一种基于十四烷的定形相变材料及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于十四烷的定形相变材料，由包括质量百分比为３０－８０％的十四烷和余量的高分子骨架材料混合加工而成，所述高分子骨架材料为聚乙烯（ＰＥ）、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物（ＳＢＳ）或苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯共聚物（ＳＩＳ）中的一种或多种的组合。本发明专利技术将十四烷吸收和／或包裹于特定的作为骨架的高分子材料中，由于作为骨架的高分子材料在十四烷的工作温度范围内（如－２０～４０℃）不会发生形状变化，因此可以保持材料的形状，不会发生塌陷或流淌，也不存在泄漏的问题。这样得到的定形相变材料可广泛应用于医药、食品等的低温保存和运输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种在一定温度范围内进行固液改变的相变材料。
技术介绍
-医药(包括血液、药品、疫苗等)及食品在运输过程中，往往需要保持恒定的 温度以防止医药失效或食品变质。对于冷冻保存，目前在无电力供应的条件下通常 采用干冰、结晶盐等材料以保持低温，但这些材料降温速率快，很难维持温度的平 衡状态，保温时间短；并且干冰等是一次性消耗产品，不可重复使用。另一方面， 在外界环境温度低于0。C以下时，而有些血液等医药产品及食品要求保存在0°C l(TC的温度范围内，这时干冰等主要用于降温的材料往往无法满足要求。而对于冷 藏保存， 一般采用的为带保温层的箱体，配合冷藏型冰袋，但这种保藏仅可保持在 0 8i:内24小时，仍然不能满足冷藏保存和运输的要求。十四烷(Tetmdecane)在5。C 7。C之间会发生固液相变，吸收或放出约200J/g 的热量，因此可用于调节周围温度。由于十四烷室温下为液态，直接应用非常不便。 专利技术人以"十四垸"和"相变材料"为关键词，检索1963-2007年的德温特世界专 利数据库、1884-2007年间的EI数据库，和1994-2007年的SCI数据库，均未査到 使用十四垸作为定形相变材料及其制备方法相关的文献。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用十四烷的相变特点，提供一种适合应用于医药及食品运 输的基于十四垸的定形相变材料，该材料不仅适用于在高温环境下保温，还适用于在低温环境下保温。能够在环境温度高热或严寒(一2(TC 4(TC)条件下保持冷藏温度的相对恒定，温度变化在ot: i(rc范围内，适合用于医药或食品贮运等设备。本专利技术基于十四烷的定形相变材料，由包括质量百分比为30 — 80%的十四烷和 余量的高分子骨架材料混合加工而成，所述高分子骨架材料为聚乙烯(PE)、苯乙烯 一丁二烯一苯乙烯共聚物(SBS)或苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯共聚物(SIS)中的一 种或多种的组合。其中，还包括质量百分比为0 — 5%的交联剂，交联剂包括但不限于过氧化二异 丙苯(DCP)、过氧化二苯甲酰(BP0)、和过氧化苯甲酸特丁酯中的一种。所述定形相变材料可以为硬质板材，其中包含质量百分比为15 70%的聚乙烯 PE。余量中包含苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物(SBS)或苯乙烯一异戊二烯一苯 乙烯共聚物(SIS)，余量还可以包括交联剂。所述定形相变材料可以为软质巻材，其中包含质量百分比为20 70%的苯乙烯 一丁二烯一苯乙烯共聚物SBS或苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯共聚物SIS;余量可以 为交联剂。本专利技术的另一目的在于提供该种定形相变材料的制造方法。 该制造方法，包括以下步骤1)将PE、和/或SBS、 SIS在60-80。C烘干6-12小时后，冷却至室温；将二者 与C14和交联剂按比例混合均匀，室温下放置24小时。2)将l)的混合体系在螺杆挤出机中挤出，挤出机从加料口、机筒到机头的各 段温度分别为130-150°C、 140-150。C和130-15(TC。3)挤出的型材经表面包覆乙烯一乙烯醇共聚物EVOH薄膜后冷却成定形相变材料。本专利技术材料的使用原理是利用其固液相态的转化而吸放热量维持温度，所以在没有泄漏的条件下可以无限次重复使用。该材料具有如下特征(1)在环境温度低于7'C时结晶放热，在环境温度高于7'C时结晶熔融吸热；(2)在结晶和熔融过程 中材料的外部形状不发生变化；(3)可以多次循环使用；(4)材料本身无毒无害。 