[發明專利]一種寬相變溫區定形相變材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810917909.1
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN108659796B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 陳妍;高軍凱
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 賈森君

本發明涉及一種寬相變溫區定形相變材料及其制備方法，所述寬相變溫區定形相變材料為通過層層組裝技術得到的層層包覆的中空的球形結構，由內至外依次包括第一囊殼、第一納米膠囊相變材料層、第二囊殼和第二納米膠囊相變材料層，所述第一納米膠囊相變材料層與所述第二納米膠囊相變材料層的相變材料芯材不同。本發明在組裝過程中，不同的納米膠囊相變材料融合性好、不會發生反應，且可以通過調節不同納米膠囊相變材料的比例實現寬相變溫區定形相變材料相變溫度的調控，獲得相變焓高、導熱率和熱穩定性好的寬相變溫區定形相變材料。

技術領域

本發明涉及相變儲能材料技術領域，尤其涉及了一種寬相變溫區定形相變材料及其制備方法。

背景技術

當前對有機定形相變材料的研究主要集中在單一芯材，純組分有機定形相變材料的相變溫區較窄，主要用于控溫包裝、電池熱管理、電子元器件溫控等對溫度有嚴格要求的熱控系統。然而，在建筑節能、日光溫室、智能儲熱服裝等領域，相變儲能材料吸/放熱量受季節和天氣變化的影響較大，為增強相變材料的環境適應性，提高相變材料的利用率和儲熱量，寬相變溫區定形相變材料的研發成為當前的研究熱點。目前，利用不同相變材料混合后制備寬相變溫區定形相變材料是提高其相變溫區的主要措施。

然而，利用不同相變材料直接混合制備復合芯材，存在芯材相互反應、融合性差、相變焓低等問題，阻礙了寬相變溫區定形相變材料的應用和發展。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種寬相變溫區定形相變材料及其制備方法，該制備方法中不同的納米膠囊相變材料融合性好、不會發生反應，且可以通過調節不同納米膠囊相變材料的比例實現寬相變溫區定形相變材料相變溫度的調控；獲得的寬相變溫區定形相變材料相變焓高、導熱率和熱穩定性好。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：

一種寬相變溫區定形相變材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

提供摻雜聚苯乙烯磺酸鈉的碳酸鈣顆粒和納米膠囊相變材料；

以摻雜聚苯乙烯磺酸鈉的碳酸鈣顆粒為模板，在所述模板上分別沉積陽離子電解質和陰離子電解質，通過陽離子電解質和陰離子電解質的組裝在模板表面形成第一囊殼，所述第一囊殼包覆所述模板，然后將帶有第一囊殼的模板分散于第一納米膠囊相變材料的溶液中，孵化，通過靜電的引力作用和氫鍵的作用在所述模板的第一囊殼上組裝形成第一納米膠囊相變材料層，得到第一預制體；

在所述第一預制體上沉積陽離子電解質和陰離子電解質，通過陽離子電解質和陰離子電解質的組裝在所述第一預制體表面形成第二囊殼，所述第二囊殼包覆所述第一預制體，然后將帶有第二囊殼的第一預制體分散于第二納米膠囊相變材料的溶液中，孵化，通過靜電的引力作用和氫鍵的作用在所述第一預制體的第二囊殼上組裝形成第二納米膠囊相變材料層，得到第二預制體，所述第一納米膠囊相變材料層與所述第二納米膠囊相變材料層的相變材料芯材不同；

去除所述第二預制體中的所述模板，得到寬相變溫區定形相變材料。

在其中一個實施例中，還包括在第二預制體上組裝至少一囊殼和至少一納米膠囊相變材料層，所述囊殼和所述納米膠囊相變材料層間隔組裝。

在其中一個實施例中，所述陽離子電解質、所述陰離子電解質與所述模板的質量比為1:1～6:1。

在其中一個實施例中，所述陽離子電解質包括聚丙烯胺鹽酸鹽。

在其中一個實施例中，所述陰離子電解質包括聚苯乙烯磺酸鈉。

在其中一個實施例中，所述孵化的時間均為8h～24h。

在其中一個實施例中，納米膠囊相變材料的粒徑為50nm～300nm。

在其中一個實施例中，采用乙二胺四乙酸溶液去除所述模板。