酸鋁0.4克和草酸鈣0.2克，以800r/min(rpm)攪拌I分鐘，放在50°C的真空烘箱內(nèi)脫除氣泡3小時，得到具有一定塑性的乳白色凝膠。
【權(quán)利要求】
1.一種凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，其特征在于，由占總質(zhì)量90%的相變石蠟乳液和占總質(zhì)量10%的高分子凝膠組成；所述相變石蠟乳液由石蠟、復(fù)合乳化劑和水組成，所述高分子凝膠是經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)的羧甲基纖維素、海藻酸鈉和線性聚丙烯酰胺的混合物。
2.—種權(quán)利要求1所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液的制備方法，其特征在于，采用如下步驟:將羧甲基纖維素、海藻酸鈉和線性聚丙烯酰胺充分溶解于水中形成高分子溶液，將石蠟與乳化劑加熱成熔融液，在攪拌下將熔融液加入到高分子溶液中，再加入交聯(lián)劑，攪拌后真空靜置脫氣后制得凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，其特征在于所述石蠟可以是熔融溫度在5°C到70°C之間任一溫度的石蠟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，其特征在于，所述復(fù)合乳化劑為脂肪醇聚乙烯基醚、十二烷基苯磺酸鈉、山梨醇月桂酸單酯、吐溫按質(zhì)量比4:1:1:1的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，其特征在于，所述交聯(lián)劑為檸檬酸鋁和草酸鈣的按質(zhì)量比2:1的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，5所述凝膠穩(wěn)定相變石蠟乳液，其特征在于，所述交聯(lián)劑占高分子凝膠質(zhì)量百分比為0.1~0.7%。
【文檔編號】C09K5/06GK103865493SQ201410092390
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:杜海兵