[發明專利]一種相變蓄能材料的制備方法

在審

• 申請號: 201611044641.2
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106833538A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 高巖松
• 申請（專利權）人: 蘇州寶時得電動工具有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種相變蓄能材料的制備方法，確切的說，本發明涉及一種以聚乙二醇、復合觸變劑、玻璃纖維、復合阻燃劑等為主要成分，可用于電池散熱等方面的復合相變蓄能材料的制備方法。

背景技術

相變蓄能材料從固態向液態轉變時，要經歷物理狀態的變化。在這兩種相變過程中，材料要從環境中吸熱，反之，向環境放熱。在物理狀態發生變化時可以儲存或釋放的能量稱為相變熱，發生相變的溫度范圍很窄。在這個物理狀態發生變化的相變過程中，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變。大量相變熱被轉移到環境中，產生了一個寬的溫度平臺。相變材料的出現，使得恒溫時間延長。其原理是：相變材料在熱量的傳輸過程中將能量儲存起來，就像熱阻一樣將可以延長能量傳輸時間，使溫度梯度減小。

相變蓄能材料的出現可用于提高能源利用效率和保護環境等，尤其是其儲熱密度大、過程容易控制、溫度范圍可控等特點，已經成為儲熱技術領域的研究重點。有機復合相變蓄能材料可以綜合各種其他材料的優點，無毒無味，穩定性高，在恒溫控制領域，如儲能回收利用、建筑保暖和太陽能利用等方面已有較廣泛應用。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種新穎的復合相變蓄能材料及其制備方法，該材料可用于電池的吸熱散熱。

本發明提出了一種相變蓄能材料的制備方法，該材料為一種復合材料，包括聚乙二醇、復合觸變劑、玻璃纖維、復合阻燃劑等，這幾種原材料在100±10℃的條件下高速攪拌混合120±10min。

優選地，所述的聚乙二醇為分子量在4000-20000的固體，如聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000等多種不同聚乙二醇中的一種或多種。

優選地，所述的復合觸變劑為氣相二氧化硅、納米碳酸鈣、有機膨潤土、滑石粉其中的一種或多種。

優選地，所述的玻璃纖維為各種長徑比的短切玻璃纖維。

優選地，所述的復合阻燃劑為氮系、有機磷氮系、次磷酸鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂等阻燃劑其中的一種或多種。

優選地，所述的聚乙二醇占復合材料的質量比為40-90％。

優選地，所述的復合觸變劑占復合材料的質量比為0.1-10％。

優選地，所述的玻璃纖維占復合材料的質量比為0.1-10％。

優選地，所述的復合阻燃劑占復合材料的質量比為2-30％。

優選地，所述的納米碳酸鈣的粒徑為1-100nm。

優選地，所述的二氧化硅為比表面積10-500m²/g的疏水性或親水性氣相二氧化硅。

優選地，所述的短切玻璃纖維的長度為0.1-3mm，直徑為10-50μm。

本發明因其相變焓高，導熱性及穩定性好、環境友好等特點，該材料可廣泛應用于鋰電池等工作時易升溫的電器組件，起到相變蓄能并保護被包覆材料的作用，其相變焓可達到120J/g以上。另外，該材料還有觸變性高的特色，使其具備良好的熱穩定性，極高的形狀保持能力，可致反復使用多次；阻燃劑的引入使材料的阻燃等級為HB以上。

具體實施方式

實施例1

①將375g質量分數為8000的聚乙二醇加入到1000ml的三口燒瓶中，采取油浴加熱的方式，控制溫度在100±5℃，并開啟電動攪拌器，使物料完全溶解并充分混合。

②加入30g復合觸變劑和75g復合阻燃劑，保持溫度在100±5℃下，電動攪拌60min；其中復合觸變劑中納米碳酸鈣和二氧化硅的質量比為2:1，復合阻燃劑中磷氮系阻燃劑和次磷酸鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂的質量比為3:2。

③加入20g玻璃纖維，保持溫度在在100±5℃下，電動攪拌30min。

通過上述步驟制得的復合相變蓄能材料形態穩定、觸變性高，相變焓可達到＞120J/g，流動性差，阻燃效果可達到HB級。

通過改變聚乙二醇、復合觸變劑、玻璃纖維、復合阻燃劑的配比，可得到不同的復合相變蓄能材料，可以具有不同的相變焓、流動性、阻燃性。

如表1所示，不同配比的聚乙二醇含量，將對相變蓄能材料的相變焓產生較大影響，當聚乙二醇比例大于70％時，可達到120J/g以上。

不同配比的復合觸變劑和玻璃纖維含量，將對相變蓄能材料的流動性產生較大影響，尤其是復合觸變劑的含量影響尤甚。在復合觸變劑質量比為6％，玻璃纖維質量比為4％時，粘度和觸變性適中，易于操作且穩定性較好，可以經受重復多次相變過程。