高分子材料蓄冷劑的制備方法技術

本發明專利技術涉及高分子材料蓄冷劑的制備方法。具體為：1）把裝有丙烯酸的燒杯放入冰水中，逐滴加入濃度20%的氫氧化鈉溶液，配置成一定中和度的丙烯酸鈉溶液；2）將N-N′亞甲基雙丙烯酰胺交聯劑和過硫酸鉀引發劑在自來水中溶解后，再加入到丙烯酸鈉溶液中，得到混合溶液；3）將自來水加入到所述混合溶液中，調整混合溶液中丙烯酸單體濃度為質量百分比20～30%；4）將步驟3）得到的混合溶液放入一定溫度的烘箱中反應，經乙醇浸泡后，剪成小片，烘干，粉碎，得到粉末狀的蓄冷劑。使用時，將蓄冷劑與自來水按1:1000質量比混合，充分溶脹為水凝膠后去除凝膠表面水分，裝入塑封袋中，在溫度0℃以下冷凍12～14小時，即可使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于蓄冷
，具體涉及一種。
技術介紹
蓄冷材料是蓄冷技術的關鍵，冰雖是大自然恩賜給人類的一種天然蓄冷劑，它雖然具有許多寶貴性質，但仍然滿足不了人們日益增多的要求，隨著科學的發展，人們在不斷研究具有新性能的蓄冷劑，高分子材料蓄冷劑，就是將高分子材料與水及某些助劑融為一體，使之既具有冰的蓄冷性能，又具有高分子材料的物理性質。目前應用比較廣泛的是高分子材料蓄冷劑，主要包括兩類:一類是以聚乙烯醇這類高分子材料為原料，與水助劑制成的凝膠；一類是以高吸水樹脂做原料，與水制成膠體。前者存在相變潛熱小，制備工藝復雜，成本高等缺點。后者是高吸水性樹脂系列產品在實際應用中擴展出的一個新的應用領域，但目前高分子吸水樹脂的制備方法，均在無氧狀態下(即需要氮氣保護)以蒸餾水為溶劑合成的，成本高，且難以進行大規模生產，限制了其在蓄冷領域的應用。
技術實現思路
針對上述現有高分子材料蓄冷劑制備存在的工藝復雜、成本高的缺陷，本專利技術的目的在于用最簡單的方法、最易得的原料制備聚丙稀酸鹽類高分子蓄冷劑，要求所制備的蓄冷劑無毒、無味、無污染和無腐蝕性，且吸水倍率高、吸水速率快、蓄冷時間長、成本低，利于大規模工業成產。不僅可以用于各種高溫行業人體降溫，也可以用于醫療、衛生、食品及水果、蔬菜等長途運輸。本專利技術的具體制備操作步驟如下: 1)把裝有36克丙烯酸的燒杯放入冰水(水面漂浮有冰塊即可)中，將濃度20%的氫氧化鈉溶液逐滴加入到丙烯酸中，配置成中和度為70 90%的丙烯酸鈉溶液，并攪拌使其冷卻到室溫； 2)取0.0252 0.0612克的Ν-f亞甲基雙丙烯酰胺交聯劑和0.054 0.09克過硫酸鉀引發劑加入到5 20克自來水中，充分攪拌，使其完全溶解，再加入到中和度為70 90%的丙烯酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻，得到混合溶液； 3)將3 44克自來水加入到所述混合溶液中，調整混合溶液中丙烯酸單體濃度為質量百分比20 30% ； 4)將丙烯酸單體濃度20 30%的混合溶液放入溫度70 95°C的烘箱中，反應2 4.5個小時，取出，冷卻到室溫，經乙醇浸泡12小時，剪成小片，溫度100°C條件下烘干；粉碎，過100目篩，得白色或淡黃色的粉末，即為蓄冷劑； 使用時，將蓄冷劑與自來水按1:1000質量比混合，充分溶脹24小時，蓄冷劑變成不易流動的水凝膠，用網篩過濾水凝膠表面多余水分，裝入塑封袋中鋪平，在溫度0°C以下冷凍12 14小時，即可使用。 