[發明專利]一種高相變熱定型相變材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210315327.9
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102827584A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 潘炳力;成玉梅;杜錦屏;杜三明;劉繼純;張永振
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 李宗虎

技術領域

本發明涉及一種功能性復合材料技術領域，具體的說是涉及一種高相變熱定型相變材料及其制備方法。

背景技術

相變材料是指隨溫度變化而改變形態并能提供潛熱的物質。利用相變材料的潛熱可以進行能量的儲存或釋放，以制出各種提高能源利用率的設施，常用的相變材料為固-液相變材料，即其相變過程是由固態變為液態或由液態變為固態程，這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。相變材料在太陽能利用、航空航天、熱負荷的移峰填谷、新型節能型建筑用材、廢熱回收及空調技術方面的應用越來越廣泛。由于其所涉及裝置簡單、體積小、設計靈活、使用方便且易于管理等特點而大受歡迎。

在眾多的潛熱貯能材料中，應用較多的主要有石蠟、脂肪酸、無機水合鹽、糖醇類等材料。其中，糖醇是一類非常重要的中溫相變儲熱材料，它能提供熔點一百攝氏度左右的多種相變材料，其優點是潛熱密度比較高。然而目前普遍存在一種問題，固-液相變材料在相變過程中產生液體后容易泄漏，目前針對這一問題普遍采用對相變材料進行微膠囊化，如中國專利CN102492397?公開了一種糖醇類定型相變材料微膠囊，其相變潛熱值在230J/g左右，但由于微膠囊化率的限制不能充分發揮糖醇的高的潛熱密度，并且微膠囊化成本很高，難以實現工業化生產。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題的不足，提供一種高相變熱定型相變材料，本發明成本低廉，無毒無腐蝕性，相變潛熱值大，穩定性好。

本發明為了解決上述技術的不足，所采用的技術方案是：一種高相變熱定型相變材料，由膨脹倍率為100-500?mL/g的可膨脹石墨和吸附在可膨脹石墨空隙內的赤蘚糖醇制成，其中，可膨脹石墨的重量占總重的10-20%，其余為赤蘚糖醇；

一種高相變熱定型相變材料，其制備方法是：

步驟一、原材料的選取

分別稱取赤蘚糖醇和膨脹倍率為100-500?mL/g的可膨脹石墨，且赤蘚糖醇的重量占赤蘚糖醇和可膨脹石墨顆粒總重的80-90%；

步驟二、將步驟一稱取的赤蘚糖醇放在燒杯中，在125～135℃的油浴中加熱，形成熔化物備用；

步驟三、將步驟一稱取的膨脹倍率為100-500?mL/g的可膨脹石墨放入真空干燥箱中，在溫度為65～75℃、真空度為-0.09MPa的條件下干燥8～12小時，然后取出并置于溫度為700～800℃的馬弗爐中焙燒30～90s，形成具有微孔結構的膨脹石墨，備用；

步驟四、將步驟二制備的膨膿石墨放入步驟一制備的赤蘚糖醇熔化物中，在125～135℃的油浴中攪拌l～1.5小時后，自然冷卻后得到產品。

本發明中使用的可膨脹石墨是由天然鱗片石墨經石墨插層、水洗干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀材料，經過高溫膨脹化處理后，石墨原先的平面層明顯裂開而產生不均勻變形，形成網狀孔型結構的膨脹石墨。以赤蘚糖醇為相變材料、膨脹石墨為支撐結構，利用膨脹石墨的多孔吸附特性以及赤蘚糖醇的高相變潛熱，制備出了本發明高相變潛熱值的定型相變材料，該方法制備的相變材料比現有技術制備的定型相變材料有更高的相變潛熱值。

有益效果：本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1、本發明采用可膨脹石墨和赤蘚糖醇制成，成本低廉，無毒無腐蝕性；

2、本發明利用膨脹石墨的多孔吸附特性和赤蘚糖醇的高相變潛熱值，使該相變材料在固-液轉化時產生的液體不易泄漏，同時實現定型化，由于赤蘚糖醇屬于高潛熱相變材料，以赤蘚糖醇為儲熱相變材料，以膨脹石墨為基體材料這樣制得的相變材料比現有技術制備的相變材料具有更高的相變潛熱值。

具體實施方式

一種高相變熱定型相變材料，由膨脹倍率為100-500?mL/g的可膨脹石墨和吸附在可膨脹石墨空隙內的赤蘚糖醇制成，其中，可膨脹石墨的重量占總重的10-20%，其余為赤蘚糖醇；

一種高相變熱定型相變材料，其制備方法包括以下步驟：

步驟一、原材料的選取

分別稱取赤蘚糖醇和膨脹倍率為100-500?mL/g的可膨脹石墨，且赤蘚糖醇的重量占赤蘚糖醇和可膨脹石墨顆粒總重的80-90%；

步驟二、將步驟一稱取的赤蘚糖醇放在燒杯中，在125～135℃的油浴中加熱，形成熔化物備用；

步驟三、將步驟一稱取的膨脹倍率為100-500?mL/g的可膨脹石墨放入真空干燥箱中，在溫度為65～75℃、真空度為-0.09MPa的條件下干燥8～12小時，然后取出并置于溫度為700～800℃的馬弗爐中焙燒30～90s，形成具有微孔結構的膨脹石墨，備用；