本发明属于聚乙烯醇基定形相变蓄冷材料，涉及一种双网络结构的定形相变蓄冷材料及其制备方法，具体涉及聚乙烯醇/丙烯酸类水凝胶双网络结构的定形相变蓄冷材料及其制备方法。通过热塑发泡得到聚乙烯醇泡沫，并在泡沫内原位聚合丙烯酸类水凝胶，构成双网络结构，通过氢键相互作用和混合多孔结构，提高复合材料吸水和束缚水的能力，增强形状稳定性和储冷能力，外力作用下可防止水泄漏，可应用于冷链运输领域。
背景技术：
1、随着生鲜电商的发展和人们需求的增长，对易腐产品和生物制品的需求增加，促进了冷链物流的发展。冷链运输是冷链物流的核心，传统冷链运输采用机械制冷，存在设备昂贵笨重、制冷效率低、能耗高、不够便携灵活等问题。随生鲜电商的快速发展，小批量、短时间的冷链运输至关重要，而机械制冷无法满足这一需求。
2、水作为一种无机相变材料，具有价格低廉、来源广泛、无毒、经济等特点，是一种常用的冷链相变材料。目前广泛应用于短距离、小规模运输中，通常以冰块、冰袋等形式存在。但存在携带不便、体积大、易融化漏水等问题。
3、聚乙烯醇(pva)是一种亲水、环保、无毒的聚合物。聚乙烯醇具有多羟基结构，与水分子形成氢键，具有吸水保水作用。基于我们建立的聚乙烯醇热塑发泡技术，可以容易制备出具有大量均匀孔隙和较大比表面积的聚乙烯醇泡沫材料，其多孔结构有利于水的吸收、结合和储存，但需改进其力学性能和形状稳定性。
4、本发明的发明人在已获授权发明专利“一种聚乙烯醇多孔材料及其制备方法”(zl201611031825.5)提出一种聚乙烯醇多孔材料及其制备方法，制备的一种聚乙烯醇多孔材料，孔径5～300μm，开孔率10～50％。其多孔结构有利于吸收水，但固态冰在相变转化为液态水时，会发生部分水泄露，其机械强度有限，水相变转化时引起的体积变化或遭受碰撞会导致其吸入的水被挤压出来，影响其在反复使用时的储冷性能。
技术实现思路
1、本发明为解决上述现有技术的问题，提供一种双网络结构的定形相变蓄冷材料及其制备方法，在之前专利技术制备聚乙烯醇多孔材料的基础上，通过在聚乙烯醇泡孔内原位聚合丙烯酸类水凝胶，形成大孔、小孔多层次孔结构，构建聚乙烯醇/丙烯酸类水凝胶双网络结构，改善了定形相变蓄冷材料的吸水性和束缚水的能力，通过氢键相互作用和混合多孔结构增强其力学性能，使其具有更好的储冷性能，抑制水相变过程中严重的漏水现象，为定形相变蓄冷材料的研发提供一种新的思路。
2、为实现上述目的，本发明采用由以下技术措施。
3、本发明提供了一种双网络结构的定形相变蓄冷材料的制备方法，主要包括以下步骤：
4、(1)将聚乙烯醇原料与含水增塑改性剂按照质量比为(6～8)：(2～4)混合，伴随搅拌并于40～80℃温度条件下增塑改性24～96h，制备得到增塑改性的聚乙烯醇；
5、(2)将步骤(1)制备所得增塑改性的聚乙烯醇填充到平板硫化机的模具中，并于170～190℃、10～15mpa条件下保压5～15min，开模释放至常压，冷却后即制备得到聚乙烯醇多孔材料；
6、(3)将包括100～150ml相变溶液、5～10ml丙烯酸类单体、0.1～0.5g引发剂及0.5～1.0g交联剂作为原料，混合均匀配制成预聚液；
7、(4)将步骤(2)制备所得聚乙烯醇多孔材料浸渍于步骤(3)制备所得的预聚液中，静置6～8h，然后于60～80℃温度条件下继续静置2～3h，即制备得到双网络结构的定形相变蓄冷材料。
8、在其中一种技术方案中，步骤(1)中所述含水增塑改性剂，所述含水增塑改性剂为水，或者为水与较大饱和蒸汽压物质的复配构成，其中较大饱和蒸汽压物质选择包括乙醇、乙二醇、丙酮、异丙醇、丙醇其中的至少一种；按质量分数计，所述含水增塑改性剂中，水为60～100％，较大饱和蒸汽压物质为0～40％。
9、在本文中，步骤(3)中所述相变溶液选择包括去离子水、氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、磷酸钠水溶液、甘油水溶液、聚乙二醇水溶液、月桂酸水溶液中的任意一种或几种。
