холодоаккумулирующий материал
Классы МПК: | C09K5/06 изменение состояния происходит от жидкого к твердому или наоборот |
Автор(ы): | Долесов Алексей Григорьевич (RU), Долесов Григорий Алексеевич (RU), Хрисониди Виталий Алексеевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-04-26 публикация патента:
10.12.2013 |
Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике; в термоконтейнерах для транспортировки и хранения медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов. Холодоаккумулирующий материал включает, мас.%: 9,0-10,5 NH 4Cl; 8,5-10,5 KCl и остальное Н2О. Технический результат: обеспечение стабилизации температуры минус 18±0,5°С, высокой теплоты плавления 285±5 кДж/кг, сохранения своих свойств в герметично закрытых емкостях при неограниченном количестве циклов плавления-кристаллизации и времени. 1 табл., 3 пр.
Формула изобретения
Холодоаккумулирующий материал, содержащий NH4Cl и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит КСl при следующем соотношении компонентов, мас.%:
NH4Cl | 9,0-10,5 |
КСl | 8,5-10,5 |
Н2О | остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к разработке холодоаккумулирующих материалов, используемых в термостабилизирующих устройствах, например в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов, пищевых продуктов и в оптоэлектронике.
Известен водный раствор КСl с температурой плавления минус 10,6°С (Киргинцев А.Н., Трушникова Л.Н., Лаврентьев В.Г. Растворимость неорганических веществ в воде. Справочник. Изд-во «Химия», Л., 1972 с.20), который может быть использован в качестве холодоаккумулирующего материала.
Известен также холодоаккумулирующий материал с температурой плавления минус 18,7°С (а.с. 1496240, С09К 5/06, СССР), состоящий из SrCl2, PbCl2, оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ) и воды. Недостатком данного материала является то, что имеет переохлаждение до 5°С и небольшую величину теплоты плавления - 195 кДж/кг.
Однако для транспортировки медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов в термостабилизирующих устройствах требуется также поддержание температуры минус 18±0,5°С и с теплотой плавления не менее 250 кДж/кг.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению является водный раствор NH4Cl с температурой плавления минус 15,2°С (Киргинцев А.Н., Трушникова Л.Н., Лаврентьев В.Г. Растворимость неорганических веществ в воде. Справочник. Изд-во «Химия», Л., 1972 с.23).
Задача - разработка состава холодоаккумулирующего материала, соответствующая необходимым требованиям.
Техническим результатом изобретения является получение стабильного холодоаккумулирующего материала с простой технологией изготовления, более высокой теплотой плавления и обеспечивающего поддержание температуры минус 18±0,5°С.
Технический результат достигается тем, что холодоаккумулирующий материал, включающий в себя NH4Cl и воду, дополнительно содержит КСl, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
NH4Cl | 9,0-10,5 |
КСl | 8,5-10,5 |
Н2O | остальное |
Экспериментально установлено, что данный материал плавиться и кристаллизуется при температуре минус 18±0,5°С, имеет величину переохлаждения не более 2°С, теплоту плавления 285±5 кДж/кг.
Холодоаккумулирующий материал готовят следующим образом, необходимые количества NH4Cl (марки ХЧ или ЧДА), КСl (марки ХЧ или ЧДА), дистиллированную воду помещают в посуду и перемешивают до полного растворения солей в воде, в результате чего получается гомогенный раствор. Затем его заливают в соответствующую емкость и герметично закрывают. При этих условиях данный материал сохраняет свои свойства при неограниченном количестве циклов плавления-кристаллизации и времени.
Пример 1.
Для приготовления 100 г материала на технических весах (с точностью ±0,1 г) взвешивают 10,5 г NH4Cl, 8,5 г КСl, 81 г воды, помещают в емкость, затем перемешивают до полного растворения солей в воде.
Пример 2.
Для приготовления 100 г материала на технических весах взвешивают 9,8 г NH 4Cl, 9,0 г КСl, 81,2 г воды, помещают в емкость, затем перемешивают до полного растворения солей в воде.
Пример 3.
Для приготовления 100 г материала на технических весах взвешивают 9,0 г NH4Cl, 10,5 г КСl, 81,5 г воды, помещают в емкость, затем перемешивают до полного растворения солей в воде.
Свойства материалов (1, 2, 3) приведены в таблице 1.
Таблица 1 | ||||||
Составы и свойства материалов | ||||||
№ п/п | Состав, мас.% | Тпл., °С | Теплота плавл., кДж/кг | Величина переохл. T, °С | ||
NH4Cl | КСl | H2O | ||||
1 | 10,5 | 8,5 | 81 | -17,5 - -18,5 | 280 | <5 |
2 | 9,8 | 9,0 | 81,2 | -17,7 - -18,3 | 290 | >2 |
3 | 9,0 | 10,5 | 81,5 | -17,6 - -18,5 | 270 | <5 |
прототип | 19,7 | 80,3 | -15,2 | 285 | 3 |
Примечания: расхождение температуры плавления материала зависит от количества эвтектики.
Приведенный в таблице 1 образец № 2 является относительно оптимальным, имеет большое количество эвтектики, минимальную величину переохлаждения.
Класс C09K5/06 изменение состояния происходит от жидкого к твердому или наоборот
низкоплавкая теплоаккумулирующая солевая смесь - патент 2524959 (10.08.2014) | |
теплоаккумулирующий состав - патент 2514193 (27.04.2014) | |
теплоаккумулирующий состав - патент 2495900 (20.10.2013) | |
теплоаккумулирующий состав - патент 2492206 (10.09.2013) | |
холодоаккумулирующий материал - патент 2488620 (27.07.2013) | |
холодоаккумулирующий материал - патент 2485157 (20.06.2013) | |
теплоаккумулирующий состав - патент 2478115 (27.03.2013) | |
теплоаккумулирующий состав - патент 2462497 (27.09.2012) | |
теплоаккумулирующий состав - патент 2458096 (10.08.2012) | |
многокомпонентные волокна - патент 2444583 (10.03.2012) |