[發明專利]懸掛型光熱轉換有機相變染料

有效

• 申請號: 201110356292.9
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102492309A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 唐炳濤;張淑芬;王云明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09B69/10
• 分類號: C09B69/10;C09K5/02;C09D7/12;D06P1/00
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

技術領域

本發明涉及一種懸掛型光熱轉換有機相變染料，它不但適用于太陽能的吸收與轉換，還可用于涂料、纖維的著色等領域。

背景技術

相變儲能材料是利用材料的物理相轉變過程吸收或者釋放大量熱量，從而實現能量存儲，是有效提高熱能利用效率的方式之一，具有溫度波動小、儲能密度大的優點，能有效解決能量供應時空不匹配的難題。在各種相變材料中，有機相變儲能材料具有相變溫度易調節、材料易于化學改性的優點，是目前研究的熱點之一。例如Li?Wei-Dong等人在2007年合成了硬脂酸-丁二醇雙酯，作為一種新型的有機固-液相變儲能材料，其相變溫度為41.8℃，相變焓值可以達到182kJ/kg，這是一種相變焓值很高的新型儲能材料(LI?WEIDONG，DING?ENYONG.Preparation?and?characterization?of?a?novel?solid-liquid?PCM：Butanediol?di-stearate[J].Materials?Letters，2007，61(7)：1526-1528.)。曹琪等人用PEG-6000，二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、季戊四醇(PE)為原料采用兩步法合成了一種交聯型聚氨酯類相變材料C-PUPCM，這種交聯型聚氨酯類材料當PEG的含量達到為90％時仍然具有固-固相變特性(曹琪，劉朋生.交聯型聚氨酯固-固相變材料的相變性能及形態[J].應用化學，2007，24(6)：652-655)。

與有機相變材料一樣，有機染料也具有易于化學改性的優點，并且其對吸收的沒有直接熱效應的可見光能通過非輻射衰減過程，迅速將光能轉化為熱能。而目前未見將染料引入有機相變儲能材料體系，實現光熱轉換的同時，將熱能進行存儲的相關報道。

發明內容

本發明的目的是開發一類新的懸掛型光熱轉換有機相變染料，此種材料是以具有活潑反應基團的多乙烯多胺、聚乙烯胺、聚烯丙基胺、淀粉、纖維素、殼聚糖、聚馬來酸酐、苯乙烯-馬來酸酐共聚物或甲殼素為骨架，在其側鏈連接聚醚相變組份與染料光轉換基團。此類染料不但適用于太陽能的吸收與轉換，還可用于涂料、纖維的著色等領域，具有廣闊的應用前景。

本發明的技術方案是：一種懸掛型光熱轉換有機相變染料是以聚醚為相變組份，以染料為光吸收與熱轉換基團的懸掛型光熱轉換有機相變染料，其結構通式如下：

主鏈為多乙烯多胺、聚乙烯胺、聚烯丙基胺、淀粉、纖維素、殼聚糖、聚馬來酸酐、苯乙烯-馬來酸酐共聚物或甲殼素；

A為有機染料基團；

B為聚醚基團，其結構式為D為H或CH₃；m為15～500的整數；X、Y為連接基，其結構式如式1-1、1-2、1-3、1-4或1-5所示、X、Y可相同或不同：

E＝O或NH；

R₁＝Cl、F、OCH₃、NH₂、N(CH₂OH)₂、N(C₂H₄OH)₂或

R₂＝Cl、OCH₃、NO₂或CN。

有機染料基團A為偶氮或蒽醌結構的基團，其結構式分別為(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)、(12)、(13)、(14)或(15)，其中：

有機染料基團(2)為：

(2)式中R₁為H或Cl；R₂為H、Cl或CNSO₂NHR；R₃為H、Cl、CN、CONHR或COOR；R₄為H、CH₃、CN、COOR或C₆H₅；R₅為H、Cl、NHR、CN、SO₃Na、SO₂NHR、CONHR、COOR或NHCOR；R₆為H、Cl、CN、NO₂、SO₂NHR、CONHR或COOR；R為H、C_pH_2p+1的直鏈飽和烷基，其中：1≤p≤18，p為整數；

有機染料基團(3)為：