ХОЛОДОАККУМУЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2013 года по МПК C09K5/06 

Изобретение относится к разработке холодоаккумулирующих материалов, применяемых в термостабилизирующих устройствах, например в оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов.

Известны холодоаккумулирующие материалы с температурами плавления минус 21,2°C (а.с. 1272688, C09K 5/06, СССР) и минус 23,5±0,2°C (а.с. 1804087, C09K 5/06, СССР).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является холодоаккумулирующий материал с температурой плавления минус 23,5±0,2°C (а.с. 1804087, C09K 5/06, СССР), состоящий из хлорида натрия, хлорида калия, гидрокарбоната калия, органического загустителя и воды.

Однако для транспортировки медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов в термостабилизирующих устройствах требуется также поддержание температуры минус 25,5±1°C.

Задача - разработка состава холодоаккумулирующего материала, соответствующая необходимым требованиям.

Техническим результатом изобретения является получение стабильного холодоаккумулирующего материала с простой технологией изготовления, обеспечивающего поддержание температуры минус 25,5±1°C.

Технический результат достигается тем, что холодоаккумулирующий материал, включающий в себя NaCl, KCl и воду, дополнительно содержит NH₄Cl, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

NH₄Cl 6,5÷8,0 NaCl 13,5÷15,0 KCl 1,0÷3,0 CaSO₄ или CaSO₄·2H₂O 0,1÷0,5 H₂O Остальное

Экспериментально установлено, что данный материал плавиться и кристаллизуется при температуре минус 25,5±1°C, имеет величину переохлаждения не более 5°C, теплоту плавления 230±10 кДж/кг. Этот материал не изменяет свои свойства при неограниченном количестве циклов плавления-кристаллизации и неограниченном сроке эксплуатации.

Холодоаккумулирующий материал готовят следующим образом: необходимые количества NaCl (марки ХЧ или ЧДА), KCl (марки ХЧ или ЧДА), NH₄Cl (марки ХЧ или ЧДА), CaSO₄ или CaSO₄·2H₂O (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 свойства данного материала не изменяются при неограниченных циклах плавления и кристаллизации и при длительной эксплуатации и хранении.

Пример 1.

Для приготовления 100 г материала на технических весах (с точностью ± 0,1 г) взвешивают 13,5 г NaCl, 2,0 г KCl, 6,5 г NH₄Cl, 0,1 г CaSO₄ 77,9 г воды, помещают в емкость, затем перемешивают до полного растворения солей в воде.

Пример 2.

Для приготовления 100 г материала на технических весах взвешивают 14,2 г NaCl, 1,1 г KCl, 7,5 г NH₄Cl, 0,2 г CaSO₄·2H₂O, 77 г воды, помещают в емкость, затем перемешивают до полного растворения солей в воде.

Пример 3.

Для приготовления 100 г материала на технических весах взвешивают 14,5 г NaCl, 1,0 г KCl, 8,0 г NH₄Cl, 0,5 г CaSO₄·2H₂O, 76 г воды, помещают в емкость, затем перемешивают до полного растворения солей в воде.

Свойства материалов (1, 2, 3) приведены в таблице.

Составы и свойства материалов № п/п Состав, мас.% Тпл., °C Теплота плавл., кДж/кг Величина переохл. ΔT, °C NaCl KCl NH₄Cl H₂O CaSO₄ или CaSO₄·2H₂O 1 13,5 2,0 6,5 77,9 0,1 -23--27 220 <6 2 14,2 1,1 7,5 77 0,2 -25--26 230 >5 3 14,5 1,0 8,0 76 0,5 -23--25 210 <7 Примечания: расхождение температуры плавления материала зависит от количества эвтектики.

Приведенный в таблице образец №2 является относительно оптимальным, имеет большое количество эвтектики, минимальную величину переохлаждения.

Изобретение может быть использовано в различных термостабилизирующих устройствах: в приборостроении и оптоэлектронике; в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов; пищевых продуктов. Холодоаккумулирующий материал, содержащий NaCl, KCl и воду, дополнительно содержит NH₄Cl, CaSO₄ или CaSO₄·2H₂O. Холодоаккумулирующий материал обеспечивает стабилизацию температуры минус 25,5±1°С, сохраняет свои свойства при неограниченном количестве циклов плавления-кристаллизации и при длительном сроке эксплуатации и хранения. 1 табл., 3 пр.

Холодоаккумулирующий материал, содержащий NaCl, KCl и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит NH₄Cl, CaSO₄ или CaSO₄·2H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:
NH₄Cl 6,5÷8,0 NaCl 13,5÷15,0 KCl 1,0÷3,0 CaSO₄ или CaSO₄·2H₂O 0,1÷0,5 Н₂О остальное