專利名稱：一種四元相變儲(chǔ)能材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四元相變儲(chǔ)能材料及其制備方法，這類相變儲(chǔ)能材料的相變溫度為22 40°C，相變潛熱大于100J/g。
背景技術(shù)：
相變材料(phase change materials,PCM)或稱相變儲(chǔ)能材料,它屬于能源材料的范圍。廣義來說，是指能被利用其在物態(tài)變化時(shí)所吸收(放出)的大量熱能用于能量儲(chǔ)存的材料。狹義來說，是指那些在固-液、固-固相變時(shí)，儲(chǔ)能密度高，性能穩(wěn)定，相變溫度合適和性價(jià)比較好，可被利用于相變儲(chǔ)能的各類材料。
現(xiàn)階段我國主要采用的建筑節(jié)能方法主要有外墻外保溫系統(tǒng)和內(nèi)墻保溫系統(tǒng)。其中，外墻外保溫由于其施工技術(shù)相對成熟，保溫效果較好，在保證使用功能及面積不變的情況下，可以減少墻體厚度以達(dá)到增大使用面積的效果等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了廣泛的推廣與應(yīng)用?，F(xiàn)在的外墻外保溫主要分為玻璃棉外保溫、巖棉外保溫、聚苯乙烯塑料泡沫外保溫、 發(fā)泡聚氨酯外保溫、特種保溫灰漿外保溫系統(tǒng)五個(gè)大方向。其中，以EPS外保溫應(yīng)用最為廣泛。但究其保溫實(shí)質(zhì)，墻體外保溫是一種被動(dòng)式的節(jié)能方式，對室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)作用較差， 而且耐久性不強(qiáng)，存在易開裂滲水、剝落、耐火性能差、透氣性差等問題，且施工復(fù)雜，出現(xiàn)裂縫是一種比較普遍的現(xiàn)象。
主動(dòng)方式是采用儲(chǔ)熱能力高的材料來提高墻體的保溫性能。相變材料作為主動(dòng)式的節(jié)能體系，在建筑體系中，可以主動(dòng)吸收環(huán)境中的熱量，當(dāng)環(huán)境溫度低于其相變溫度時(shí)， 再將熱量釋放出來，起到保溫的作用。
在建筑領(lǐng)域所應(yīng)用的相變儲(chǔ)能材料要求相變溫度在最好20 35°C左右，潛熱焓大于iooj/g。但現(xiàn)有的相變儲(chǔ)能材料大多數(shù)相變溫度較高，價(jià)格昂貴，存在嚴(yán)重的“相分離” 現(xiàn)象不穩(wěn)定。生產(chǎn)一類具有適宜的溫度、潛熱密度大、性能穩(wěn)定，成本較低且綠色環(huán)保的相變儲(chǔ)能材料具有重要的意義。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種相變溫度適宜、相變潛熱大、成本低廉、綠色環(huán)保且穩(wěn)定性好的相變儲(chǔ)能材料。
本發(fā)明所提供的四元相變儲(chǔ)能材料，含有質(zhì)量比為30 85%的癸酸、5 30%的月桂酸、5 20%的棕櫚酸和5 20%的硬脂酸。并按下述方法制備
(I)將癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸按所需配比分別稱量并均勻混合。
(2)在60 80°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫下冷卻。
本發(fā)明所提供的四元相變儲(chǔ)能材料無毒無腐蝕性，相變過程可逆，并且很好地解決了相變儲(chǔ)能材料的“相分離”現(xiàn)象；且原材料易得、成本低，制備方法簡便。該四元相變儲(chǔ)能材料的相變溫度為22 40°C，相變潛熱大于100J/g。


圖1為由癸酸月桂酸棕櫚酸硬脂酸=70 5 5 20制成的四元相變儲(chǔ)能材料的DSC曲線；圖2為由癸酸月桂酸棕櫚酸硬脂酸=70 5 10 15制成的四元相變儲(chǔ)能材料的DSC曲線；圖3為由癸酸月桂酸棕櫚酸硬脂酸=70 10 5 15制成的四元相變儲(chǔ)能材料的DSC曲線；圖4為由癸酸月桂酸棕櫚酸硬脂酸=70 20 5 5制成的四元相變儲(chǔ)能材料的DSC曲線。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所用的原料癸酸，化學(xué)分子式為CH3 (CH2)8COOH,分子量為172. 26，熔點(diǎn)為 31. 5°C，密度O. 878g/cm3,白色結(jié)晶性粉末；月桂酸，化學(xué)分子式為CH3(CH2) 1(lC00H，分子量為200. 32，熔點(diǎn)為42-44°C，密度0.862g/cm3。白色結(jié)晶性粉末；棕櫚酸，化學(xué)分子式為 CH3 (CH2)14COOH,分子量為 256. 42，熔點(diǎn)為 63_64°C，沸點(diǎn)為 271. 5°C，密度為 O. 853g/cm3 ;硬脂酸，化學(xué)分子式為CH3 (CH2)16COOH,分子量為284. 49，密度為O. 9408g/cm3，熔點(diǎn)70-71°C， 沸點(diǎn)383 0C ο
