[發明專利]一種儲熱用相變復合材料、制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201810113633.1
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108084973A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 李海燕
• 申請（專利權）人: 天津天愛環保技術開發有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;F24D15/02;F28D20/02
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 蒙建軍

本發明涉及一種儲熱用相變復合材料，屬于相變復合材料領域，基于該復合材料的總質量，其包含如下組分：A)65?100％的相變材料；B)0?30％的導熱增強劑；C)0?5％的防過冷劑。所述相變材料為赤藻糖醇；所述導熱增強劑為納米鋁粉、納米銅粉、石墨粉、納米氮化鋁、導熱碳纖維、石墨烯、膨脹石墨中的一種或多種；所述防過冷劑為納米二氧化鈦、納米三氧化二鋁、納米二氧化硅、納米四氧化三鐵、納米氧化銅中的一種或多種。所述相變復合材料的制備方法包括：1)將相變材料加熱熔融；2)向步驟1)中獲得的熔融液體中加入防過冷劑并攪拌均勻；3)將步驟2)中所得液態中加入導熱增強劑，攪拌均勻后出料，冷卻后即得本發明的相變復合材料。

技術領域

本發明屬于相變復合材料領域，特別涉及一種儲熱用相變復合材料、制備方法及其應用。

背景技術

儲熱技術是提高能源利用效率和保護環境的重要技術，可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，在廢熱和余熱的回收利用以及工業與民用建筑和空調的節能領域具有廣泛的應用前景。目前，傳統的供暖主要采用的是煤炭供暖或者是電加熱供暖，眾所周知，煤炭供暖在一定程度上解決了供暖的問題，但是由于煤炭供暖會產生極大地環境危害，因此，近幾年來，隨著環境問題的日益嚴峻，電能供熱逐漸取代了煤炭加熱，但是顯而易見，電能的產生有很大一部分也是采用煤炭進行發電，這些措施只是將污染源移除了大城市，但是針對于煤炭發電的偏遠地段，污染依然存在。

未來，電能替代燃煤的清潔供暖方式前途一片光明。清潔供暖是煤改電政策改革的 “風口”，面臨數千億級規模的市場。相變儲熱技術成為目前采用清潔能源供熱的主要趨勢。相變儲熱是利用物質在相變過程中都要吸收或放出相變潛熱的原理進行能量儲存，利用相變儲熱材料相變時單位質量(體積)潛熱，儲熱量非常大，近年來對于相變儲熱材 料的研究和應用發展迅猛，尤其是利用相變蓄熱技術在太陽能利用、廢熱回收以及電力 的“移峰填谷”等節能領域備受關注。

根據使用溫度范圍的不同，相變蓄熱材料可分為高、中、低溫三種。中溫相變蓄熱材料主要針對90～550℃的熱動力環境，其在太陽能熱發電、有機朗肯循環、移動蓄熱技術、分布式能源系統等方面有廣闊的應用前景。

赤藻糖醇作為一種中溫相變材料，具有約119℃的熔點和340kJ/kg的潛熱，其單位質量的熔解熱與冰大致相同，但由于密度大，其單位體積的熔解熱是冰的1.4倍左右，是一種極具潛力的相變蓄熱材料，但是研究發現赤藻糖醇若不加防過冷劑的話，凝固點(凝固相變溫度)會低到50-70℃且過冷度不穩定，這在一定程度上影響了蓄熱設備的穩定性。因此開發出一種相變溫度合適、過冷度小、相變潛熱大且導熱系數高的儲熱用相變復合材料非常重要。

發明內容

本發明要解決上述現有技術中存在的問題，提供一種相變溫度合適、過冷度小、相變潛熱大且導熱系數高的儲熱用相變復合材料。

本發明的另一目的在于提供一種制備本發明相變復合材料的方法，通過該方法可以簡便地制得本發明相變復合材料。

本發明的又一目的在于提供一種包含本發明相變復合材料的相變蓄熱采暖器，所述相變蓄熱采暖器包含相變原料儲熱箱，本發明的相變復合材料置于所述相變原料儲熱箱內。

實現本發明上述目的技術方案可以概括如下：

A)65-100％的相變材料；

B)0-30％的導熱增強劑；

C)0-5％的防過冷劑；

所述相變材料為赤藻糖醇；所述導熱增強劑為納米鋁粉、納米銅粉、石墨粉、納米氮化鋁、導熱碳纖維、石墨烯、膨脹石墨中的一種或多種；所述防過冷劑為納米二氧化鈦、納米三氧化二鋁、納米二氧化硅、納米四氧化三鐵、納米氧化銅中的一種或多種。

進一步，所述赤藻糖醇在復合材料中的含量為100％。

進一步，所述導熱增強劑為膨脹石墨；