[發(fā)明專利]馬來酸酐共聚物/脂肪酸交聯(lián)的固-固相變材料及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010134031.1
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111423857A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹宇鋒;樊冬娌;王錦;袁小磊;姚勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學
• 主分類號: C09K5/14
• 分類號: C09K5/14;C08L35/00;C08L23/22;C08L51/04;C08L51/06;C08L51/00;C08K5/098
• 代理公司: 北京惠智天成知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 11681
• 代理人: 劉瑩瑩

本發(fā)明公開了一種馬來酸酐共聚物/脂肪酸交聯(lián)的固?固相變材料及其制備方法。所述相變材料由包括以下重量份數(shù)的原料制備而成：所述相變材料由包括以下重量份數(shù)的原料制備而成：馬來酸酐共聚物1～5份、脂肪酸5～20份、IIA族或IIB族的金屬氧化物或氫氧化物0.15～0.75份。該固?固相變材料的熔融焓在65～135J/g之間，熔融溫度在18～70℃之間，具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、循環(huán)耐久性與形狀保持能力，在紡織與建筑行業(yè)具有較好的應用前景。同時，該材料的制備方法簡單，操作簡便，無需后處理，且生產(chǎn)成本低，易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于相變儲能技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種馬來酸酐共聚物/脂肪酸交聯(lián)的固-固相變材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著人類社會的不斷進步，能源需求量日益增長，現(xiàn)有化石能源已經(jīng)不能滿足人們的需求，人類開始面臨前所未有的能源危機。同時，人類在開發(fā)和利用化石能源過程中產(chǎn)生了大量的污染，引起了一系列環(huán)境問題。因此，開發(fā)一種新的能源以及有效利用現(xiàn)有能源始終是工業(yè)發(fā)展的一個重要方向。

相變材料因在相變過程中溫度恒定且能夠反復地存儲與釋放熱能，而受到了巨大的關(guān)注，作為一種具有潛在應用價值的熱能存儲材料，能夠用來緩解能源危機與環(huán)境污染。目前，相變儲能材料已經(jīng)在太陽能利用，相變儲能型空調(diào)、保溫服裝、儲能炊具等領(lǐng)域得到了廣泛應用。相變材料具體包括固-氣、液-氣、固-固與固-液四種相變材料。前兩者相變過程中體積變化較大且伴有氣體產(chǎn)生，難以滿足實際應用的要求。固-液相變材料是一種較為成熟的相變儲能材料，但是，它在相變過程中易發(fā)生泄漏，存在污染周圍的環(huán)境的隱患，極大地限制了實際應用范圍。固-固相變材料在使用過程中無液體或氣體產(chǎn)生，形狀穩(wěn)定，更不易發(fā)生泄漏等優(yōu)點而受到越來越多的關(guān)注。當前，固-固相變材料制備方法主要有物理法與化學法。物理法制備的固-固相變材料，大大降低了材料的力學性能，易老化，且容易泄露，污染環(huán)境，限制了其應用范圍。而化學法合成的固-固相變材料，在相變過程中能保持宏觀形狀穩(wěn)定，且通過對反應條件的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)相變溫度與相變焓的調(diào)控，具有廣闊的應用前景。但是，化學法制備的固-固相變材料還面臨很多亟待解決的問題。

中國專利(CN104356306)公開了一種以聚乙烯接枝馬來酸酐為支撐骨架，以端基帶羥基活性基團的醇、端基帶羥基活性基團的醚或端基帶巰基活性基團的硫醇作為相變材料，通過接枝反應得到的梳狀聚合物相變儲能材料。該方法制備過程復雜，需要用到大量苯、甲苯等溶劑，不利于環(huán)保，且相變材料的接枝效率較低。中國專利(CN108456948)公開了一種以梳狀高分子相變材料聚(苯乙烯-co-馬來酸酐)-g-正烷醇為芯層，成纖聚合物為皮層的具有皮芯結(jié)構(gòu)的儲熱調(diào)溫纖維。該儲熱調(diào)溫纖維的制備過程涉及聚(苯乙烯-co-馬來酸酐)接枝兩種不同碳原子數(shù)的正烷醇的反應，過程較為復雜，且吸熱量較低。中國專利(CN108265348)公開了一種以梳狀高分子相變材料聚(乙烯-g-馬來酸酐)-g-正烷醇為芯層，成纖聚合物為皮層的具有皮芯結(jié)構(gòu)的儲熱調(diào)溫纖維。同樣，該儲熱調(diào)溫纖維的制備過程涉及聚(乙烯-g-馬來酸酐)接枝兩種不同碳原子數(shù)的正烷醇的反應，過程較為復雜且正烷醇的的接枝率較低。由此可見，上述各種固-固相變材料的制備過程均涉及較為復雜的化學反應，需要使用各種有毒有害反應溶劑，不利于環(huán)保，且制備的固-固相變材料的相變焓較低。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種馬來酸酐共聚物/脂肪酸交聯(lián)的固-固相變材料及其制備方法。以馬來酸酐共聚物作為框架支撐結(jié)構(gòu)，脂肪酸作為相變材料，IIA族或IIB族的金屬氧化物或氫氧化物作為活性交聯(lián)中心，制得具有相互交聯(lián)骨架結(jié)構(gòu)的固-固相變材料。該方法制備過程簡單，無反應溶劑參與，制得的固-固相變材料相變焓值高，形狀保持能力強，具有很好的應用前景。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：

一種馬來酸酐共聚物/脂肪酸交聯(lián)的固-固相變材料，所述相變材料由包括以下重量份數(shù)的原料制備而成：馬來酸酐共聚物1～5份、脂肪酸5～20份、IIA族或IIB族的金屬氧化物或氫氧化物0.15～0.75份。