本專利技術與現有技術相比，具有以下優點:1)本專利技術中的高分子蓄冷劑在無需氮氣保護的情況下，以自來水為溶劑合成，不但降低了成本，簡化了工藝，更有助于大規模生產； 2)該蓄冷劑無毒、無味、可重復使用； 3)本專利技術蓄冷劑最大吸自來水倍率達578g/g，且吸水速度快； 4)冷凍后相變溫度為-2 0°C，相變潛熱接近冰化成水的潛熱，但在相同的條件下放冷時間比冰多近I小時。附圖說明圖1為蓄冷劑及冰分別裝入隔冷袋后，在35±3°C環境下，隔冷袋表面溫度隨時間的變化圖。圖2為蓄冷劑及水放入設定溫度為_18°C的冰箱中，其表面溫度隨時間的變化圖。具體實施例方式本專利技術所用主要化學試劑來源如下: 丙烯酸:國藥集團化學試劑有限公司， 氫氧化鈉:西隴化工股份有限公司， N-N'亞甲基雙丙烯酰胺:天津市博迪化工有限公司， 過硫酸鉀:天津市博迪化工有限公司， 無水乙醇:上海凌峰化學 試劑有限公司。實施例1 1)把裝有36克丙烯酸的燒杯放入冰水(水面漂浮有冰塊即可)中，將濃度為20%氫氧化鈉溶液逐滴加入到36克丙烯酸中，配置成中和度為80%的丙烯酸鈉溶液，并攪拌使其冷卻到室溫； 2)取0.0252克N-K亞甲基雙丙烯酰胺交聯劑和0.054克過硫酸鉀引發劑加入到10克自來水中，充分攪拌，使其完全溶解，再加入到中和度為80%的丙烯酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻，得到混合溶液； 3)將18克自來水水加入到所述混合溶液中，調整混合溶液中丙烯酸單體質量百分比濃度為25% ； 4)將丙烯酸單體質量百分比25%的混合溶液放入溫度90°C的烘箱中，反應4個小時，取出，經乙醇浸泡12小時后，剪成小片，溫度100°C條件下烘干，粉碎，過100目篩，得白色或淡黃色的粉末，即為蓄冷劑； 使用時，將蓄冷劑與自來水按1:1000質量比混合，充分溶脹24小時，蓄冷劑變成不易流動的水凝膠，用網篩過濾水凝膠表面多余水分，裝入塑封袋中鋪平，在溫度0°C以下冷凍12 14小時，即可使用。產物的吸水倍率用如下方法測定: 稱取0.5克粉末狀的蓄冷劑，放入500ml的燒杯中，加入500ml自來水，室溫溶脹24小時，用100目篩網將剩余的水溶液濾去，靜置I個小時，準確稱取吸水后的樹脂質量，按下式計算吸水倍率Q。Q=(m2_ml)/ml式中:1 為絕干樹脂的質量，g ；m2為吸水后樹脂的質量，go實驗測得產物吸水倍率(吸自來水)為578g/g，用差示掃描量熱儀測定水凝膠相變溫度為-0.5，相變潛熱為332.6J/g。參見圖1，將170克水凝膠裝入隔冷袋，隔冷袋尺寸為:長:16.330、寬:12.530cm、高:1.150cm，在(TC以下冷凍12 14小時，在環境溫度為35±3°C下，高分子蓄冷劑與冰發生相變，相變過程中隔冷袋表面溫度維持在18°C左右，在相同情況下，高分子蓄冷劑比冰相變持續時間多出近I小時。參見圖2，將同樣質量、大小、厚度的高分子蓄冷劑與水放入設定溫度為一 18°C的冰箱中其蓄冷過程如圖，相同的條件下高分子蓄冷材料的蓄冷時間比水僅延長了大約20min左右。