本专利技术采用高分子材料作为骨架材料，将十四垸分散包覆其中，制备得到的定形相 变材料制品，由于作为骨架的高分子材料在工作温度范围内(如-20 4(TC)以及 在十四烷相变前后都不会发生形状变化，因此可以保持相关制品的形状和强度，不 会发生塌陷或流淌，也不存在泄漏的问题。这样得到的定形相变材料不仅安全，而 且方便应用，可广泛应用于医药、食品、血液制品等的低温保存和运输。附图说明图1为十四烷的DSC图2为本专利技术实施例1的定形相变材料的DSC图。图3为本专利技术定型相变材料制成的运血箱在高温环境中使用其中血液的温度曲线。 图4为本专利技术定型相变材料制成的运血箱在低温环境中使用其中血液的温度曲线。具体实施例方式本专利技术涉及的定形相变材料包括以下组分(1)十四垸(C14)，质量百分比为30 — 80%; (2)聚乙烯(PE)，质量百分比为0 — 70%; (3)热塑性弹性体SBS (苯 乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物)或SIS (苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯共聚物)，质量 百分比为0 — 70%; (4)少量交联剂，如DCP (过氧化二异丙苯)、BP0 (过氧化二 苯甲酰)、过氧化苯甲酸特丁酯等，质量百分比为0 — 5%。以上组分中十四烷的含量决定了相变材料的相变热，含量越高则相变热越大，该相变材料 保持恒定温度的时间越长，对外界环境与恒定温度之间的温度差的缓冲能力越强。本专利技术设定的恒定温度为0°C 10°C，因此十四垸在材料中的质量百分比设定在30 一80%比较恰当；PE、 SBS或SIS均为该定形相变材料中的骨架材料，可以选择其中一种或多种 组合。骨架材料的选择决定所得到的定形相变材料的软硬，可以适应不同的使用要 求；交联剂的使用会使骨架材料交联形成骨架网络，使相变材料十四烷在骨架材料 中分布良好，保持更好的性能。因此，根据需要可以灵活选择以上组分并合理调配各组分之间的比例。 本专利技术涉及的定形相变材料的制备方法为(1) 将PE、热塑性弹性体在60-8(TC烘干6-12小时后，冷却至室温。将二者与 C14和交联剂按比例混合均匀，室温下放置24小时。(2) 将(1)的混合体系在螺杆挤出机中反应挤出。挤出机从加料口、机筒到机 头的各段温度分别为130-150°C、 140-150。C和130-15(TC。(3) 挤出的型材(包括但不限于板材)经表面包覆EVOH (乙烯—乙烯醇共聚物) 薄膜后冷却。本专利技术根据材料配方的不同，可以分别制备硬质板材、软质巻材，以适应不同 的应用需求。 实施例一(1) 将40千克PE和27千克SBS在8(TC烘干6小时后，冷却至室温。并与30千 克C14和3千克BPO混合均匀，室温下放置24小时。(2) 将(1)的混合物在双螺杆挤出机中挤出。挤出机的各段温度分别为加料 口 150°C，机筒150°C、机头150°C。(3) 挤出板材表面包覆EVOH薄膜后冷却即得硬质板状定形相变材料。 实施例二(1)将20千克SIS在6(TC烘干8小时后，冷却至室温。并与80千克C14混合均匀，室温下放置24小时。(2) 将(1)的混合物在双螺杆挤出机中挤出。挤出机的各段温度分别为加料口 130°C，机筒150°C、机头130°C。(3) 挤出板材表面包覆EV0H薄膜后冷却即得软质定形相变材料巻材。 实施例三(1) 将70千克PE在8(TC烘干12小时后，冷却至室温。并与30千克C14混合均 匀，室温下放置24小时。(2) 将(1)的混合物在双螺杆挤出机中挤出。挤出机的各段温度分别为加料 口 150°C，机筒150。C、机头150。C。(3) 挤出板材表面包覆EVOH薄膜后冷却即得硬质板状定形相变材料。 实施例四(1) 将70千克SIS在6(TC烘干8小时后，冷却至室温。并与30千克C14混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于十四烷的定形相变材料，其特征在于，由包括质量百分比为３０－８０％的十四烷和余量的高分子骨架材料混合加工而成，所述高分子骨架材料为聚乙烯（ＰＥ）、苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物（ＳＢＳ）或苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯共聚物（ＳＩＳ）中的一种或多种的组合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳，杨睿，韩颖，王捷熙，刘敏霞，权国波，刘安，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事医学科学院野战输血研究所，
类型：发明
国别省市：11[]