專利名稱：一種相變儲能復合材料及其制備方法
一種相變儲能復合材料及其制備方法技術領域：
本發(fā)明涉及新材料領域，特別涉及的是一種相變儲能復合材料及其制備方法。背景技術：
利用相變材料的相變潛熱進行能量的貯存、釋放是一項新型環(huán)保節(jié)能技術。固一液相變 貯能材料以其較高的貯能密度、相變過程近似恒溫等優(yōu)點已成為貯能技術領域的研究熱點， 是近年來國內外在能源利用和材料科學方面開發(fā)研究十分活躍的領域。它在航空航天、太陽 能利用、建筑節(jié)能、醫(yī)學設備、紡織等領域有著廣泛的應用前景。.，相變儲能材料種類很多，按物質種類可分為有機相變材料和.兔機相變材料，按相變過程 形態(tài)可分為固一液相變材料、固一固相變材料、固一氣相變材料和液一氣相變材料等。相變 儲能材料的研究已有很長的歷史，目前在一些領域已經進入實用化和商品化階段。從上世紀 30年代開始，在歐美等地就有人探索在建筑取暖系統(tǒng)中采用相變材料，包括有機相變材料和 無機相變材料，并于1944年出現(xiàn)了第一項相關專利——相變儲能制冷和取暖器(US2342211, 1944)。 1948年，美國麻省工學院的Telkes博士建造了第一座利用相變儲能材料儲存和利用 太陽能的實驗房。在服裝領域，已經出現(xiàn)商業(yè)化相變儲能纖維，由該纖維紡織制造的服裝產 品能夠收集儲存人體散發(fā)的熱量，提高服裝的保暖能力，在運動服裝和極端環(huán)境服裝方面具 有較多的應用。目前國內外常用的固一液相變貯能材料主要有無機物和有機物兩大類。大多數(shù)無機物相 變貯能材料在相變過程中有過冷和析出等現(xiàn)象，影響了其貯能能力。有機物相變材料沒有過 冷和析出現(xiàn)象，且化學性能穩(wěn)定、無毒、價格便宜等特點。但此類貯能材料在相變過程中有 液相產生，具有流動性，使用時需用密封容器來盛裝，以防止泄漏而腐蝕設備和污染環(huán)境。 這些缺點極大的限制了固一液相變貯能材料在實際中的應用。因此，研制貯能密度大、性能穩(wěn)定的定形相變貯能材料受到了國內外眾多科研工作者的 愈益重視。定形相變貯能材料是由相變材料和封裝材料組成。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種相變儲能復合材料，在發(fā)生固一液相變后，仍保持其在固態(tài)時 的形狀，具有貯能性能良好、相變過程形態(tài)穩(wěn)定等特點，較好的克服了有機固一液相變貯能 材料單獨使用時的缺點。一種相變儲能復合材料，由有機蒙脫土和有機相變儲能材料組成，其中有機相變儲能材 料質量百分比為50 75%;有機蒙脫土是將蒙脫土分散于去離子水，加入烷基溴化銨與其進 行離子交換制得的。
上述相變儲能復合材料中，垸基溴化銨為十二垸基三甲基溴化銨、十六垸基三甲基溴化 銨或十八垸基三甲基溴化銨；有機相變儲能材料為硬脂酸丁酯、石蠟或棕櫚酸中的一種。 上述相變儲能復合材料的制備方法如下在燒瓶中加入16 40質量份的蒙脫土和500 1500質量份去離子水，攪拌至蒙脫土分散 均勻，加入3.8 19.2質量份的烷基溴化銨，在50 80'C下強烈攪拌l 2h，抽濾分離，用 去離子水洗滌至無溴離子存在，干燥，冷卻并研磨，將制得的有機蒙脫土與有機相變儲能材 料按質量比1: 1 1:3混合均勻，于密封玻璃容器中加熱使物料處于熔融狀態(tài)并保持1 2h, 冷卻研磨即得產品。本發(fā)明采用熔融插層法制備的有機相變儲能材料/蒙脫土復合貯能材料，有機相變儲能材 料被有效地插入到并密封在蒙脫土層間，制得的材料是一種定形相變貯能材料。與傳統(tǒng)的有 機固一液相變貯能材料相比，本發(fā)明提出的新型相變儲能復合材料具有貯能性能良好、相變 過程形態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點，最大限度的減少了相變材料可能對建筑環(huán)境帶來的污染，更加適合建 筑等領域的應用要求。具體實施方式