實施例2 1)把裝有36克丙烯酸的燒杯放入冰水(水面漂浮有冰塊即可)中，將濃度為20%氫氧化鈉溶液逐滴加入到36克丙烯酸中，配置成中和度為75%的丙烯酸鈉溶液，并攪拌使其冷卻到室溫； 2)取0.0432克N-K亞甲基雙丙烯酰胺交聯劑和0.054克過硫酸鉀引發劑加入到10克自來水中，充分攪拌，使其完全溶解，再加入到中和度為75%丙烯酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻，得到混合溶液； 3)將23克水加入到所述混合溶液中，調整混合溶液中丙烯酸單體質量百分比濃度為 25% ； 4)將丙烯酸單體質量百分比濃度為25%的混合溶液放入溫度80°C的烘箱中，反應3個小時，取出，經乙醇浸泡12小時后，剪成小片，溫度100°C條件下烘干；粉碎，過100目篩，得白色或淡黃色的粉末，即為蓄冷劑； 使用時，將蓄冷劑與自來水按1:1000質量比混合，充分溶脹24小時，蓄冷劑變成不易流動的水凝膠，用網篩過濾水凝膠表面多余水分，裝入塑封袋中鋪平，在溫度0°C以下冷凍12 14小時，即可使用。產物的吸水倍率用如下方法測定: 稱取0.5克粉末狀的蓄冷劑，放入500ml的燒杯中，加入500ml自來水，室溫溶脹24小時，用100目篩網將剩余的水溶液濾去，靜置I個小時，準確稱取吸水后的樹脂質量，按下式計算吸水倍率Q。Q=(m2_ml)/ml 式中:1 為絕干樹脂的質量，g ；m2為吸水后樹脂的質量，go實驗測得產物吸水倍率(吸自來水)為459g/g，用差示掃描量熱儀測定水凝膠相變溫度為-0.9，相變潛熱為323.2J/g。實施例3 1)把裝有36克丙烯酸的燒杯放入冰水(水面漂浮有冰塊即可)中，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高分子材料蓄冷劑的制備方法，其特征在于按以下步驟操作：1）把裝有36克丙烯酸的燒杯放入冰水中，將濃度20%的氫氧化鈉溶液逐滴加入到丙烯酸中，配置成中和度為70～90%的丙烯酸鈉溶液，并攪拌使其冷卻到室溫；2）取0.0252～0.0612克N?N′亞甲基雙丙烯酰胺交聯劑和0.054～0.09克過硫酸鉀引發劑加入到5～20克自來水中，充分攪拌，使其完全溶解，再加入到中和度為70～90%的丙烯酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻，得到混合溶液；3）將3～44克自來水加入到所述混合溶液中，調整混合溶液中丙烯酸單體濃度為質量百分比20～30%；4）將丙烯酸單體濃度20～30%的混合溶液放入溫度70～95℃的烘箱中，反應2～4.5個小時，取出，經乙醇浸泡12小時，剪成小片，溫度100℃條件下烘干；粉碎，過100目篩，得白色或淡黃色的粉末，即為蓄冷劑；使用時，將蓄冷劑與自來水按1:1000質量比混合，充分溶脹24小時，蓄冷劑變成不易流動的水凝膠，用網篩過濾水凝膠表面多余水分，裝入塑封袋中鋪平，在溫度0℃以下冷凍12～14小時，即可使用。

【技術特征摘要】
1.高分子材料蓄冷劑的制備方法，其特征在于按以下步驟操作: 1)把裝有36克丙烯酸的燒杯放入冰水中，將濃度20%的氫氧化鈉溶液逐滴加入到丙烯酸中，配置成中和度為70 90%的丙烯酸鈉溶液，并攪拌使其冷卻到室溫； 2)取0.0252 0.0612克Ν-f亞甲基雙丙烯酰胺交聯劑和0.054 0.09克過硫酸鉀引發劑加入到5 20克自來水中，充分攪拌，使其完全溶解，再加入到中和度為70 90%的丙烯酸鈉溶液中，充分攪拌混合均勻，得到混合溶液； 3)將3 44克自來水加入到所述混合溶液中，調整混合溶液中丙烯酸單體濃度為質量百...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周孟穎，馮立品，張奮奮，徐曉琦，張燦明，梁國治，
申請(專利權)人：安徽省煤炭科學研究院，
類型：發明
國別省市：