[發明專利]一種有機復合定形相變材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711366579.3
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108102614B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 唐炳濤;樊曉喬;張宇昂;呂榮文;張淑芬
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李娜;李馨

本發明涉及一種有機復合定形相變材料及其制備方法，其屬于新材料技術領域。一種有機復合定形相變材料，其特征在于：所述復合定形相變材料由配位交聯網絡高分子與有機固液相變材料組成，其中，按質量百分比配位交聯網絡高分子：1～50％，有機固液相變材料：50～99％，其中，配位交聯網絡高分子由高分子化合物與金屬離子配位絡合而成。本發明合成工藝簡單，應用方便，該材料相變焓值大，具有優異的定形效果，運行期間不會發生液體漏液現象。該材料合成工藝簡單，應用方便，在熱能存儲與管理領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種有機復合定形相變材料及其制備方法，其屬于新材料技術領域。

背景技術

相變儲能材料是一種通過物理相轉變(固-液，液-氣等)過程，吸收或者釋放大量熱量從而實現能量存儲與利用的材料，具有儲能密度大，儲能能力強的優點，能有效緩解能量供應上空間與時間失衡的沖突，是提高能量利用效率的有效方式之一。其中有機固液相變材料由于其低廉的成本，較大的相變焓值和較小的過冷現象，成為目前相變領域的研究熱點。

但是，有機固液相變材料也存在顯著的問題，在相變過程中的固液轉變存在嚴重的漏液問題影響其應用。為例解決這一問題，可以封裝或者引入支撐材料使其定形，但是封裝或引入支撐材料后會引起相變焓值的大幅度下降。因此實現有機固液相變材料定形的同時還能保持其較大的相變焓值，是目前亟需解決的問題。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明提供一類新的有機復合定形相變材料及其制備方法。本發明制備的有機復合定形相變材料具有較大的相變焓值以及優異的定形效果，工作過程無液體泄漏，且重復利用率高。此類材料合成工藝簡單，可用于實際應用，具有廣闊的應用前景。

本發明的技術方案如下：

一種有機復合定形相變材料，該材料由配位交聯網絡高分子與有機固液相變材料組成，其中，按質量百分比，

配位交聯網絡高分子：1～50％

有機固液相變材料：50～99％，

其中，配位交聯網絡高分子由高分子化合物與金屬離子配位絡合而成。

在上述技術方案中，所述的配位交聯網絡高分子由高分子化合物與金屬離子配位絡合而成。

優選地，所述高分子化合物為聚丙烯酸及其鈉、鉀或銨鹽；聚馬來酸及其鈉、鉀或銨鹽；羧甲基纖維素及其鈉、鉀或銨鹽；海藻酸鈉、鉀或銨鹽；羧甲基淀粉及其鈉、鉀或銨鹽；聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；聚乙烯吡啶；丙烯酸-馬來酸共聚物及其鈉、鉀或銨鹽；丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物及其鈉、鉀或銨鹽；甲基丙烯酸-馬來酸共聚物及其鈉、鉀或銨鹽；上述高分子化合物的分子量為1000～9000000。

上文中，以“聚丙烯酸及其鈉、鉀或銨鹽”為例，其指高分子化合物可為聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鉀或聚丙烯酸銨，其他類似表達均有相同含義，不再贅述。

優選地，所述金屬離子為鈣離子、鎂離子、二價鐵離子、三價鐵離子、鋅離子、鋁離子、二價銅離子、鋇離子、三價鉻離子、鈷離子或銀離子。

進一步地，所述金屬離子由金屬離子化合物提供，所述金屬離子化合物為鈣離子、鎂離子、二價鐵離子、三價鐵離子、鋅離子、鋁離子、二價銅離子、鋇離子、三價鉻離子、鈷離子或銀離子的氯化物、氧化物、硝酸化物、硫酸化物、醋酸化物。

更進一步地，所述金屬離子化合物與高分子化合物的質量比為1:100～30:100。

上述技術方案中，所述的有機固液相變材料為石蠟、脂肪酸、脂肪醇、聚乙二醇、脂肪酸酯中的至少一種。