[發明專利]一種相變儲能復合材料及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210197629.4
• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114561193A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 陳勇;段國棟;謝江;徐興艷;王浩浩
• 申請（專利權）人: 響水華夏特材科技發展有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 鹽城高創知識產權代理事務所(普通合伙) 32429
• 代理人: 尹春松

本發明公開了一種相變儲能復合材料及制備方法和應用，所述相變儲能復合材料由高孔容介孔基材、固?液相變材料經熔融浸漬工藝復合而成，其制備方法包含以下步驟：S1，高孔隙率超輕質介孔基材的合成；S2，基材與相變材料復合；S3,吸附與篩分，獲得本發明所述的相變儲能復合材料。本發明所得的相變儲能復合材料，導熱系數高、綜合相變潛熱大、相變溫度可控、液態泄露率低、容留率高達90％。可廣泛用于建筑相變控溫、自動調溫紡織品、地暖蓄熱、電池被動式熱管理、太陽能、空調等領域。

技術領域

本發明涉及相變儲能材料技術領域，尤其涉及一種相變儲能復合材料及制備方法和應用。

背景技術

隨著我國工業化進程的大幅推進，經濟的高速發展，城市化程度不斷提高，能源問題已經成為制約經濟發展的主要因素，節約能源刻不容緩。

相變儲能材料利用材料的相變過程，吸收并將環境的熱量存儲起來，并在需要時將熱量釋放出來，可以有效解決由時間、空間或強度而引起的熱能供給和需求之間不匹配與不均勻的矛盾。相變材料中應用最廣泛的是固液相變材料，在其相變過程中存在固態向液態的轉變，為了提高單位體積內相變潛熱、同時避免相變材料在液相狀態下的泄露，需要制備復合相變材料將相變材料定型、提高相變材料的容留率。在20世紀30年代，科學家開始關注微膠囊化技術，取得突破性進展則在20世紀50年代，并且在諸多領域使用廣泛。微膠囊產品用在不同的領域可以實現不同的目的，如控制釋放，將敏感的物質與外界環境隔絕，讓性質活潑的材料更容易和安全地被處理等。對于相變儲能材料，將其制成微膠囊，一是為了使其更容易地被利用；二是為了避免其與周圍環境中的物質產生化學作用；三是為了使傳熱接觸面積增加，提高其熱物理性能。一般將各種有機高分子聚合物用作囊殼材料，如三聚氰胺-甲醛樹脂(MF)、脲醛樹脂(UF)、聚脲(Polyurea)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇-纖維素、聚乙二醇-殼聚糖和丙烯酸基聚合物。目前，有機物囊壁的MEPCMs的制備技術相對成熟，所制得的產品大部分具有相變潛熱大、粒徑分布均勻、表面光滑致密和良好的抗滲透性等優點。但是，這類型的微膠囊相變儲能材料由于殼材的性質，存在易燃性、化學穩定性低、導熱系數低，以及與建筑材料不相容等缺點。對于無機材料包覆固-液相變類的過程中，也可能會呈現以下四種情況：(1)殼層材料和核芯材料沒有足夠的吸附容留能力，導致容留率低；(2)殼層材料破碎后，核芯相變材料不能很好的容留；(3)無機物在芯材外面生成連續的殼層；(4) 壁材比重較大，膠囊中相比材料占比過小，導致復合材料的綜合相變潛熱低。

因此開發一種綜合相變潛熱大、相變溫度可控、液態泄露率低、容留率高的相變儲能復合材料,用于建筑相變控溫、自動調溫紡織品、地暖蓄熱、電池被動式熱管理、太陽能、空調等領域成為必要。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種相變儲能復合材料及制備方法，所述相變儲能復合材料由高孔容介孔基材、固-液相變材料經熔融浸漬工藝復合而成，其主要形態包括粉體、顆粒、片材，固-液相變材料占相變儲能復合材料質量比的90％以上，所述相變儲能復合材料相變潛熱80-220J/g。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種相變儲能復合材料，由高孔容介孔基材作為相變材料的載體、固-液相變材料經熔融浸漬工藝復合而成，所述相變儲能復合材料相變潛熱為80-220J/g，所述固-液相變材料質量占比≥90％。

本發明采用高孔隙率高孔容介孔基材作為相變儲能封裝材料載體具有以下優勢：

(1)高孔隙率超輕質介孔基材超高的孔隙率，單位體積內可容納大量的相變儲能材料。

(2)高孔隙率超輕質介孔基材超低的密度，采用高孔隙率超輕質介孔基材裝載相變儲能材料，可獲得高潛熱相變制品。