實施例1:在燒瓶中加入16g蒙脫土和1500g去離子水，攪拌至蒙脫土分散均勻，加入3.8g十二烷 基三甲基溴化銨，在5(TC下強烈攪拌2h，抽濾分離，用去離子水洗滌至無溴離子存在，干燥， 冷卻并研磨。將制得的有機蒙脫土與硬脂酸丁酯按質量比1:1混合均勻，于密封玻璃容器中 加熱到100 11(TC，使物料處于熔融狀態(tài)并保持lh，以保證硬脂酸丁酯插入到蒙脫土的層間。 冷卻研磨即得產品。實施例2:在燒瓶中加入25g蒙脫土和1000g去離子水，攪拌至蒙脫土分散均勻，加入19. 2g十六 烷基三甲基溴化銨，在60'C下強烈攪拌2h，抽濾分離，用去離子水洗滌至無溴離子存在，干 燥，冷卻并研磨。將制得的有機蒙脫土與棕櫚酸按質量比l:2混合均勻，于密封玻璃容器中 加熱到100 11(TC，使棕櫚酸處于熔融狀態(tài)并保持1. 5h,以保證棕櫚酸插入到蒙脫土的層間。 冷卻研磨即得產品。實施例3:在燒瓶中加入40g蒙脫土和500g去離子水，攪拌至蒙脫土分散均勻，加入10. 5g十八烷 基三甲基溴化銨，在80'C下強烈攪拌lh，抽濾分離，用去離子水洗滌至無溴離子存在，干燥， 冷卻并研磨。將制得的有機蒙脫土與石蠟按質量比l:3混合均勻，于密封玻璃容器中加熱到 100 110'C，使石蠟處于熔融狀態(tài)并保持2h，以保證石蠟插入到蒙脫土的層間。冷卻研磨即 得產品。
權利要求
1、 一種相變儲能復合材料，由有機蒙脫土和有機相變儲能材料組成，其中有機相變儲能材料 質量百分比為50 75%;有機蒙脫土是將蒙脫土分散于去離子水，加入垸基溴化銨與其進行離子交換制得的。
2、 根據(jù)權利要求1所述的相變儲能復合材料，其特征是，烷基溴化銨為十二烷基三甲基溴化 銨、十六烷基三甲基溴化銨或十八烷基三甲基溴化銨中的一種；有機相變儲能材料為硬脂 酸丁酯、石蠟或棕櫚酸中的一種。
3、 制備權利要求1所述的相變儲能復合材料的方法，如下在燒瓶中加入16 40質量份的 蒙脫土和500 1500質量份去離子水，攪拌至蒙脫土分散均勻，加入3.8 19.2質量份的 烷基溴化銨，在50 80'C下強烈攪拌1 2h，抽濾分離，用去離子水洗滌至無溴離子存在， 干燥，冷卻并研磨，將制得的有機蒙脫土與有機相變儲能材料按質量比1:1 1:3混合均 勻，于密封玻璃容器中加熱使物料處于熔融狀態(tài)并保持1 2h，冷卻研磨即得產品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相變儲能復合材料，由有機蒙脫土和有機相變儲能材料組成，其中有機相變儲能材料質量百分比為50～75％；有機蒙脫土是將蒙脫土分散于去離子水，加入烷基溴化銨與其進行離子交換制得的。還公開了該相變儲能復合材料的制備方法。本發(fā)明采用熔融插層法制備的有機相變儲能材料/蒙脫土復合貯能材料，有機相變儲能材料被有效地插入到并密封在蒙脫土層間，制得的材料是一種定形相變貯能材料。與傳統(tǒng)的有機固-液相變貯能材料相比，本發(fā)明提出的新型相變儲能復合材料具有貯能性能良好、相變過程形態(tài)穩(wěn)定等優(yōu)點，最大限度的減少了相變材料可能對建筑環(huán)境帶來的污染，更加適合建筑等領域的應用要求。
文檔編號C09K5/02GK101121875SQ20061011539
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月11日 優(yōu)先權日2006年8月11日
發(fā)明者何唯平, 李金華 申請人:深圳市海川實業(yè)股份有限公司;深圳海川化工科技有限公司