[發明專利]一種水合鹽多孔材料復合相變板材及其制備方法

在審

• 申請號: 202210017140.4
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114214039A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 冀志江;吳渝;解帥;王永超;王靜
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 揚州市蘇為知識產權代理事務所(普通合伙) 32283
• 代理人: 葛軍

一種水合鹽多孔材料復合相變板材及其制備方法，所述復合相變板材中的各組分按照質量百分比計，包括：水合鹽相變材料50%?70%；多孔負載材料18%?35%，導熱增強材料0%?3%，成核劑0.5%?2%，去離子水5%?25%，薄膜材料5?8%。在制備時，通過多孔負載材料預處理，干料混合，水合鹽漿體的制備和芯材的真空薄膜封裝制成水合鹽多孔材料復合相變板材。本發明提供的水合鹽多孔材料復合相變板材利用薄膜負壓技術顯著提高水合鹽相變材料使用壽命，過冷度低，蓄熱性高，無泄漏，且制備方式簡單快捷、成本低廉，在建筑蓄熱節能領域具有廣闊應用前景。

技術領域

本發明設計建筑材料蓄熱節能技術領域，尤其涉及到一種水合鹽多孔材料復合相變板材及其制備方法。

背景技術

目前，我國建筑的運行階段能耗和碳排量均占到了全國總量的20%以上。據統計大部分人在室內度過約90%的時間，為了滿足人們對室內環境的要求，建筑運行中70%的能耗都用于供暖、通風和空調系統等設備的運行。在此背景下，降低建筑運行過程中的能耗、合理地利用新能源等都是如今的建筑材料需要去做到的。

相變材料具有較大的儲能密度能夠直接用于熱量的儲存，其還具有較高的熱慣性，能有效緩解能源供給和需求在時間和空間上的不匹配，克服能源間歇性和波動性的影響，提高能源利用效率。水合鹽類相變材料就是一種重要的固-液相變材料，其具有相變潛熱大、價格低廉易獲取、無可燃性等特點。但是水合鹽類相變材料也存在過冷、相分離、易泄露等問題，這嚴重影響其在蓄熱節能等領域的應用。目前針對水合鹽類相變材料所存在問題的主要方法有多孔材料吸附的定型技術和微膠囊技術。

國家知識產權局于2015.02.25公開的公開號為CN104371658A的中國專利中提出了一種無機水合鹽相變儲熱材料的封裝定型方法，該專利通過將水合鹽與成核劑和多孔材料混合，進行2h的真空吸附后再經過5h的冷藏制備復合相變材料，相變潛熱在60-100J/g。

國家知識產權局于2021.03.26公開的公開號為CN112552880A的中國專利提出了一種相變儲能材料及熱管理系統，該專利通過將無機水合鹽、防過冷劑、成核劑、聚丙烯酸鈉和多孔吸附基質混合，在70℃下機械攪拌1.5h后再經過密封冷藏制得復合相變材料。

國家知識產權局于2017.09.29公開的公開號為CN107216859A的中國專利提出了一種包覆性水合鹽儲熱材料及制備方法，該專利將相變材料和多孔材料直接混合攪拌后冷卻結晶，再在其外層噴灑光固化樹脂進行多次的紫外線燈照射且每次照射間隔5-10分鐘，最終制得復合相變材料。

如上述列出專利等相關技術均使用到多孔材料對水合鹽進行負載，對解決水合鹽自身的缺陷進行了自己的探索并有一定的成效。但是制備過程耗時長、耗能高，并且對材料的吸附效果以及相變循環對材料性能的影響等問題未有涉及，對其相變材料的有效使用壽命存在較大疑問。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種水合鹽多孔材料復合相變板材及其制作方法，在有效抑制水合鹽類相變材料的過冷和相分離現象的同時，并增強多孔材料的吸附效果，能將水合鹽在相變全程都固定在多孔材料的孔隙內部，延長水合鹽類相變材料有效使用壽命。

本發明的技術方案為：所述復合相變板材中的各組分按照質量百分比計，包括：

水合鹽相變材料50%-70%；多孔負載材料18%-35%；導熱增強材料0%-3%；成核劑0.5%-2%；去離子水5%-20%；薄膜材料5-10%。

進一步的，所述水合鹽相變材料選自六水氯化鈣、十水硫酸鈉和十二水磷酸氫二鈉中的一種或幾種。

進一步的，所述多孔負載材料為膨脹蛭石、膨脹珍珠巖、凹凸棒石和硅藻土中的兩種或兩種以上。

進一步的，所述導熱增強材料為膨脹石墨、炭黑、金屬粉末和金屬氧化物中的一種或幾種。

進一步的，所述成核劑為硼砂、納米碳粉或九水偏硅酸鈉。