[發明專利]聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710001352.2
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106811179B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 翟蘭蘭;李炳蒙;王瑞芳;劉若望;蘭云軍;柴玉葉
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 周麗娟

本發明公開了聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法，包括：室溫下使得硅源在去離子水和有機溶劑的混合液中水解反應生成二氧化硅溶膠溶液，再向該二氧化硅溶膠溶液中加入聚乙二醇反應，得到聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料。聚乙二醇與二氧化硅溶膠溶液也可在堿性催化劑存在下進行。本發明方法工藝簡單，無需加熱，無需任何表面活性劑即可成型，本發明制得的聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料具有良好的封裝效果和導熱能力，并可獲得較高的相變焓，產品運輸簡單，有效解決材料在使用過程中出現的液相泄漏的問題。

技術領域

本發明屬于相變儲能領域，具體涉及聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法。

背景技術

從20世紀70年代起，能源問題和環境問題逐漸引起人們的廣泛關注，因而人們開始研究如何節約能源和提高能源利用率。目前，相變儲能材料的使用是提高能源利用率的有效途徑。其中聚乙二醇(PEG)是一種很有前途的相變儲能材料，它具有合適的相變溫度和潛熱、存儲容量高的優點，而且無毒，有良好的生物相容性、生物降解性、親水性、易于化學改性的特點。但聚乙二醇在相變過程中有液相產生，具有一定的流動性。因此目前一般制成聚乙二醇基定形相變材料，以聚乙二醇為儲熱材料，與載體基質相結合，在相變前后維持原固體形狀，不發生流動。目前主要的制備方法有：物理共混法、微膠囊法和化學法。微膠囊法制備的聚乙二醇相變材料存在囊壁易破損和耐高溫老化性能差等問題，同時其制備工藝較為復雜，生產成本較高，這都在一定程度上限制了其應用和發展?；瘜W法得到的聚乙二醇相變材料的一端或兩端受到限制，導致在結晶過程中不能完全地結晶，引起相變焓的下降。物理共混法多采用將聚乙二醇和二氧化硅混合，但目前的制備方法繁雜，且需加熱產生能耗。因此，發展一種工藝簡單的具有高相變焓的聚乙二醇相變材料的制備方法具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法，該制備方法的工藝簡單，無需加熱，無需任何表面活性劑即可成型，采用本發明方法制得的聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料具有良好的封裝效果和導熱能力，并可獲得較高的相變焓，產品運輸簡單，有效解決材料在使用過程中出現的液相泄漏的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在室溫條件下，將去離子水和有機溶劑混合，然后向其中加入硅源，攪拌均勻，使硅源水解反應生成半透明的二氧化硅溶膠溶液；以物質的量計，去離子水5～30份，有機溶劑1.5～8份，硅源1～10份；所述的有機溶劑為醇類和酰胺類的混合，酰胺類與醇類的摩爾比為1:0.5～5；

(2)在室溫條件下，將聚乙二醇加入到步驟(1)得到的二氧化硅溶膠溶液中，攪拌均勻，以質量計，聚乙二醇1～15份，硅源1～30份；

(3)在40～80℃干燥，得到聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料。

或者，采取如下技術方案：

聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)在室溫條件下，將去離子水和有機溶劑混合，然后向其中加入硅源，攪拌均勻，使硅源水解反應生成半透明的二氧化硅溶膠溶液；以物質的量計，去離子水5～30份，有機溶劑1.5～8份，硅源1～10份；所述的有機溶劑為醇類和酰胺類的混合，酰胺類和醇類的摩爾比為1:0.5～5；

(2)在室溫條件下，將聚乙二醇加入到步驟(1)得到的二氧化硅溶膠溶液中，攪拌均勻，再向其中加入堿性催化劑，控制pH值為8～9，在350～1200r/min的轉速下均勻攪拌0.5h～10h；以質量計，聚乙二醇1～15份，硅源1～30份；

(3)在40～80℃干燥，得到聚乙二醇/二氧化硅復合相變儲能材料。