[發明專利]一種復合定形相變材料及制備方法

在審

• 申請號: 201510975477.6
• 申請日: 2015-12-23
• 公開（公告）號: CN106905927A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 儲江順;畢宏海;彭艷華;畢宏清;程啟山;汪麗;陳旭睿;畢宏俊;歐陽貴;薛明躍
• 申請（專利權）人: 上海邦中高分子材料有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 許驊,許亦琳

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，涉及一種復合定形相變材料及制備方法。

背景技術

能源是人類生存和發展的基礎。隨著科學技術的發展，人類對能源的需求日益增加，但同時對能源的利用率卻不高，使得能源的供給漸趨緊張。用于工業余熱回收、相變蓄能電暖器、節能空調等領域的儲能技術，不僅可以減少能耗，而且還可以使電力系統達到“削峰填谷”的作用。所謂“削峰填谷”是指把用電負荷從用電高峰轉移到當日或季節用電低谷中去。其中相變儲能具有儲能密度大、儲能能力大、溫度恒定、過程易控制、可以多次重復使用等優點，成為最具發展潛力、目前應用最多和最重要的儲熱方式。其中，固-液相變材料具有貯能密度大、貯能過程近似恒溫、體積變化小、過程易控制等優點得到各國科學家的廣泛重視。但傳統的固-液相變材料在使用時會發生固態-液態的相互轉化，必須使用專門的容器封裝，增加了傳熱介質與相變材料之間的熱阻，降低了傳熱效率，成本也提高了。

為解決這些問題，近幾年來，一些科學工作者采用一些技術，使得固-液相變材料在發生相變時仍保持原來的形狀，從而具有了固-固相變材料的性能。肖敏等人(Energy Conversion&Management，2002，48(1)：P103)研究了石蠟和熱塑性彈性體SBS和石墨組成的復合相變材料；采用雙輥混煉機將熔點為56-58℃的石蠟和SBS密煉均勻，石蠟的質量分數為0.20-0.80。秦鵬華等人(清華大學學報(自然科學版)，2003，43(6)：833-835)制備了石蠟/高(低)密度聚乙烯定形相變材料，采用熔點為60-62℃的石蠟與高密度聚乙烯或低密度聚乙烯共混制得，其中石蠟的質量分數為0.7-0.9。葉宏等人(Solar Energy Materials&Solar Cells，2000，64(1)：37-44)將石蠟與高密度聚乙烯共混熔融，冷卻后制成形狀穩定的具有一定強度的相變材料，其中含石蠟70-75％。但到目前為止，可以用于較高溫度環境下，封裝效果良好的定性相變材料還沒有得到很大的進展。因此，有必要對復合定形相變材料及制備方法做進一步研究與探討。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于，針對相變材料的滲漏問題，制備一種可以用于較高溫度如鍋爐中的復合定性相變儲能材料。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明第一方面提供一種復合定形相變材料，按質量 份計，包括以下組分：

優選地，所述石蠟的條件為：熔點為75-81.6℃；相變潛熱為200-220kJ/kg。

優選地，所述二環戊二烯型固體環氧樹脂在190℃，0.2kg下的熔融指數為50-51g/10min。

優選地，所述環氧基的丙烯酸樹脂-a在190℃，0.2kg下的熔融指數為41-43g/10min。

優選地，所述聚乙烯醇縮丁醛樹脂三烷基四氫酞酸酐在190℃，0.2kg下的熔融指數為27-28g/10min。

優選地，所述高密度聚乙烯(HDPE)的條件為：密度為0.950-0.970g/cm³；在190℃，0.2kg下的熔融指數為61-62g/10min。

優選地，所述苯乙烯-丁二烯-3-氯丙烯三嵌段共聚物的條件為：三嵌段單元含量為80-90wt％，邵氏A硬度為94A，在190℃，0.2kg下的熔融指數為22-23g/10min。

本發明第二方面提供一種復合定形相變材料的制備方法，包括以下步驟：

1)先將石蠟放入反應釜中加熱熔融，形成液蠟；

2)再按配比在液蠟中加入二環戊二烯型固體環氧樹脂、環氧基的丙烯酸樹脂-a、聚乙烯醇縮丁醛樹脂三烷基四氫酞酸酐、高密度聚乙烯，加熱后攪拌至混合均勻，形成粘稠液體；

3)在粘稠液體中加入苯乙烯-丁二烯-3-氯丙烯三嵌段共聚物，攪拌至熔融，再加入膨脹石墨攪拌至混合均勻；

4)混合均勻后放入擠出機中擠出出料，烘干即得。

優選地，在步驟1)中，所述加熱熔融溫度為120-150℃。

優選地，在步驟2)或3)中，所述混合均勻在高速混合機中進行。

更優選地，所述高速混合機的混合溫度為150-180℃，混合時間為50-60min。

更優選地，所述高速混合機的轉速為120-150rpm。

優選地，在步驟4)中，所述擠出機為雙螺桿擠出機。

更優選地，在步驟4)中，所述雙螺桿擠出機的擠出溫度為130-160℃。