[發明專利]柔性、高焓值聚合物固-固相變材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210368858.8
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114672014B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 唐本忠;秦安軍;聶子成
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G65/332
• 分類號: C08G65/332;C08G65/334;C09K5/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本發明公開了一種聚合物固?固相變材料的制備方法，包括：將三元炔基化合物、聚乙二醇、有機堿催化劑在有機溶劑中進行點擊聚合反應，制得所述的聚合物固?固相變材料；點擊聚合反應體系中，還可包括AIE光熱分子；本發明方法利用一步羥基?炔點擊聚合反應，制得的聚合物固?固相變材料力學性能好、在相變溫度下可以保持固態而不發生泄露，具有較高的焓值，結晶焓大于94J/g，熔融焓大于105J/g，能夠通過改變溫度實現形狀記憶。AIE光熱分子的摻雜可以使其在太陽光下充熱、通過直接吸收熱量或者光照自體發熱儲能。本發明聚合物固?固相變材料在智能驅動和/或熱管理領域的應用前景廣泛。

技術領域

本發明涉及相變材料領域，具體涉及柔性、高焓值聚合物固-固相變材料及其制備方法與應用。

背景技術

隨著全球能源短缺和環境污染問題日益嚴峻，實現可再生能源的有效利用成為人們注意的焦點。相變材料(PCM)的儲能是一種潛熱式儲能，其原理是利用某些純物質或混合物作為相變材料，當它發生相態變化或者結構轉變時由于吸收/釋放熱量而進行儲/放熱，因此當外界溫度高于相變點時吸收熱量從而發生相變；當溫度下降，低于相變點時，發生逆向相變。PCM被廣泛認為是熱能儲存和溫度控制技術的理想載體，廣泛應用于熱管理領域，包括工業余熱回收，太陽能熱能利用，節能建筑，智能溫度調節服裝，功能電子的溫度控制等。

常用的相變儲能材料包括固-液相變儲能材料(SLPCMs)和固-固相變儲能材料，固-液相變儲能材料包括石蠟、脂肪醇、脂肪酸、聚乙二醇和共晶相變材料等，然而，SLPCMs在應用中易出現泄漏問題，通常需要額外的封裝，增加了生產和維護成本，限制了其更廣泛的應用。固-固相變儲能材料在相變過程中一直保持固體狀態，具有無需容器封裝、過冷度小、無腐蝕、熱效率高和壽命長等優點。因此，固-固相變儲能材料更適于實際應用。

公開號為CN106317363A的中國專利文獻公開了一種固-固相變材料及其制備方法和應用，該固-固相變材料包括摩爾比為1.5～10：1嵌段聚合的殼聚糖重復單元和氨基甲酸酯重復單元，具有較高的儲熱性能，可用作電池散熱材料。

公開號為CN102321453A的中國專利文獻公開了一種固-固相變材料的制備方法，包括以下步驟：將殼聚糖溶解于乙酸水溶液中，得到殼聚糖水溶液，再向殼聚糖水溶液中加入熔融的脂肪酸(含有6個以上碳原子)，反應后得到固-固相變材料，制得的固-固相變材料具有較高的熱焓值、良好的熱穩定性和耐溶劑性。

現有技術中通常利用聚合反應實現穩定化學結構、柔性的固-固聚合物相變材料的制備，然而，雖然制得的固-固相變材料具有固-固相變性能，但是其焓值較低、機械性能有待提高且形狀不可定制。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明提供了柔性、高焓值聚合物固-固相變材料的制備方法，該方法簡單高效、反應原料易得、反應條件溫和、無需純化即可制備得到具有柔性、高焓值及固-固相變特征的聚合物固-固相變材料。

具體采用如下技術方案：

一種聚合物固-固相變材料的制備方法，包括以下步驟：如式(Ⅰ)所示的三元炔基化合物、聚乙二醇、有機堿催化劑在有機溶劑中進行點擊聚合反應，反應完畢后使產物溶液中的溶劑揮發，制得所述的聚合物固-固相變材料；

式(Ⅰ)中，R為H、甲基或乙基。

本發明方法利用羥基-炔點擊聚合反應，一步法制備得到具有柔性、高焓值聚合物固-固相變材料。該方法能夠在保證制得的聚合物固-固相變材料具有柔性的同時使其具備高焓值及固-固相變特性。

優選的，點擊聚合反應體系中，還包含有如式(Ⅱ)所示的AIE光熱分子；