[發明專利]一種新型強化復合相變流體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911334778.5
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111059949B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 胡劍峰;蘇皓;瞿金清
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D20/00
• 分類號: F28D20/00;C08G12/32;C09K5/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 桂婷

本發明屬于相變材料技術領域，具體公開了一種新型強化復合相變流體的制備方法和應用。所述制備方法包括如下制備步驟：首先合成流體相變材料以及水溶性密胺預聚體，然后將所得水溶性密胺預聚體與脂肪酸酯水性乳液混合并進行乳化反應，得到強化復合傳熱微膠囊；在將所得強化復合傳熱微膠囊與所得流體相變材料混合均勻，得到新型強化復合相變流體。本發明制備的新型強化復合相變流體，由于加入強化傳熱復合微膠囊，使得相變流體在使用過程中，粒徑的變化大大地減少，并且在此基礎上增加了強化傳熱劑，使原有相變材料的傳熱效率大幅提升，使用壽命也有一定的增長。此外，該相變流體還具有相變潛熱高，相變溫度范圍靈活可調控，穩定性好等優勢。

技術領域

本發明屬于相變材料技術領域，具體涉及一種新型強化復合相變流體及其制備方法和應用。

背景技術

相變材料(phase changematerials，PCMs)是指在一定條件下能夠發生物理狀態(固-液、液-氣、固-氣、固-固等)改變的材料，以環境與體系的溫度差，或者光、電場、磁場、化學能等為驅動力，實現熱能的吸收和釋放功能、或形狀記憶恢復功能、記錄功能等，并且在相變過程中，材料的化學性能不變、溫度可以發生微小變化。而作為儲能相變材料，其應該滿足的主要條件有:適宜的相變溫度；足夠大的相變焓；性能穩定，能夠反復使用；相變時的膨脹收縮率小；導熱性能好，相變速度快；相變可逆性好；過冷度小；原料價廉易得等。故相變材料可廣泛應用在節能建材、冷儲運輸、智能纖維和軍事紅外隱身等領域。但是相變材料在使用過程中容易發生泄漏、污染環境等一系列問題，且相變材料單獨使用時，由于環境等影響，相變材料粒徑變化程度較大，性能變差，加之有機相變材料導熱效率較低，導致相變材料壽命較短。為了解決這些問題，相變材料微膠囊應運而生。

微膠囊技術自上世紀30年代開始就獲得了迅猛的發展，對物質進行微膠囊化可以實現很多目的，如改善被包裹物質的物理性質、提高物質的穩定性、改善被包裹物質的反應活性和耐久性、隔開有毒物質等等。目前應用較為成熟的領域為食品、藥品、化妝品等。該技術的核心在于將固體、液體或氣體包封在惰性殼材內，通過調控制備條件，使其實現靶向性釋放的目的。隨著人們對微膠囊技術及相變材料的研究，相變材料開始可微膠囊化，采用特定的制備技術將芯材相變材料包封成于微膠囊。此法中，微膠囊的外殼隔絕了儲能相變材料與環境的直接接觸，能夠保護芯材的相變功能不受影響，并且能防止使用過程中的泄露、相分離以及腐蝕性等問題，還能提高材料的熱導率，極大地拓展了相變材料的應用。

如中國專利公開文本CN105498652A，胡劍峰等發明了一種強化傳熱相變微膠囊，該微膠囊降低了相變材料可燃性和液體流動性，避免相變材料的流失，且較穩定，更利于儲存；并將傳熱強化劑和相變材料進行包覆，提高了傳熱效率；Zhao等人采用自組裝方法制備了一種新型微膠囊化的正十八烷，該微膠囊具有良好的相變性能、較高的熱存儲能力和較高的熱穩定性；中國專利公開文本CN106244117A，饒中浩等公開了一種無機水合鹽相變儲能微膠囊及其制備方法，儲能微膠囊包括無機水合鹽為芯材和無機材料為壁材，特點為包覆率高，密封性好，制備方法簡單，具有較大的工業應用前景。

發明內容

針對以上現有技術存在的缺點和不足之處，本發明的首要目的在于提供一種新型強化復合相變流體的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的新型強化復合相變流體。

本發明再一目的在于提供上述新型強化復合相變流體在儲傳熱領域中的應用。

本發明目的通過以下技術方案實現：

一種新型強化復合相變流體的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將乳化劑、成核劑、水和甘油混合后再加入納米氮化鋁和納米二硫化鉬，得到渾濁溶液，然后與相變材料混合均勻后，得到脂肪酸酯水性乳液，冷卻至室溫后，得到流體相變材料；

(2)將三聚氰胺與甲醛溶液混合均勻后，調節溶液至堿性，然后加熱攪拌至溶液變透明，再加水繼續反應，得到水溶性密胺預聚體；