本發(fā)明涉及一種復合相變材料，特別是涉及一種多元醇復合相變材料及其制備方法。

背景技術：

相變材料是利用材料固固、固液、固氣等相變過程中大量吸放熱的特性進行熱能儲存和熱管理，具有儲能密度高、吸放熱過程溫度變化小的優(yōu)點，被廣泛應用于熱能儲存和熱管理。常用的相變材料包括脂肪烴、脂肪醇、脂肪酸、含結晶水無機鹽等。其中，脂肪醇相變材料的相變焓值顯著高于其他相變材料，例如丁四醇的相變焓值達到～350kJ/kg，己六醇的相變焓值達到～290kJ/kg，季戊四醇的相變焓值達到～300kJ/kg。但多數(shù)脂肪醇類相變材料也有顯著缺點，即其相變過冷度非常大，丁四醇的相變過冷度接近100℃，這就導致儲存在相變材料中的熱能不能及時釋放，對儲能而言不利用于熱能的高效循環(huán)利用，對熱管理而言會增大溫度波動，不利于穩(wěn)定溫控。

國外已有一些關于降低丁四醇過冷度的研究。例如通過超聲、加入晶種并機械攪拌、通過氣泡攪拌等方法均可顯著降低丁四醇過冷度。也有研究人員在液態(tài)丁四醇中通入電流，利用電流的影響來降低丁四醇過冷度，結果發(fā)現(xiàn)通過銀電極向液態(tài)丁四醇中通入直流電會大幅降低丁四醇過冷度。

以上方法雖然可以顯著降低丁四醇過冷度，但是在熱能儲存過程中應用不夠方便，尤其是丁四醇與其它物質混合使用時，更增加了處理過程的復雜度。將不同種類的脂肪醇按照合適比例混合形成混合物，可以得到具有高相變焓值、低過冷度的復合相變材料，但關于這一方面的研究非常少。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種多元醇復合相變材料，該復合相變材料具有高焓值、低過冷度，且熔點穩(wěn)定的優(yōu)點，同時該復合相變材料制備工藝簡單，易于批量制備，可以滿足軍用和民用領域的相變溫控和儲能需求。

本發(fā)明的另外一個目的在于提供一種多元醇復合相變材料的制備方法。

本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現(xiàn)的：

一種多元醇復合相變材料，包括丁四醇、季戊四醇和木糖醇，其中丁四醇的質量百分比含量為60％-75％，季戊四醇的質量百分比含量為24％-35％，木糖醇的質量百分比含量為1％-5％。

一種多元醇復合相變材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)、將丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合后，采用手工研磨、球磨或砂磨1-3h；

(2)、將混合物在185～190℃加熱3～6h，至所有粉體熔化形成透明液體，將所述透明液體冷卻后得到固體多元醇復合相變材料。

在上述多元醇復合相變材料的制備方法中，丁四醇的質量百分比含量為60％-75％。

在上述多元醇復合相變材料的制備方法中，季戊四醇的質量百分比含量為24％-35％。

在上述多元醇復合相變材料的制備方法中，木糖醇的質量百分比含量為1％-5％。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下有益效果：

(1)、本發(fā)明以丁四醇作為原料，在丁四醇中加入一定比例的季戊四醇和木糖醇，通過調整各組份的含量，制備得到高焓值且過冷度較低的復合相變材料，該多元醇復合相變材料具有相變焓值高、過冷度小、熔點穩(wěn)定等優(yōu)點，可以滿足軍用和民用領域的相變溫控和儲能需求。

(2)、本發(fā)明制備得到的復合相變材料過冷度比丁四醇過冷度低35-50℃，相變焓值達到210-260kJ/kg，熔點穩(wěn)定，在115℃左右，隨組分變化較小。

(3)、本發(fā)明通過大量試驗對復合相變材料的組份及含量進行優(yōu)選，同時對制備工藝進行優(yōu)化設計，使得制備的復合相變材料的過冷度顯著降低，且具有較高的相變焓值和穩(wěn)定的熔點，各項性能更加優(yōu)異；

(4)、本發(fā)明復合相變材料制備工藝簡單，易于批量制備，可以滿足軍用和民用領域的相變溫控和儲能需求，在相變溫控、太陽能熱儲存和工業(yè)余熱回收方面具有廣泛應用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多元醇復合相變材料制備流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述：

本發(fā)明多元醇復合相變材料以丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體為原料，將丁四醇、季戊四醇和木糖醇混合物采用手工研磨、球磨或砂磨1-3h，然后將該混合物在185-190℃加熱3-6h至所有粉體全部熔化形成透明液體，最后令此透明液體自然冷卻形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。其中丁四醇的質量百分比含量為60％-75％，季戊四醇的質量百分比含量為24％-35％，木糖醇的質量百分比含量為1％-5％。本發(fā)明通過調整復合相變材料中季戊四醇、木糖醇的含量來調整復合相變材料的過冷度和相變焓值，其熔點穩(wěn)定，在115℃左右，隨組分變化較小。該復合相變材料過冷度比丁四醇過冷度低35-50℃，相變焓值達到210-260kJ/kg。該多元醇復合相變材料具有相變焓值高、過冷度小、熔點穩(wěn)定等優(yōu)點，可用于太陽熱能儲存和工業(yè)余熱回收等領域。

實施例1

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇75wt％，季戊四醇24wt％，木糖醇1wt％。將該混合物手工研磨3h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至185℃，保溫3h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。

該多元醇復合相變材料相變焓值260kJ/kg，相變溫度為115.03℃，過冷度降到50℃。

實施例2

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇72wt％，季戊四醇26wt％，木糖醇2wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至190℃，保溫1h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。

該多元醇復合相變材料相變焓值242kJ/kg，相變溫度為115.07℃，過冷度降到43℃。

實施例3

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇70wt％，季戊四醇27wt％，木糖醇3wt％。將該混合物砂磨1h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至188℃，保溫2h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。

該多元醇復合相變材料相變焓值234kJ/kg，相變溫度為115.12℃，過冷度降到39℃。

實施例4

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇68wt％，季戊四醇28wt％，木糖醇4wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至187℃，保溫3h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。

該多元醇復合相變材料相變焓值220kJ/kg，相變溫度為115.18℃，過冷度降到36℃。

實施例5

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇65wt％，季戊四醇30wt％，木糖醇5wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至185℃，保溫3h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。

該多元醇復合相變材料相變焓值215kJ/kg，相變溫度為115.06℃，過冷度降到36℃。

實施例6

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇60wt％，季戊四醇35wt％，木糖醇5wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至190℃，保溫2h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復合相變材料。

該多元醇復合相變材料相變焓值210kJ/kg，相變溫度為114.85℃過冷度降到35℃。

以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。

本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員的公知技術。