[發明專利]一種棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201811431211.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109456735A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 高龍;孫學庚;劉鐘澤;孫佰仲;車德勇;李少華;靳宇宙
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明涉及有機復合相變材料技術領域，特別是一種棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料及其制備方法，該方法特點是：按棕櫚酸粉、膨脹石墨和碳纖維粉的質量份比為70～90:10:5～20備料；按質量份的棕櫚酸粉、膨脹石墨和碳纖維粉，先將棕櫚酸粉倒入裝有膨脹石墨的燒杯中，放置于恒溫水浴鍋中，恒溫70℃，混合攪拌15min，使燒杯中的棕櫚酸粉熔化且與膨脹石墨完全混合得到混合物；再將碳纖維粉倒入混合物中，繼續恒溫加熱攪拌1h；將燒杯取出在室溫下自然冷卻，得到棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料。制備得到的復合相變材料具有較好的熱穩定性、化學穩定性以及較高的儲熱性能，在中低溫儲熱領域應用前景較佳。

技術領域

本發明涉及儲熱材料技術領域，是一種有機復合相變材料及其制備方法，更具體地說，是一種棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料及其制備方法。

背景技術

相變材料是相變儲熱的核心，有機相變材料包括石蠟、脂肪酸及多元醇類等，其儲能密度大，化學穩定性較好，在相變過程中幾乎無過冷及相分離，且無毒無腐蝕性，但存在導熱系數低的缺點。棕櫚酸作為一種有機相變材料，熔化溫度62℃左右，熱穩定性好，但同樣存在導熱系數低的缺點，限制了棕櫚酸作為相變儲熱材料的應用。因此研究如何提高棕櫚酸的導熱率成為相變儲熱領域的一個研究熱點。

與此同時，近年來一些新型碳材料備受青睞，它們被用作載體或填料，利用本身良好的導熱性來提高有機相變材料的導熱系數，此方式已成為儲熱材料領域的研究熱點，擁有廣闊的應用前景。其中膨脹石墨因內部具有大量的網狀微孔結構而具有良好的吸附性能，得到了許多研究者的深入研究，通常是以膨脹石墨為載體材料，吸附有機相變材料制備定形復合相變材料。

經對現有技術的文獻檢索、研究、分析發現，提高復合相變材料導熱系數的方法主要有兩種：一是將相變材料直接填充到膨脹石墨中；二是將具有高導熱率的粒子分散到相變材料中，但這兩種方法均存在一定的缺陷，因相變材料無法均勻地填充到膨脹石墨的空隙中而導致復合相變材料的導熱系數依舊較低。

迄今為上，未見有關一種棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料及其制備方法的文獻報道及其應用。

發明內容

本發明的目的是，針對現有技術中存在的不足，提供一種科學合理，適用性強，成本低，效果佳的棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料的制備方法，并提供用這種制備方法直接獲得的，吸附效果均勻，熱穩定性、導熱性能好，蓄放熱速率高，應用前景廣闊的棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料。

實現本發明目的之一采用的技術方案如下：

1.一種棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟：

1）棕櫚酸粉的制備：將棕櫚酸放于研缽中進行研磨，研磨成200～250目的棕櫚酸粉；

2）將可膨脹石墨放在恒溫干燥箱中，干燥溫度100℃，干燥12h；取干燥后的可膨脹石墨于燒杯中，移至微波爐中，微波溫度60℃，加熱40～50s，得到膨脹石墨；

3）碳纖維粉的粒徑100～150μm；

4）按棕櫚酸粉、膨脹石墨和碳纖維粉的質量份比為70～90:10:5～20備料；

5）按步驟4）質量份的棕櫚酸粉、膨脹石墨和碳纖維粉，先將棕櫚酸粉倒入裝有膨脹石墨的燒杯中，放置于恒溫水浴鍋中，恒溫70℃，混合攪拌15min，使燒杯中的棕櫚酸粉熔化且與膨脹石墨完全混合得到混合物；再將碳纖維粉倒入混合物中，繼續恒溫加熱攪拌1h；將燒杯取出在室溫下自然冷卻，得到棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料。

所述步驟2)的微波爐功率為500W。

實現本發明的另一目的是，按著所述的一種棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料的制備方法制備的棕櫚酸/膨脹石墨/碳纖維復合相變材料。