10、在本文中，步骤(3)中所述丙烯酸类单体为可形成水凝胶的丙烯酸及丙烯酸类结构的单体，可参照水凝胶相关现有文献自行选择适宜制备水凝胶的丙烯酸类单体。
11、在其中一种技术方案中，步骤(3)中所述丙烯酸类单体选择包括丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸其中任意一种。
12、在本文中，步骤(3)中所述引发剂为基于丙烯酸制备聚丙烯酸水凝胶的常规引发剂，可参考或直接采用丙烯酸制备聚丙烯酸水凝胶的现有技术文献中的引发剂。
13、在其中一种技术方案中，步骤(3)中所述引发剂选择包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过磷酸钾其中任意一种。
14、在本文中，步骤(3)所述交联剂为基于丙烯酸制备聚丙烯酸水凝胶的常规交联剂，可参考或直接采用丙烯酸制备聚丙烯酸水凝胶的现有技术文献中的交联剂。
15、在其中一种技术方案中，步骤(3)中所述交联剂选择包括n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、n，n-二甲基乙甲酰胺中任意一种。
16、本发明提供的由上述方法制备的双网络结构的定形相变蓄冷材料，其特征在于该材料含水率范围60％～88％，相变潜热260～310j/g，水泄露率小于10wt％，压缩变形0～60％后仍能维持完整结构。
17、本发明具有以下效果：
18、1.本发明提供的制备方法通过丙烯酸类单体在聚乙烯醇多孔材料中原位聚合形成双网络结构，聚乙烯醇泡沫作为支撑骨架，丙烯酸类单体聚合的水凝胶填充在聚乙烯醇泡孔内，形成大孔包小孔的结构，为储存水溶液提供充足空间。
19、2.本发明提供的制备双网络结构的定形相变蓄冷材料的方法分为两步，首先是将预聚液浸渍填充在聚乙烯醇泡孔中，其次在骨架上进行原位聚合，可根据聚乙烯醇泡沫形状制备成不同形状的定形相变蓄冷材料，更贴合需保冷的物品表面，达到更好的保冷效果。
20、3.本发明制备所得定形相变蓄冷材料具有双网络结构，可以提高力学性能，具有良好的形状稳定性，通过双网络结构的毛细管力和氢键作用，可以有效阻止水溶液在发生碰撞、挤压情况下或在相变过程的泄露，从而达到重复使用的目的。
21、4.本发明制备的双网络结构的定形相变蓄冷材料有很好的储水能力，兼具双网络结构的储水性和聚乙烯醇的吸水性，从而实现高的储水量，具有高的相变潜热。
1.一种双网络结构的定形相变蓄冷材料的制备方法，其特征在于主要包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述相变溶液选择包括去离子水、氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、磷酸钠水溶液、甘油水溶液、聚乙二醇水溶液、月桂酸水溶液中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述丙烯酸类单体选择包括丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰胺、n-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸其中任意一种。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述引发剂选择包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过磷酸钾其中任意一种。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述交联剂选择包括n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、n，n-二甲基乙甲酰胺中任意一种。
6.如权利要求1所述双网络结构的定形相变蓄冷材料的制备方法所制备得到的双网络结构的定形相变蓄冷材料。
