Патент на изобретение №2217462

Published by on

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ

(19)

(11)

2217462

(13)

(51) МПК ⁷
_C09K5/06

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.03.2011 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2002123016/04, 27.08.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

27.08.2002

(45) Опубликовано: 27.11.2003

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2176260 C1, 27.11.2001. SU 1658630 A1, 20.03.1996. SU 1734368 A1, 27.03.1996.

(71) Заявитель(и):

Кубанский государственный технологический университет

(72) Автор(ы):

Данилин В.Н.,
Шабалина С.Г.,
Шпербер Ф.Р.

(73) Патентообладатель(и):

Кубанский государственный технологический университет

(54) ФОРМОУСТОЙЧИВЫЙ ФАЗОПЕРЕХОДНЫЙ ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к теплоаккумулирующим фазопереходным материалам и может быть использовано в теплозащитных костюмах. Состав содержит, мас. %: полиэтиленгликоль ПЭГ-115 68,0-72,0; пальмитиновая кислота 3,0-4,0; стеариновая кислота 1,0-2,0; отвердитель – до 100, причем массовое соотношение пальмитиновой и стеариновой кислот составляет (2-3) : 1 соответственно. Другой вариант состава, мас. %: полиэтиленгликоль ПЭГ-115 58,0-62,0; пентадекановая кислота 14,0-16,0; отвердитель – остальное. Технический результат – создание материала с низкой степенью теплоотдачи, состоящего из доступных компонентов с низкой стоимостью. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к теплоаккумулирующим фазопереходным материалам и может быть использовано в теплозащитных костюмах.

Известен теплоаккумулирующий материал, содержащий, мас.%:
Гексаметилендиизоционат – 4,3-4,5
Триэтаноламин – 0,2-0,3
Полиэтиленоксид с мол. массой (100-200)10³ – До 100
(авторское свидетельство СССР 1715814, С 09 К 5/06, 1989 г.).

Недостатками данного материала являются высокая степень теплоотдачи, дефицитность и высокая стоимость гексаметилендиизоционата.

Наиболее близким по технической сущности является теплоаккумулирующий материал состава, мас.%:
Миристиновая кислота – 28,0-30,0
Пальмитиновая кислота – 32,0-34,0
Стеариновая кислота – До 100
(патент РФ 2176260, С 09 К 5/06, 2000 г.).

Недостатками данного материала являются высокая степень теплоотдачи, дефицитность и высокая стоимость миристиновой кислоты.

Так, например, миристиновую кислоту производят в малых количествах и стоимость ее составляет 30 долларов за 100 г.

Задачей является расширение ассортимента формоустойчивого фазопереходного теплоаккумулирующего материала из доступных с низкой стоимостью компонентов. При этом формоустойчивый фазопереходный теплоаккумулирующий материал должен иметь низкую степень теплоотдачи.

Поставленная задача достигается тем, что формоустойчивые фазопереходные теплоаккумулирующие материалы содержат пальмитиновые и стеариновую кислоты и дополнительно полиэтиленгликоль (ПЭГ-115) и отвердитель и имеют следующие составы, мас.%:
Полиэтиленгликоль (ПЭГ-115) – 68,0-72,0
Пальмитиновая кислота – 3,0-4,0
Стеариновая кислота – 1,0-2,0
Отвердитель – До 100
или
Полиэтиленгликоль (ПЭГ-115) – 58,0-62,0
Пентадекановая кислота – 14,0-16,0
Отвердитель – До 100
при этом массовое соотношение пальмитиновой и стеариновой кислот в первом составе составляет (2-3):1.

В качестве отвердителя используют эпоксидную диановую смолу ЭД-16 или ЭД-20 с катализатором отверждения – полиэтиленполиамином (ПЭПА) – при массовом соотношении ЭД-16 или ЭД-20 : ПЭПА, равном 1:(0,1-0,14).

В таблице 1 приведены основные характеристики компонентов предложенных формоустойчивых фазопереходных теплоаккумулирующих материалов, которые показывают, что свойства компонентов сильно различаются между собой и только при предложенном соотношении компонентов возможно достичь эвтектическую точку. Достигнутая температура плавления является комфортной для использования в теплозащитных костюмах. Кроме того, полученные формоустойчивые фазопереходные теплоаккумулирующие материалы имеют низкую степень теплоотдачи, состоят из доступных с низкой стоимостью компонентов и обладают формоустойчивостью в пределах температур эксплуатации (до 100^oС).

Формоустойчивый фазопереходный теплоаккумулирующий материал готовят следующим образом.

Расчетное количество полиэтиленгликоля помещают в фарфоровую чашку и расплавляют в термошкафу до температуры 65-75^oС, добавляют туда расплавленные при 80^oС кислоты и тщательно перемешивают до получения однородного состава.

Эпоксидную смолу предварительно нагревают до 80^oС, вводят в нее соответствующее количество ПЭПА, перемешивают и вливают в смесь ПЭГ и кислот. Материал выдерживают при комнатной температуре в течение 24 часов. При этом получают пластичный материал желтого цвета.

Основными показателями для формоустойчивых фазопереходных теплоаккумулирующих материалов являются температура кристаллизации и степень теплоотдачи. Температуру кристаллизации материала определяли на приборе ДСМ-2М.

Степень теплоотдачи определяли по формуле
a = H/t,
где а – степень теплоотдачи, кДж/кг град.;
H – теплота плавления, кДж/кг;
t – температурный интервал между формоустойчивым фазопереходным теплоаккумулирующим материалом и телом человека, ^oС.

Температура тела человека принята 37^oС.

Пример 1.

В фарфоровую чашку помещают 70,2 г ПЭГ-115 и расплавляют его в термошкафу при 70^oС. В фарфоровом тигле расплавляют 3,5 г пальмитиновой кислоты и 1,5 г стеариновой кислоты при 80^oС. Расплавленную смесь кислот выливают в расплавленный ПЭГ-115 и тщательно перемешивают.

Эпоксидную смолу ЭД-16 в количестве 21,9 г разогревают до 80^oС, вводят в нее 2,9 г ПЭПА, перемешивают, соединяют с композицией и выдерживают в течение 24 часов при комнатной температуре. При этом соотношение ЭД-16 : ПЭПА= 0,13.