本發(fā)明以質(zhì)量比為30 85 %的癸酸、5 30 %的月桂酸、5 20 %的棕櫚酸和5 20%的硬脂酸。將四種物質(zhì)按所需配比分別稱量并均勻混合，在60 80°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫下冷卻。所述的癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸可以為化學(xué)純，也可選工業(yè)級(jí)產(chǎn)品以降低成本。
相變材料的熱性能采用示差掃描量熱儀(DSC)檢測。
實(shí)施例1 :
(I)準(zhǔn)備材料，將癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸按照質(zhì)量比為70 5 5 20混八口 ο
(2)將混合材料放入燒杯內(nèi)，在70°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫 下冷卻。
制得的四元相變儲(chǔ)能材料相變溫度為40°C，潛熱焓為138. 3J/g。見附圖1。
實(shí)施例2:
(I)準(zhǔn)備材料，將癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸按照質(zhì)量比為70 5 10 15混合。
(2)將混合材料放入燒杯內(nèi)，在70°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌,直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫下冷卻。
制得的四元相變儲(chǔ)能材料相變溫度為37°C，潛熱焓為124. 5J/g。見附圖2。
實(shí)施例3
(I)準(zhǔn)備材料，將癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸按照質(zhì)量比為70 10 5 15混合。
(2)將混合材料放入燒杯內(nèi)，在70°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫下冷卻。
制得的四元相變儲(chǔ)能材料相變溫度為33°C，潛熱焓為130. 3J/g。見附圖3。實(shí)施例4 :
(I)準(zhǔn)備材料， 將癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸按照質(zhì)量比為70 20 5 5混入口 ο
(2)將混合材料放入燒杯內(nèi)，在70°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌,直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫下冷卻。
制得的四元相變儲(chǔ)能材料相變溫度為27. 30C，潛熱焓為107. 63J/g。見附圖4。
權(quán)利要求
1.一種四元相變儲(chǔ)能材料，其特征在于含有質(zhì)量比為30 85%的癸酸、5 30%的月桂酸、5 20%的棕櫚酸和5 20%的硬脂酸。并按下述方法制備(1)將癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸按所需配比分別稱量并均勻混合。(2)在60 80°C的恒溫水浴中加熱并不斷攪拌，直到所有物質(zhì)完全融化為透明液體并攪拌均勻，然后室溫下冷卻。
2.按照權(quán)利要求1所述的相變材料，其特征在于癸酸、月桂酸、棕櫚酸和硬脂酸共混成四元相變儲(chǔ)能材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四元相變儲(chǔ)能材料，同時(shí)還公開了該相變儲(chǔ)能材料的制造方法。該四元相變儲(chǔ)能材料，含有質(zhì)量比為30～85％的癸酸、5～30％的月桂酸、5～20％的棕櫚酸和5～20％的硬脂酸。相變溫度為22～40℃，相變潛熱大于100J/g。該本發(fā)明的積極效果在于，該種四元相變儲(chǔ)能材料無毒無腐蝕性，相變過程可逆，并且很好地解決了相變儲(chǔ)能材料的“相分離”現(xiàn)象；且原材料易得、成本低，制備方法簡便。該相變材料應(yīng)用在建筑體系中，可以主動(dòng)吸收環(huán)境中的熱量，當(dāng)?shù)陀谄湎嘧儨囟葧r(shí)，再將熱量釋放出來。和同類產(chǎn)品相比具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，可在建筑節(jié)能中廣泛使用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C09K5/02GK103031113SQ20111029588
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者肖力光, 孫昊 申請人:肖力光