[發明專利]一種低導熱相變蓄冷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202010186099.4
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN113403037A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 史全;解卓學
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

本發明公開了一種低導熱相變蓄冷材料及其制備方法。該方法以羧基化?纖維素納米纖維為相變材料，明膠為支撐載體，空心微球作為隔熱物，通過共混合成一種復合低導熱相變蓄冷材料。本方法合成的低導熱相變蓄冷材料具有相變潛熱穩定、不分層、穩定性好、制備成本低和導熱系數低的優點，易于其在傳冷阻熱方面的應用，適合產業化推廣。

技術領域

本發明涉及一種蓄冷材料及其制備方法，特別是涉及一種低導熱相變蓄冷材料及其制備方法。

背景技術

隨著人類社會經濟的不斷發展和大量的能源消耗，節能環保已成為全球關注的話題。新能源的開發利用和能源效率的提高已成為各國研究和開發的重點。利用相變材料平衡能源供需，可以有效提高能源效率，達到節能環保的目的。它在能源、航天、建筑、農業、化工等領域有著廣闊的應用前景。已經成為世界范圍內的研究熱點。

相變材料在相變的過程中會吸收或釋放大量潛熱，具有儲熱密度高、體積小巧、溫度控制恒定、節能效果顯著、相變溫度選擇范圍寬、易于控制等優點，因此廣泛應用于能量儲存和溫度控制領域。同時，相變蓄冷材料是相變儲能材料的一種。但是市面上使用的相變蓄冷材料過冷度較大，相變焓小，穩定性低，制備工序復雜，不便于大量生產，生產效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低導熱相變蓄冷材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

合成低導熱相變蓄冷材料包括以下步驟：

將質量比為1:10-1:40之間的明膠和羧基化-纖維素納米纖維至于三口圓底燒瓶中，再將圓底燒瓶放入油浴鍋中加熱到40-100℃持續2-8小時，不斷攪拌，待反應結束后，將與明膠質量比為2:1-1:1之間的空心微球和所得的實驗產物進行高速攪拌共混，之后將其置于0至-20℃之間環境中冷凍2-8小時，最終得到白色塊狀樣品，即為低導熱相變蓄冷材料。

進一步地，所述步驟中明膠和羧基化-纖維素納米纖維質量比為1:20，所述反應溫度為60℃，反應時間為2小時。

進一步地，所述步驟中羧基化-纖維素納米纖維為以醫用脫脂棉花為原料的水溶液，其中原料占1％。

進一步地，所述步驟中明膠和空心微球質量比為2:3。

進一步地，所述步驟中產物在-20℃環境中冷凍6小時。

進一步地，所述低導熱相變蓄冷材料為白色塊狀固體。

該方法以羧基化-纖維素納米纖維為相變材料，明膠為支撐載體，空心微球作為隔熱物，通過共混合成一種復合低導熱相變蓄冷材料。本方法合成的低導熱相變蓄冷材料具有相變潛熱高、制備成本低和導熱系數低的優點，易于其在傳冷阻熱方面的應用，適合產業化推廣。

本發明所涉及工藝條件要求低，循環充放冷性能良好，組分配比簡單，制備方法易操作，所制備的低導熱相變蓄冷材料為塊狀物質，具有相變潛熱值高等特點。另外由于其導熱系數低，對外傳熱和對內吸熱都較慢，可以大大延長其制冷時間，增大其應用范圍。

附圖說明

圖1為低導熱相變蓄冷材料的差示掃描量熱曲線。

具體實施方式

以下實施例中采用的空心微球為一種中空密閉的球形、粉沫狀的超輕質填充材料，主要成分為堿石灰硼硅酸鹽玻璃，內徑為15-35um，殼厚1-5um。

實施例1

(1)取10g明膠和200g羧基化-纖維素納米纖維(桂林奇宏科技有限公司)(以醫用脫脂棉花(醫用脫脂棉)為原料的水溶液，其中原料占1wt％)置于圓底燒瓶中，再將圓底燒瓶放入水浴鍋中加熱到60℃，勻速攪拌持續2h。

(2)待反應結束后，將(1)所得產物倒入燒杯中，再取15g空心微球放入燒杯中，與其進行勻速攪拌。