LU502423B1 - Phase-change hydrous salt polymeric filling material and methods for preparing and using same - Google Patents

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LU502423B1
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Jinhu Liu
Haihui Xin
Changkun Shi
Pengcheng Zhang
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Univ China Mining
Xuzhou Mining Group Co Ltd
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Claims (10)

BL-5527 LU502423 Revendications
1. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté, caractérisé en se composant de parts en poids suivantes : 25 à 35 unités de la composition A, 50 à 60 unités de la composition B, 20 à 30 unités de la composition C. Et la composition À se compose principalement de 50 à 60 unités de polyéther, 3 à 8 unités de gonflant, 8 à 10 unités de retardateur de flamme et 1 à 8 unités de conducteur de chaleur ; La composition B se compose principalement de parts en poids suivantes : 72 à 80 unités de diisocyanate de méthylène diphényle polymère (MDI), 3 à 4 unités de colleuse ; la composition C est nanofluide à changement de phase qui se compose principalement de parts en poids suivantes : 15 à 20 unités de polyéther, 6 à 8 unités d’huile de silicone, 10 à 25 unités de nanomatière composite à changement de phase ; ladite nanomatière composite à changement de phase se composent principalement de parts en poids suivantes : 10 à 20 unités de matériaux poreux, 60 à 70 unités de sel hydraté, 1 à 4 unités de tensioactif, 2 à 4 unités d’épaississant, 2 à 3 unités de dispersant, 4 à 6 unités de retardateur de flamme.
2. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 1, caractérisée en ce que quand le taux de dégagement de chaleur de la polymère obtenue par le mélange de la composition À et la composition B est égal ou supérieur à 1,2 °C/s, utiliser de préférence les matériaux poreux avec conductivité thermique renforcée à 1-1,5 W/(m-K) ; Quand le taux de dégagement de chaleur de la polymère obtenue par le mélange de la composition À et la composition B est inférieur à 1,2 °C/s, utiliser de préférence les matériaux poreux avec conductivité thermique réduite à 0,02-0,2 W/(m-K).
3. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 2, caractérisé en ce que les matériaux poreux avec conductivité thermique renforcée se composent de parts en poids suivantes : 5 à 10 unités de graphite expansé, 1 à 5 unités de graphene, 1 à 5 unités de fibre carbonique et 1 à 5 unités de voséite expansée ; les matériaux poreux avec conductivité thermique réduite se composent de 1 parts en poids suivantes : 5 a 10 unités d’aérogel, 3 a 10 unités de cénospheres des 0002663 cendres volantes et 1 à 5 unités de perlite élargie.
4. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 1, caractérisés en méthode de préparation des matériaux poreux : Abraser les matières primaires destinés à la préparation des matériaux poreux, les immerger dans l’éthanol chaud, y ajouter l’un après l’autre le tensioactif, le dispersant et le retardateur de flamme, agiter pour 30 à 45 minutes pour obtenir un mélange uniforme. Sécher à vide pour 12 à 16 h après le filtrage à vide puis sortir les matériaux poreux.
5. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits matériaux poreux se composent de l’une ou plusieurs matières premières de graphite expansé, de graphène, de fibre carbonique, de voséite expansée, de perlite élargie, d’aérogel et de cénosphères des cendres volantes ; le sel hydraté provient de l’une ou plusieurs matières telles que le phosphate de sodium dodécahydrate dibasique, le sulfate de sodium décahydraté, l’acétate de sodium trihydraté, le carbonate de sodium décahydraté et le thiosulfate de sodium pentahydraté ; l’épaississant provient de l’une ou plusieurs matières telles que le carboxyméthylcellulose de sodium, le gomme xanthane, l’amidon et la pectine ; le tensioactif provient de l’une ou plusieurs matières telles que l’éther de polyoxyéthylène de nonylphénol, l’éther monooctadécylique de polyoxyéthylène, le laurylsulfate de sodium, le bromure de dodécyltriméthylammonium ; le dispersant provient de l’une ou plusieurs matières telles que le silicate de sodium, le tripolyphosphate de sodium, l’hexamétaphosphate de sodium et le phosphate tétra-sodique ; le retardateur de flamme provient l’une ou plusieurs matières telles que le polyphosphate de mélamine, le borate de zinc, le phosphate de triphényle, le phosphate de zirconium, le polyphosphate d’ammonium et le phosphate de tripyléphényle.
6. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la composition À, la fonctionnalité dudit polyéther est de 3, la masse moléculaire relative de 3000, l’indice d'oxhydryle de 2
56 ; Ledit agent moussant est une mixture d’eau et d’agent moussant physique mélangée a la proportion de masse de 2:5 ; Ledit agent moussant physique provient de trichlorodifluorométhane et/ou HCFC-141b ; ledit conducteur de chaleur provient de l’une ou plusieurs matières telles que le fibre carbonique, la graisse de silicone conductrice thermique et le graphite expansé.
7. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que dans la composition B, ledit MDI polymère provient d’isocyanate de polyphényle polyméthylène, avec masse moléculaire en moyenne allant de 350 à 400, la fraction de masse de NCO est entre 31% à 32% ; ladite colleuse provient de l’agent interfacial en poudre.
8. Matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les compositions A, B et C sont tous en état de liquide, la viscosité des parts À et B est entre 170 et 250 cps ; la viscosité de la composition C est entre 150 et 200 cps.
9. Méthode de préparation d’un matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté selon les revendication 1 à 8, caractérisée en ce que ladite méthode se réalise grâce au dispositif de préparation de matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté avec bas dégagement de chaleur destiné à l’industrie de minéral, qui suit les étapes suivantes : a. Préparation des nanomatières composites à changement de phase S1. Agiter selon la proportion le polyéther, le gonflant, le retardateur de flamme et le conducteur de chaleur pour préparer la composition À ; agiter selon la proportion le diisocyanate de méthylène diphényle polymère (MDI) et la colleuse pour préparer la composition B ; S2. Mesurer selon les critères d’État sur les matériaux macromoléculaires pour renforcer le corps rocheux charbonnier de mine de houille, et mêler les compositions À et B au volume spécifique de 1:1 pour obtenir un échantillon d’essai 200 ml. Agiter 3 pendant 15 a 30 s avec agitateur, ensuite observer le changement de température HUS02423 dégagée avant et après le moussage de polyuréthane pour obtenir le taux de dégagement de température du polyuréthane ; S3. Le choix des matières premières se dépend du taux de dégagement de chaleur du polyuréthane, si son taux de dégagement de chaleur de la polymère est égal ou supérieur à 1,2 °C/s, utiliser de préférence les matériaux poreux avec conductivité thermique de référence renforcée à 1-1.5 W/(m'K) ; Si le taux de dégagement de chaleur de la polymère est inférieur à 1,2 °C/s, utiliser de préférence les matériaux poreux avec conductivité thermique de référence réduite à 0,02-0,2 W/(m-K) ; S4. Agiter et fondre le sel hydraté à 55-65 °C jusqu’à ce qu’il deviennent en liquide clarifié, puis y ajouter l'épaississeur, le dispersant, le retardateur de flamme et le tensioactif, agiter pendant 30 à 45 minutes et y ajouter les matériaux poreux obtenus dans l’étape S3 pour ajuster la conductivité thermique du sel hydraté.
Continuer à agiter pendant 1 à 1,5 h, abaisser la température jusqu’à la température ambiante dans l’oscillateur à température constante avant le mettre dans le réfrigérateur pour geler pendant 12 à 16 h.
Finalement, sécher avec séchoir réfrigérant pendant 24 à 30 h pour obtenir les nanomatières composites à changement de phase ; b.
