ХОЛОДОАККУМУЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2013 года по МПК C09K5/06 

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 NH₄Cl, 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. ΔT, °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.

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 NH₄Cl; 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.

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