[發明專利]一種低溫無機共晶鹽相變材料的制備方法

無效

• 申請號: 201110218313.0
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102268244A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 鄧天龍;高道林;王士強;郭亞飛;閆東軍;湯艷榮
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明涉及屬于化工領域，涉及低溫相變材料，具體的說是一種低溫無機共晶鹽相變材料的制備方法。

背景技術

相變材料在其物相變化過程中可以吸收環境的熱(冷)量，并在需要時向環境放出熱(冷)量，從而達到控制環境溫度的目的。在建筑節能領域，隨著人們對居住環境的舒適度要求越來越高，建筑能耗大幅增高，造成能源消耗過快，用電量猛增。如果將相變材料應用于建筑材料中，利用相變材料的循環熱能力，不但可以降低建筑能耗，而且還能提高建筑物的舒適度，改善對環境的負面影響，為建筑節能領域的發展開辟新路徑。

相變材料主要分為有機相變材料和無機相變材料。前者性能穩定，相變溫度范圍廣，放熱過程幾乎無過冷和相分離現象，但其相變潛熱較低，密度較小，因此單位體積儲能量較少，其應用前景未被看好。無機相變材料具有較高的單位體積儲能熱量和良好的導熱性，其缺點是易產生過冷和相分離，如能采用合適方法解決過冷和相分離問題，則無機相變材料將具有十分明顯的優勢。

目前，對于低溫范圍內的無機相變材料研究較少，熔點在15～26℃之間的無機材料更少。在這一溫度范圍內的常見水合鹽有六水硝酸錳(25.8℃)和四水氟化鉀(18.5℃)，但六水硝酸錳原料不便制備，而且價格較高；四水氟化鉀昂貴且腐蝕性強，不合適做儲能材料。

通過檢索，發現一篇與本專利申請相關的公開專利文獻：一種制冷、采暖用的共晶鹽相變材料及其制造方法(CN1840603)，一般共晶鹽相變材料包括傳輸介質、共晶鹽及結晶核物質，而本發明的相變材料還包括可形成水合物的粘土代替現有技術常使用的熏硅作為表面活性劑，從而解決現有技術中存在的，不能共同熔化或不能產生單一的固相、化學成分容易產生變異以及效率低等問題，同時亦解決熏硅表面活性劑所帶來的安全問題。本發明的效果在于由于形成的是一種單一固相，因此衍生出安全、熱交換效率高、實用性強、工作溫度廣、化學穩定性高、可重復使用多年而不會產生化學變質等優點。

上述公開專利文獻從技術方案上分析，與本專利申請有較大差異。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種無機共晶鹽相變材料的制備方法，以及解決現有技術中相變材料在合成過程中出現的過冷以及相分離問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種低溫無機共晶鹽相變材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將氯化鈣或其水化物在水溶液中加熱直至完全融化，制備成50％氯化鈣溶液；

(2)把改性劑加入到氯化鈣溶液中，改進劑的加入量為無機共晶鹽的0～10％重量百分比，在將改性劑加入到氯化鈣溶液的同時也將成核劑一并加入，不斷攪拌至均勻，形成混合液；

(3)將混合液加熱升溫至50～80℃，使其充分混合均勻成流體狀；

(4)冷凍結晶后融化即得成品，將其灌入容器中進行封裝。

而且，所述的改性劑為硝酸鉀、硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鎂、氯化鉀或氯化銨。

本發明的優點和積極效果是：

1、本相變材料在制備過程時加入防過冷劑和改性劑，其中所加入的防過冷劑硼砂能有效地防止無機共晶鹽相變材料在進行相變過程時出現的過冷現象，而添加改性劑能顯著的降低無機共晶鹽的相變溫度；另外，在制備過程中要經過一次冷凍結晶的過程，能有效地促進相變材料的均勻行為，保持儲能能力的穩定性。

2、本相變材料的相變潛熱達到160～180KJ/Kg，熔點在15～26℃之間，是室溫范圍內的性能良好的儲能材料，具有廣闊的應用前景。

3、本相變材料放熱過程穩定，過冷度小，無相分離現象，重復性好，性能穩定，可長期使用。

4、本相變材料添加劑種類少，所占含量比例小，避免了添加劑過多而互相影響的問題，保證了相變儲能材料具有較好的穩定性。

5、本相變材料原料豐富、無毒、無腐蝕，制備方法簡單、生產便利，在熔融后成均勻的液體狀態，易于封裝，經過反復試驗驗證其性能穩定，過冷度小，不會出現相分離等優點。

附圖說明：

圖1為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方法來進一步說明本發明。

一種無機共晶鹽相變材料的制備方法，步驟是：

(1)將氯化鈣或其水化物在水溶液中加熱直至完全融化，制備成50％氯化鈣溶液；