Préparation des matériaux de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté à bas dégagement de chaleur, destiné à l’industrie de minéral S1. Mettre dans le réservoir A (1) selon la proportion le polyéther, le gonflant, le retardateur de flamme et le conducteur de chaleur, agiter pour préparer la composition A ; mettre dans le réservoir B (3) selon la proportion le diisocyanate de méthylène diphényle polymère (MDI) et la colleuse, agiter pour préparer la composition B ; Mettre dans le réservoir C (2) selon la proportion le polyéther, le silicone et les nanomatières composites à changement de phase, agiter pour préparer le nanofluide à changement de phase de la composition C ; S2. Mélanger la composition A et la composition C dans le réservoir de mélange I (4) selon la proportion, procéder au pré-mélange dans le mélangeur statique I (5) pendant 4
1 a 5 min, ensuite agiter bien dans le réservoir de mélange II (6) pour obtenir le mélange HUS02423 multicomposant A-C, le mélange A-C sera mélangé avec la composition B dans le mélangeur statique II (7) pour obtenir le matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté à bas dégagement de chaleur, destiné à l’industrie de minéral ; Les dispositifs nécessaires à la préparation du matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté à bas dégagement de chaleur, destiné à l'industrie de minéral comprennent le réservoir À (1), le réservoir B (3) et le réservoir C (2). Le réservoir À (1) et le réservoir C (2) sont connectés avec le réservoir de mélange I (4) à travers les tuyaux de sortie où les tuyaux de sortie du réservoir À (1) et du réservoir C (2) s’installent respectivement les pompes à flux de fréquences variables intelligentes multi-fonctionnelles I (11) et II (12) qui permettent d’ajuster automatiquement le débit ; Le réservoir de mélange I (4) est connecté via le mélangeur statique I (5) avec le réservoir de mélange II (6), le réservoir de mélange II (6) est connecté avec le mélangeur statique II (7) à travers le tuyau de sortie où le tuyau de sortie du réservoir de mélange II (6) s’installe la pompe à flux de fréquences variables intelligentes multi- fonctionnelles IV (13) ; Le diamètre dudit mélangeur statique I (5) est allant de 140 à 180 mm et sa longueur allant de 600 à 1000 mm ; Le réservoir B (3) est connecté avec le mélangeur statique II (7) à travers le tuyau de sortie où le tuyau de sortie du réservoir B (3) s’installe la pompe à flux de fréquences variables intelligentes multi-fonctionnelles III (10) ; Le diamètre dudit mélangeur statique II (7) est allant de 200 à 250 mm et sa longueur allant de 100 à 200 mm.
10. Méthode d’utilisation d’un matériau de remplissage a changement de phase de polymère de sel hydraté selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que, le pistolet (8) est connecté avec le mélangeur statique II (7), le matériau de remplissage à changement de phase de polymère de sel hydraté sorti du mélangeur statique II (7) est pulvérisé à travers le pistolet (8), le pistolet (8) est équipé d’un système de détection de température infrarouge (9). Le système de détection de température infrarouge (9) est connecté respectivement via signal de télécommunications avec pompe a flux de HUS02423 fréquences variables intelligentes multi-fonctionnelles I (11), pompe à flux de fréquences variables intelligentes multi-fonctionnelles II (12) , pompe à flux de fréquences variables intelligentes multi-fonctionnelles III (10), pompe à flux de fréquences variables intelligentes multi-fonctionnelles IV (13) ; le système de détection de température infrarouge (9) mesure à temps réel la température de moussage du matériau de remplissage de polymère.
Cette température sera émise en forme de signal électronique vers les pompes à flux de fréquences variables intelligentes multi- fonctionnelles qui constatent et traitent les données électroniques pour régler le débit de chaque part.
En détail, le débit des parts À et B est allant de 4 à 10 kg/min.
Quand la température de moussage du matériau de remplissage de polymère est inférieure à 70 °C, le débit de la composition C est réglé entre 0,3 à 0,5 kg/min ; si la température de moussage du matériau de remplissage de polymère est allant de 70 à 95 °C, le débit de la composition C est ajusté entre 0,5 à 1 kg par minute, le débit des parts À et C est réglé à moins de 4 kg/min ; si la température de moussage du matériau de remplissage de polymère est supérieure à 95 °C, réduire le débit du mélange A-C et de la part B jusqu’à ce que le moussage soit arrêté. 6
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