[發明專利]一種硅藻土與石蠟復合相變材料的制備方法

在審

• 申請號: 201410417511.3
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104194732A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 馬森源;高向華;宋秀龍;牛寶龍;閆曉麗;魏麗喬
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明涉及一種相變材料的制備方法，特別是一種以石蠟與硅藻土為原料的復合相變材料的制備方法，是屬于建筑節能領域應用的復合相變材料。

背景技術

利用相變材料的潛熱來進行熱能的存儲或釋放，適用于太陽能的利用、余熱回收、智能化自動空調建筑、玻璃暖房、相變蓄熱型空調、保溫高分子材料與特殊領域的應用，且應用范圍逐漸擴大。特別是建筑節能，傳統的固液相變材料在應用中，為了防止相變材料在相變前后發生泄露需要容器封裝，從而增加了熱阻，降低了傳熱效率，傳熱是相變材料與外部傳熱介質間的熱阻，降低了傳熱效率，且成本明顯升高了。

公開號為CN101434832A公開了一種“石蠟類復合定形相變材料及其制備方法”，該發明以石蠟為儲熱材料，多元醇類化合物與芳香族醛類化合物發生縮合反應產生小分子凝膠因子形成的空間網絡結構與高密度聚乙烯共同作為支撐材料料所制備定形的相變材料，此材料相變性能良好，其不足之處是會有1%到4%的泄露，但是在本方法中所述利用多元醇類化合物與芳香族醛類化合物發生縮合反應產生小分子凝膠因子形成的空間網絡結構與高密度聚乙烯共同作用防止儲熱材料石蠟的泄露，而其縮聚反應產生空間網絡結構不是很均勻，所以產生的作用力小，進而就會有一定量的泄露，并且具有空間網絡結構多元醇類化合物與芳香族醛類化合物發生縮合反應產生縮醛產物在弱酸環境下就可以極易分解，從而影響到空間網絡結構，進而會產生更大的泄露。

公開號為CN1462787A清華大學公開了一種“建筑采暖用的加熱定形相變蓄熱材料及其制備方法”，采用烯烴類有機物與石蠟，利用開煉機、螺桿擠出機與平板硫化機制備定形的復合相變材料，并且在復合相變材料表面包覆一層聚乙烯復合膜，膜的主要作用即防止相變材料的泄露。但是此制備工藝應用到了開煉機、螺桿擠出機與平板硫化機這些大型設備多，使得在生產成本大幅度提高，并且這些設備會用到大量的能量與水資源，并且相變材料表面包覆一層聚乙烯復合膜極易熱老化會影響到材料的使用壽命，同時所生產的定形相變蓄熱材料的形態固定進而局限了應用領域。

土耳其的Sedat?Karaman在“Polyethylene?glycol?(PEG)/diatomite?composite?as?a?novel?form-stable?phase?change?material?for?thermal?energy?storage”文章中表明了利用硅藻土去吸附聚乙二醇（PEG）制備一種形態穩定的復合相變材料，所制備復合相變材料的相變溫度區間在27.2-32.2℃之間，相變焓為87.3kJ/kg。在上文中利用的是真空浸漬法制備硅藻土吸附液體PEG復合相變材料，此方法局限于硅藻土吸附液體相變材料，由于真空浸漬法的真空度是一定的對液體材料作用力也是均勻的從而使得液體相變材料可以均勻的吸附于硅藻土表面，如果要吸附固體相變材料，由于其成塊狀或顆粒狀，而硅藻土的孔洞結構是納米級的，則不能吸附于硅藻土的孔洞結構中，所以此方法不能在硅藻土吸附固體相變材料是無法利用的，并且所制備的復合相變材料只能應用于建筑調溫，主要是由于窄的相變溫度區間所導致的。

發明內容

本發明要解決的具體技術問題是相變過程發生泄露的問題，而且制備工藝繁瑣，生產成本高的問題，目的是提供一種硅藻土與石蠟復合相變材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案。

一種硅藻土與石蠟復合相變材料的制備方法，其所述方法是按下列步驟進行的：

（1）將30-50wt%的相變材料石蠟，在溫度為55℃的水域中，攪拌1小時，使石蠟充分溶解于足量的石油醚中；

（2）在步驟（1）中，加入具有納米級孔洞結構的載體50-70wt%硅藻土，充分攪拌，使得硅藻土孔洞結構能夠與相變材料石蠟充分接觸吸附足量的石蠟；

（3）硅藻土充分吸附石蠟后，升高水域溫度為75℃，蒸發溶劑石油醚，后冷凝回收溶劑石油醚，，并進行干燥，即獲得粉末復合儲能材料。

進一步地，附加技術方案如下。

所述石蠟是正十二烷到正二十八烷任意混合。

所述石油醚的沸程是60-90℃。

所述石油醚的蒸發冷凝回收溫度是75℃。

實現本發明上述所提供的一種硅藻土與石蠟復合相變材料的制備方法，與現有技術相比，其優點與積極效果如下。

本方法采用納米級孔洞結構硅藻土對相變材料石蠟進行吸附，由于硅藻土具有均勻的納米級孔洞結構，這種特殊的結構可以產生表面張力與毛細管作用力，石蠟在一定比例范圍內的能夠被吸附于孔洞結構中。