本發(fā)明屬于新材料研發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)相變儲(chǔ)能材料及其制備與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
相變儲(chǔ)能是近代物理對(duì)能量?jī)?chǔ)存的理論認(rèn)識(shí)，已經(jīng)形成比較成熟的理論，但相變儲(chǔ)能材料的開(kāi)發(fā)空間還很大。由于目前能源消耗的極速增長(zhǎng)，和能源高效利用的迫切需要，對(duì)相變儲(chǔ)能材料的研究就顯得很重要，因?yàn)樗枪?jié)省能源和利用能源的體現(xiàn)。儲(chǔ)能材料按儲(chǔ)能的方式大體分為：顯熱儲(chǔ)能、潛熱儲(chǔ)能和化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)能三大類(lèi)。相變儲(chǔ)能是一種潛熱儲(chǔ)能方式，它利用材料在相變過(guò)程中的熱效應(yīng)來(lái)儲(chǔ)存和釋放能量。潛熱儲(chǔ)能按照相變的方式一般分為四類(lèi)：固-固相變、固-液相變、固-氣相變、液-氣相變。傳統(tǒng)的相變儲(chǔ)能材料主要包括無(wú)機(jī)類(lèi)的結(jié)晶水和鹽和熔融鹽，以及有機(jī)類(lèi)化合物、有機(jī)類(lèi)聚合物，如脂肪烴、多元醇類(lèi)、芳香烴類(lèi)酰胺類(lèi)、聚烯烴類(lèi)、聚多元醇類(lèi)、聚烯醇類(lèi)、聚烯酸類(lèi)等。
無(wú)機(jī)類(lèi)如結(jié)晶水和鹽類(lèi)通常是中、低溫相變儲(chǔ)能中比較多，有如下優(yōu)點(diǎn)：使用范圍廣、導(dǎo)熱系數(shù)大、熔解熱較大、儲(chǔ)能密度大。同時(shí)存在如下缺點(diǎn)：一是過(guò)冷現(xiàn)象，二是相分離。有機(jī)類(lèi)相變儲(chǔ)能材料，優(yōu)點(diǎn)是在固體狀態(tài)時(shí)成型性較好，一般不容易出現(xiàn)過(guò)冷現(xiàn)象和相分離、材料的腐蝕性較小，性能比較穩(wěn)定、毒性小，成本低；同時(shí)該類(lèi)材料有如下缺點(diǎn)：導(dǎo)熱系數(shù)小，儲(chǔ)能密度小，并且有機(jī)物一般熔點(diǎn)較低，不適于高溫場(chǎng)合中應(yīng)用，且易揮發(fā)、易燃燒甚至爆炸或被空氣中的氧氣緩慢氧化而老化。
us4708812，cn1844269a，cn1903971a介紹了相變微膠囊，以有機(jī)聚合物作為囊壁材料將相變材料包裹密封，相變焓較大，但是相變時(shí)體積變化較大，反復(fù)收縮和膨脹使材料使用壽命較短，而且芯殼之間為物理相互作用，仍會(huì)發(fā)生滲漏和相分離。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種有機(jī)相變儲(chǔ)能材料及其制備與應(yīng)用，所述有機(jī)相變儲(chǔ)能材料通過(guò)可逆的固-液相轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和釋放，相變溫度在50～70℃，相變焓可達(dá)210j/g，溶解熱較高，導(dǎo)熱率較高無(wú)液體滲漏和相分離，制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)毒無(wú)害，在相變儲(chǔ)能材料方面有很好的利用價(jià)值。
為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明的第一方面提供一種有機(jī)相變儲(chǔ)能材料，其原料含有如下重量份數(shù)的組分：聚乙烯45～48份；石蠟5～8重量份；銅粉2～4重量份；鋁粉2～4重量份；石墨粉2～6重量份。
優(yōu)選地，所述聚乙烯的分子量范圍是40萬(wàn)～50萬(wàn)。
優(yōu)選地，所述石蠟的分子量范圍是600～800。
本發(fā)明的第二方面，還進(jìn)一步提供了一種制備前述有機(jī)相變儲(chǔ)能材料的方法，包括以下步驟：
取聚乙烯，加熱融化后，與石蠟混合，再加入石墨粉、鋁粉、銅粉，混合，即得有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。
優(yōu)選地，取聚乙烯，加熱融化后，在145℃條件下與石蠟混合2h。
優(yōu)選地，再加入石墨粉、鋁粉、銅粉，混合1h。
本發(fā)明的第三方面，還提供了前述有機(jī)相變儲(chǔ)能材料在能量?jī)?chǔ)存和溫度控制領(lǐng)域中的用途。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明的相變儲(chǔ)能材料通過(guò)可逆的固-固相轉(zhuǎn)變實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和釋放，相變溫度在50～70℃，相變焓可達(dá)210j/g，溶解熱較高，導(dǎo)熱率較高無(wú)液體滲漏和相分離，制備工藝簡(jiǎn)單，無(wú)毒無(wú)害。在相變儲(chǔ)能材料方面有很好的利用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的有機(jī)相變儲(chǔ)能材料，其原料含有如下重量份數(shù)的組分：聚乙烯(分子量40萬(wàn))48份；石蠟(分子量600)8重量份；銅粉3重量份；鋁粉2重量份；石墨粉2重量份。
制備方法：取聚乙烯，加熱融化后，在145℃條件下與石蠟混合2h，再加入石墨粉、鋁 粉、銅粉，混合1h，即得有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的高密度相變儲(chǔ)能材料，其原料含有如下重量份數(shù)的組分：聚乙烯(分子量50萬(wàn))46份石蠟(分子量800)5重量份；銅粉4重量份；鋁粉4重量份；石墨粉4重量份。
制備方法：取聚乙烯，加熱融化后，在145℃條件下與石蠟混合2h，再加入石墨粉、鋁粉、銅粉，混合1h，即得有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的高密度相變儲(chǔ)能材料，其原料含有如下重量份數(shù)的組分：聚乙烯(分子量45萬(wàn))45份石蠟(分子量700)6重量份；銅粉2重量份；鋁粉3重量份；石墨粉6重量份。
制備方法：取聚乙烯，加熱融化后，在145℃條件下與石蠟混合2h，再加入石墨粉、鋁粉、銅粉，混合1h，即得有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。
實(shí)施例4
本實(shí)施例的高密度相變儲(chǔ)能材料，其原料含有如下重量份數(shù)的組分：聚乙烯(分子量45萬(wàn))45份石蠟(分子量800)7重量份；銅粉4重量份；鋁粉2重量份；石墨粉5重量份。
制備方法：取聚乙烯，加熱融化后，在145℃條件下與石蠟混合2h，再加入石墨粉、鋁粉、銅粉，混合1h，即得有機(jī)相變儲(chǔ)能材料。
實(shí)施例5
將上述實(shí)施例1～4制備所得材料，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果如下：
綜上所述，本發(fā)明中制得的一種相變儲(chǔ)能材料儲(chǔ)能密度高、熱穩(wěn)定好，所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。