一种可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料

专利2026-05-17  7


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。



技术特征:

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。


技术总结
本发明提供了一种可用于排爆服的蓄冷降温复合相变防护材料,涉及复合相变防护材料技术领域。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。与现有技术相比,本发明中蓄冷降温的复合材料能够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。

技术研发人员:袁梦琦,钱雅卓,王博,付明,钱新明,李亚运,汪雪繁,覃巧丽
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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