[發(fā)明專(zhuān)利]一種蓄熱恒溫納米復(fù)合相變材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811639360.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109705813B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳嵐
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京?，斂萍加邢薰?/a>
• 主分類(lèi)號(hào): C09K5/02
• 分類(lèi)號(hào): C09K5/02
• 代理公司: 福州科揚(yáng)專(zhuān)利事務(wù)所 35001
• 代理人: 嚴(yán)歡

本發(fā)明涉及一種蓄熱恒溫納米復(fù)合相變材料，包括按重量份計(jì)的如下組份：埃洛石納米管10~14份、蓄熱劑11.7~12.5份和1~3份封閉劑；所述蓄熱劑包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下成分：蓄熱劑芯材62.5~83.3%和表面調(diào)節(jié)劑20.5~40.5%；所述蓄熱劑芯材為碳原子數(shù)為16~20的石蠟中的一種或兩種以上混合物組成；所述表面調(diào)節(jié)劑由體積比為1:1的Span80和Tween80混合而成。本發(fā)明利用分步濕浸漬法制備高熱焓值、恒溫納米復(fù)合相變材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉相變材料、納米材料、生理恒溫材料，屬于功能性材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蓄熱恒溫納米復(fù)合相變材料及其制備方法。

背景技術(shù)

蓄熱技術(shù)利用材料內(nèi)部能量的轉(zhuǎn)化，能對(duì)熱能進(jìn)行收集、存儲(chǔ)與釋放，是提高能源利用效率和保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)，可用于解決熱能供給與需求失配的矛盾，在太陽(yáng)能利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑和空調(diào)節(jié)能等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。目前主要的蓄熱方法有顯熱蓄熱、潛熱蓄熱和化學(xué)反應(yīng)蓄熱。顯熱蓄熱式利用物質(zhì)的溫度升高來(lái)存儲(chǔ)熱量的，這種蓄熱方式主要用于供暖和發(fā)電；潛熱蓄熱是利用物質(zhì)在凝固/熔化、凝結(jié)/氣化、凝華/升華以及其他形式的相變過(guò)程中，都要吸收或放出相變潛熱的原理?；瘜W(xué)反應(yīng)蓄熱是指利用可逆化學(xué)反應(yīng)的結(jié)合熱儲(chǔ)存熱能。

相變材料具有獨(dú)特的潛熱性能，在相變過(guò)程中，既可以從環(huán)境中吸收熱量，又可以向環(huán)境釋放熱量，從而達(dá)到儲(chǔ)存和釋放熱量的目的，所以在建筑采暖、空調(diào)節(jié)能、電力調(diào)峰、太陽(yáng)能利用等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。按照相變方式的不同，相變材料可分為固-液相變材料和固-固相變材料。固-液相變材料是目前國(guó)內(nèi)外最常用的，由于它在相變過(guò)程中有液相生成，因此必須用容器進(jìn)行封裝才能使用，否則會(huì)有液相泄漏導(dǎo)致污染環(huán)境的危險(xiǎn)。同時(shí)，固-液相變材液料一般還存在過(guò)冷、相分離、儲(chǔ)能性能衰退和封裝容器價(jià)格高等缺點(diǎn)。

石蠟因具有較寬的相變溫度、高潛熱、固-液相變時(shí)較小的體積變化和優(yōu)良的耐熱性能，被廣泛應(yīng)用與制備功能性復(fù)合相變材料。但石蠟屬固-液相變材料，因此應(yīng)用時(shí)，須密封防止融化后液體泄漏。為了克服石蠟在相變過(guò)程中出現(xiàn)液體泄漏和析出，制備新型的定型相變材料成為當(dāng)前的研究重點(diǎn)之一。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510299144.6的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種儲(chǔ)能調(diào)溫相變材料及其纖維的制備方法，該發(fā)明專(zhuān)利選用無(wú)機(jī)納米粉體為載體基材，通過(guò)超聲減壓的方法將高儲(chǔ)能相變介質(zhì)聚乙二醇載入無(wú)機(jī)粉體的內(nèi)部空隙中，然后利用交聯(lián)劑三烯丙基異氰脲酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯對(duì)納米粒子進(jìn)行封裝，該方法的缺點(diǎn)是相變介質(zhì)與載體直接的作用是物理吸附，雖然采用了交聯(lián)劑進(jìn)行進(jìn)一步的封裝，但是仍存在泄漏析出的問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)枮镃N201710840866.7的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種接枝共聚制備固固相轉(zhuǎn)變材料的方法，該發(fā)明具體公開(kāi)了使用接枝共聚法把PEG錨定與多孔納米粉體內(nèi)，利用分子之間的相互作用力解決在相變材料在應(yīng)用過(guò)程中的泄漏析出問(wèn)題，但是由于PEG的相變潛熱比小于石蠟，因此最終成型的相變材料的相變潛熱小于以石蠟為蓄熱劑成型的相變材料，同時(shí)PEG的填充率有一定的限制，形成的相變材料可能會(huì)出現(xiàn)較多的孔隙，相變材料相較于原來(lái)的多孔納米粉體的相變焓略有下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種蓄熱恒溫納米復(fù)合相變材料及其制備方法，采用分步濕浸漬法將石蠟材料填充至埃洛石納米管中，制備高熱焓值的恒溫納米復(fù)合固-固相變材料，避免相變材料在高溫熔融狀態(tài)下的滲漏和析出問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種蓄熱恒溫納米復(fù)合相變材料，包括按重量份計(jì)的如下組份：埃洛石納米管10～14份、蓄熱劑11.7～12.5份和1～3份封閉劑。

進(jìn)一步的，所述蓄熱劑包括按質(zhì)量百分比計(jì)的如下成分：蓄熱劑芯材62.5～83.3％和表面調(diào)節(jié)劑20.5～40.5％。

進(jìn)一步的，所述蓄熱劑芯材為碳原子數(shù)為16～20的石蠟中的一種或兩種以上混合物組成；所述表面調(diào)節(jié)劑由體積比為1:1的Span80和Tween80混合而成。