本发明涉及复合相变防护材料,特别涉及一种可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料。
背景技术:
1、为增加防护性能,目前生产的排爆服通常是由几十层材料缝合而成,在极端高温环境中穿着厚重的排爆服容易造成一定程度的热损伤。相变材料能够在一定温度范围内改变其物理状态,具有储能、蓄冷等特点。现有相变材料虽能在一定温度下提供降温效果,但其防护性能较差,且造价过高。十水硫酸钠(na2so4·10h2o)是一种无色结晶性固体,单斜晶系、易风化、味苦咸、溶于水,不溶于乙醇,它的相变温度大致为10~25℃,具有较高的相变潜热值(135~200j/g)。
2、申请号为cn202110762009.6、名称为“一种常温无渗漏的有机无机耦合相变材料”的中国发明专利,该专利选取的材料为十水硫酸钠:硅藻土=4:1、烯酰胺作、n,n-亚甲基双丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮、十六醇、乳化剂,该相变材料相对于申请号为cn202211668756.4、名称为”一种适用于柔性穿戴产品的新型复合储能相变材料及其制备方法”的中国专利申请,提高了材料吸收以及释放热量的能力,解决了多数无机相变材料由于水合盐结晶成核性能差,导致了过冷与相分离的问题。但是,对于能够应用在排爆服中的复合相变防护材料来说,其防护性能较差,无法起到防爆的作用。
技术实现思路
1、本发明目的是提供一种可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,解决上述技术问题。
2、具体技术方案是一种可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,包括:主体材料、成核剂和增稠剂,所述主体材料是十水硫酸钠和水,所述成核剂为氢氧化锶,所述增稠剂包括聚氧乙烯。
3、优选地,所述增稠剂还包括羧甲基纤维素。
4、优选地,聚氧乙烯质量百分比为0.1~1%,羧甲基纤维素质量百分比为0.1~1%。
5、优选地,十水硫酸钠质量百分比为2~10%。
6、优选地,氢氧化锶质量百分比为0.3~2%。
7、优选地,水质量百分比为90~97%。
8、优选地,制备步骤如下:
9、s1、将一部分增稠剂加入到装有温度为60~80℃水的反应容器中彻底溶解,得到第一溶液,
10、s2、将十水硫酸钠加入水中,在32~34℃恒温装置内进行搅拌,得到第二溶液,
11、s3、将第一溶液加入至第二溶液中,并在恒温装置中进行充分搅拌,设置温度为30~32℃,得到第三溶液,
12、s4、将氢氧化锶和另一部分增稠剂放入50~70℃的水中浸泡0.5~2h,进行真空冷冻干燥,使其在-5~-2℃的环境下保持其自然结构12h以上,
13、s5、将处理后的氢氧化锶和另一部分增稠剂进行加热至50~58℃,随后进行冷却,得到第四溶液,
14、s6、将第三溶液、第四溶液在常温环境下进行充分搅拌,设置温度为32~34℃,待搅拌均匀后,将溶液放置在冰箱中冷藏6~8小时,
15、s7、将冷藏后的溶液放置在常温环境中自然冷却,得到复合相变防护材料。
16、优选地,步骤s1中加入的增稠剂为聚氧乙烯;步骤s4和步骤s5中另一部分增稠剂为羧甲基纤维素。
17、优选地,步骤s3中,搅拌转速为120r/min;步骤s6中,搅拌转速为180r/min。
18、本发明相变主体材料使用十水硫酸钠和水,通过加入成核剂解决十水硫酸钠过冷问题,通过加入增稠剂解决十水硫酸钠相分离问题,羧甲基纤维素可以增大溶液的黏度,使得溶液始终处于均匀状态,促进晶体颗粒和溶液的正常包晶过程,从而阻止相分离的发生,该蓄冷降温复合材料均匀稳定,便于存放及取用;并且通过相关实验证明,本申请中的相变材料防护性能有明显提升。
19、与现有技术相比,本发明中蓄冷降温的复合材料采用的十水硫酸钠、氢氧化锶是无机化合物,聚氧乙烯、羧甲基纤维素则是有机化合物,通过将无机化合物与有机化合物相结合,形成能够达到蓄冷降温效果的复合材料,有效克服单一的无机物或有机物相变材料存在的缺点,又可以改善降温材料的应用效果以及拓展其应用范围;与此同时,还能增加现有相变材料的防护性能,提升抗弹与抗破片能力;具体应用范围包括将该材料贴附至排爆服中,达到有效降温并提升防护效果的目的。
1.一种可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,包括:主体材料、成核剂和增稠剂,所述主体材料是十水硫酸钠和水,所述成核剂为氢氧化锶,所述增稠剂包括聚氧乙烯。
2.根据权利要求1所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,所述增稠剂还包括羧甲基纤维素。
3.根据权利要求2所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,聚氧乙烯质量百分比为0.1~1%,羧甲基纤维素质量百分比为0.1~1%。
4.根据权利要求1所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,十水硫酸钠质量百分比为2~10%。
5.根据权利要求1所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,氢氧化锶质量百分比为0.3~2%。
6.根据权利要求1所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,水质量百分比为90~97%。
7.根据权利要求1-6任一所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,制备步骤如下:
8.根据权利要求7所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,步骤s1中加入的增稠剂为聚氧乙烯;步骤s4和步骤s5中另一部分增稠剂为羧甲基纤维素。
9.根据权利要求7所述的可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,其特征在于,步骤s3中,搅拌转速为120r/min;步骤s6中,搅拌转速为180r/min。
