[發(fā)明專利]一種新型高分子定型相變儲熱材料及其制備方法

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• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN109762133A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 朱彩云
• 申請（專利權）人: 江蘇夢溪智能環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/42;C08G18/48;C09K5/02
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本發(fā)明公開了一種新型高分子定型相變儲熱材料及其制備方法，該儲熱材料選擇聚乙二醇單甲醚和聚對苯二甲酸乙二酯作為原材料，以4,4?二苯甲烷二異氰酸酯作為交聯(lián)劑，順丁烯二酸二丁基錫作為催化劑制成，其中聚乙二醇單甲醚與聚對苯二甲酸乙二酯的重量配比為4：1，4,4?二苯甲烷二異氰酸酯所含異氰酸根的物質(zhì)量為聚乙二醇單甲醚和苯二甲酸乙二酯所含羧基和羥基的物質(zhì)量的1.1倍；順丁烯二酸二丁基錫為4,4?二苯甲烷二異氰酸酯用量的1%；聚乙二醇單甲醚與丙酮的重量比為1：3；聚對苯二甲酸乙二酯與二甲基亞砜的重量比為1：20。該材料具有吸熱放熱速度快，儲熱量大，發(fā)生相變后外形不變的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用聚乙二醇單甲醚和聚對苯二甲酸乙二酯作為原材料來化學合成一種新型高分子定型相變儲能材料及化學制備方法。

背景技術

節(jié)能與環(huán)保是能源利用領域的一個重要課題，利用相變儲熱材料的相變潛熱儲存能量是一種新型的節(jié)能技術。相變材料在相變過程中，吸收周圍環(huán)境的熱量，并在周圍環(huán)境溫度降低時，向周圍環(huán)境釋放熱量，從而達到控制周圍環(huán)境溫度和節(jié)能的目的。它在太陽能利用、熱能回收、空調(diào)制冷、建筑節(jié)能、航空航天等領域都有廣泛的應用前景。

太陽能作為一種廉價清潔的能源，目前已經(jīng)廣泛應用于生產(chǎn)生活當中，但由于太陽能的供給與需求在數(shù)量上和時間上不能很好的匹配和協(xié)調(diào)，造成大量能源浪費。如白天太陽能過剩，造成太陽能白白浪費掉，而夜間和陰雨天太陽能又不夠用。固-液相變儲能材料是研究中相對成熟的一類儲能材料，但由于該材料在相變過程中有液相產(chǎn)生，因此必須用容器密封盛裝，以防止泄漏污染環(huán)境，并且容器對相變材料而言必須是惰性的。這一缺點極大地束縛了固-液相變儲能材料在實際中的應用。

為了解決上述問題，可以采用化學方法，對固-液相變高分子材料進行改造，在低熔點工作物質(zhì)與骨架材料間引入化學鍵，使其具有固-固相變性質(zhì)，可克服用物理方法制備的高分子相變材料使用壽命短、易老化的缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型高分子定型相變儲熱材料，該儲熱材料的相變儲熱溫度處于太陽能熱水器的工作溫度范圍內(nèi)，相變潛熱較高，導熱性能較好。

本發(fā)明的另一目的是提供上述儲熱材料的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種新型高分子定型相變儲熱材料，其特征在于：選擇聚乙二醇單甲醚和聚對苯二甲酸乙二酯作為原材料，以4,4-二苯甲烷二異氰酸酯作為交聯(lián)劑，順丁烯二酸二丁基錫作為催化劑制成，其中聚乙二醇單甲醚與聚對苯二甲酸乙二酯的重量配比為4：1，4,4-二苯甲烷二異氰酸酯所含異氰酸根的物質(zhì)量為聚乙二醇單甲醚和苯二甲酸乙二酯所含羧基和羥基的物質(zhì)量的1.1倍；順丁烯二酸二丁基錫為4,4-二苯甲烷二異氰酸酯用量的1%；聚乙二醇單甲醚與丙酮的重量比為1：3；聚對苯二甲酸乙二酯與二甲基亞砜的重量比為1：20。

上述新型高分子定型相變儲熱材料的制備方法，采用如下步驟：

（1）然后將干燥后的聚乙二醇單甲醚與丙酮配成溶液，將聚對苯二甲酸乙二酯加入到二甲基亞砜配成溶液；

（2）在上述丙酮溶液中加入4,4-二苯甲烷二異氰酸酯和順丁烯二酸二丁基錫混合液在攪拌回流條件70攝氏度下預反應30分鐘，然后加入上述二甲基亞砜溶液，混合均勻后在180攝氏度下反應4小時，反應完全后混合物成凝膠狀，；

（3）洗滌抽濾4次后，將淡黃色凝膠至于水中，浸泡3小時，除去游離的聚乙二醇單甲醚、聚對苯二甲酸乙二酯及殘余丙酮、4,4-二苯甲烷二異氰酸酯、催化劑錫鹽離子等；

（4）抽濾后在100攝氏度下真空干燥24h，得到乳白色的聚乙二醇單甲醚/聚對苯二甲酸乙二酯固固相變材料。

本發(fā)明有三項優(yōu)點：

（1）本發(fā)明制備的儲熱材料導熱性能更高，吸熱放熱速度更快；