[發明專利]泡沫鋁石蠟板材狀復合相變材料及制備方法

在審

• 申請號: 201711054091.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107603572A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 朱德琳;崔準;李庶;張慶福;李帥;劉耀文
• 申請（專利權）人: 遼寧融達新材料科技有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 遼寧東來律師事務所21239
• 代理人: 孟兆華,張宬

技術領域

本發明涉及相變材料技術領域，特別是涉及一種泡沫鋁石蠟板材狀復合相變材料及其制備方法。

背景技術

相變材料具有儲熱密度大、儲熱容器體積小、熱效率高等特點，在太陽能利用、工業余熱及廢熱回收、建筑節能等領域具有廣闊的應用前景,尤其是在建筑空調和供暖領域以及太陽能利用等方面已成為國內外研究的熱點。相變材料是指隨溫度變化而改變物質狀態并能提供潛熱的物質，這種材料一旦在人類生活被廣泛應用，將成為節能環保的最佳綠色環保載體。相變材料可分為有機和無機相變材料，亦可分為水合鹽相變材料和蠟質相變材料。

石蠟作為有機類相變材料具有蓄熱能力強、固體成型性好、不易發生相分離及過冷現象、腐蝕性較小和性能穩定等特點。但在作為建筑儲熱材料、太陽能儲熱材料等場合使用時，一般采用高聚乙烯作為支撐材料或者制成微膠囊，但其強度和密封性仍然不夠理想。

申請公布號為CN105154021A的中國發明專利公開了一種高導熱相變儲熱材料及其制備方法，這種相變材料以通孔泡沫鋁作為支撐材料，具有強度高、比表面積大，但綜合熱性能不夠理想且表面封閉困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種強度高、綜合熱性能好的泡沫鋁石蠟板材狀復合相變材料及其制備方法。

本發明泡沫鋁石蠟板材狀復合相變材料采用的技術方案是：泡沫鋁石蠟板材狀復合相變材料，包括作為支撐材料的閉孔泡沫鋁板、石蠟，在所述閉孔泡沫鋁板上設置自所述閉孔泡沫鋁板表面向內部延伸的成型孔，所述成型孔的分布率為40％～70％，所述閉孔泡沫鋁板的泡沫孔洞的孔隙率為90.5％～97.5％。

進一步的，所述成型孔垂直或傾斜于閉孔泡沫鋁板表面，成型孔直徑為2～3mm；所述成型孔深度為1～6mm。

本發明泡沫鋁石蠟復合板材狀相變材料的制備方法采用的技術方案是：包括如下步驟：

步驟A：制作閉孔泡沫鋁板，閉孔泡沫鋁板泡沫孔洞的孔隙率為90.5％～97.5％；

步驟B：在閉孔泡沫鋁板上加工垂直或傾斜于閉孔泡沫鋁板表面的成型孔，成型孔的分布率為40％～70％，并將閉孔泡沫鋁板切割成所需尺寸；

步驟C：制作復合模具，采用鋁箔沖壓制作用于控制兩種材料復合成形的模具；

步驟D：制作熔融態石蠟，將固體石蠟裝入容器中進行加熱，溫度控制在70～80℃之間，直至固體石蠟呈熔融態；

步驟E：材料復合，將閉孔泡沫鋁板放入模具之中，隨之將熔融態石蠟注入鋁箔模具內，熔融態石蠟通過成型孔進入泡沫孔洞，直至熔融態石蠟液面完全漫過泡沫鋁板；

步驟F：冷卻固化，常溫下自然冷卻至石蠟固化成型；

步驟G：表面處理，去除復合相變材料表面多余的石蠟。

進一步的，步驟D所述的加熱方法是水浴加熱；步驟G是采用銑削的方法去除復合相變材料表面多余的石蠟。

本發明的有益效果是：采用泡沫鋁板作為支撐材料制作石蠟復合相變材料，能夠顯著改善石蠟相變材料的熱導率、熱交換率、傳熱性能及凍融性能。采用閉孔泡沫鋁，特別是成型孔的分布率為40％～70％、泡沫孔洞孔隙率為90.5～97.5％，并在其上加工成型分布率為40～70％的成型孔，并按特定的溫度和步驟將閉孔泡沫鋁板與石蠟復合成型，能夠獲得綜合熱性能更加優良的復合相變材料。

附圖說明

圖1是透孔成型孔泡沫鋁石蠟板材復合相變材料示意圖；

圖2是盲孔成型孔泡沫鋁石蠟板材復合相變材料示意圖；

圖3是泡沫鋁石蠟板材復合相變材料局部放大示意圖；

圖4是40～70％成型孔分布率復合相變材料性能實驗蓄熱升溫曲線圖；

圖5是40～70％成型孔分布率復合相變材料性能實驗放熱升溫曲線圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

如圖1至圖3所示，泡沫鋁石蠟板材狀復合相變材料包括作為支撐材料的閉孔泡沫鋁板1、石蠟3，在所述閉孔泡沫鋁板上設置自所述閉孔泡沫鋁板1表面向內部延伸的成型孔4，所述成型孔4的分布率為40～70％，所述成型孔垂直或傾斜于閉孔泡沫鋁板表面，成型孔可以是如圖1所示的透孔，也可以是如圖2所示的盲孔。成型孔直徑為2～3mm，深度為1～6mm。所述閉孔泡沫鋁板1的泡沫孔洞2孔隙率為90.5％～97.5％。

泡沫鋁石蠟復合板材狀相變材料的制備方法包括如下步驟：

步驟A：制作閉孔泡沫鋁板，制作泡沫孔洞孔隙率為90.5％～97.5％的閉孔泡沫鋁板；