一種粉體相變儲(chǔ)能材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保材料領(lǐng)域，尤其指一種粉體相變儲(chǔ)能材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球能源短缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，作為主要能源之一的熱源，其存儲(chǔ)和利用已成 為研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。熱能儲(chǔ)存方式包括：顯熱、潛熱和化學(xué)反應(yīng)熱。
[0003] 相變儲(chǔ)能材料是以材料發(fā)生相變時(shí)吸收或釋放大量熱量，實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存和利 用，有效地解決能量供求在空間和時(shí)間上不匹配的矛盾。這類(lèi)材料廣泛應(yīng)用于具有間斷性 或不穩(wěn)定性的熱管理系統(tǒng)，如航空大功率組件熱管理、太陽(yáng)能利用、電力的"移峰填谷"、工 業(yè)廢熱余熱的回收利用、周期性間歇式工作電子器件的散熱、民用建筑采暖及空調(diào)的節(jié)能 等熱管理。美國(guó)NASALewis研究中心利用高溫相變材料成功地實(shí)現(xiàn)了世界上第一套空間太 陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)2KW電力輸出，標(biāo)志這一重要的空間電力技術(shù)進(jìn)入了新的階段。
[0004] 相變儲(chǔ)能材料具有儲(chǔ)能密度大，吸熱和釋熱時(shí)保持恒溫的優(yōu)點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)的無(wú)機(jī) 相變儲(chǔ)能材料需要解決封裝和腐蝕性問(wèn)題，且受封裝限制利用范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種便于封裝及使 用，且不會(huì)出現(xiàn)分層而導(dǎo)致材料失效的粉體相變儲(chǔ)能材料及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種粉體相變儲(chǔ)能材料，其特征在 于，包括載體和吸附在所述載體上的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料；所述的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料由儲(chǔ)能 材料、成核劑、改性劑和水配制而成，各組分的重量份含量為：
[0007] 儲(chǔ)能材料 3:0-50; 成核劑 0.1-5; 改性劑 0U;
[0008] 水 30-50; 載體 20-25 〇
[0009] 所述的載體為白炭黑或者硅膠粉。
[0010] 白炭黑是白色粉末狀X-射線(xiàn)無(wú)定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱(chēng)，主要是指沉淀二 氧化硅、氣相二氧化硅和超細(xì)二氧化硅凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑 是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiO2 · ηΗ20表示，其中ηΗ20是以表面羥基的形式存在。能溶于 苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。耐高溫、不燃、無(wú)味、無(wú)嗅、具有很好 的電絕緣性。
[0011] 硅膠粉具有優(yōu)良的吸附性能，對(duì)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)相似乃至同分異構(gòu)體都有理想的分離 功能；在原料生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制了酸泡和老化得時(shí)間，并且采取高溫煅燒技術(shù)，所以硅 膠粉具有剛性的骨架結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度高，可以耐受30MPa以?xún)?nèi)的壓力。硅膠粉具有良好的熱 穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性能，從多組分溶液中有選擇地吸附提純同分異構(gòu)體組分。
[0012] 因此本發(fā)明選用白炭黑或者硅膠粉作為載體可以成功地將本發(fā)明配方儲(chǔ)能材料 均勻地吸附到體系中，在保證了材料的穩(wěn)定性和可逆性能的同時(shí)，材料在常溫下為粉體狀 態(tài)，使用普通的塑料或金屬容器都可以裝載，不會(huì)對(duì)裝載的容器產(chǎn)生腐蝕等問(wèn)題，運(yùn)輸使用 都方便，既解決了材料的封裝問(wèn)題，又解決了材料因長(zhǎng)期循環(huán)產(chǎn)生的相分離現(xiàn)象。
[0013] 所述的儲(chǔ)能材料為無(wú)機(jī)鹽，該無(wú)機(jī)鹽包括無(wú)水氯化鈣、硫酸鈉和醋酸鈉。
[0014] 所述的成核劑為鍶鹽和鋇鹽。
[0015] 所述的改性劑為氯化銨或者氯化鈉，其用量?jī)?yōu)選5-10重量份。
[0016] -種粉體相變儲(chǔ)能材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：分別稱(chēng)量 儲(chǔ)能材料、成核劑、改性劑和水，攪拌混合均勻后，加入載體，再次混合攪拌均勻，前后兩次 攪拌之間間隔時(shí)間不超過(guò)l〇min。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明粉體相變儲(chǔ)能材料以白炭黑或者硅膠粉為載體，其具有 較大的比表面積從而通過(guò)毛細(xì)管力吸附無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料制備得到粉體相變儲(chǔ)能材料。這 種粉體相變儲(chǔ)能材料，相對(duì)于傳統(tǒng)的相變儲(chǔ)能材料，便于封裝及使用，且不會(huì)出現(xiàn)分層而導(dǎo) 致材料失效。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為本發(fā)明方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 實(shí)施例1
[0021] 稱(chēng)取4. 8kg無(wú)水氯化鈣、0.1 kg氯化鍶、4. 73kg去離子水，攪拌均勻后加入2kg白 炭黑再次攪拌，裝入自封袋中，在50°C烘箱中烘烤l_2h即制備出粉體相變儲(chǔ)能材料F1。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 稱(chēng)取4. 8kg無(wú)水氯化鈣、0.1 kg氯化鍶、4. 73kg去離子水，攪拌均勻后加入2kg硅 膠粉再次攪拌，裝入自封袋中，在50°C烘箱中烘烤l_2h即制備出粉體相變儲(chǔ)能材料F2。
[0024] 實(shí)施例3
[0025] 稱(chēng)取4. 8kg無(wú)水氯化鈣、0.1 kg氯化鍶、0. 2kg氯化銨，4. 73kg去離子水，攪拌均勻 后加入2kg硅膠粉再次攪拌，裝入自封袋中，在50°C烘箱中烘烤l_2h即制備出粉體相變儲(chǔ) 能材料F3。
[0026] 實(shí)施例4
[0027] 稱(chēng)取4. 8kg無(wú)水氯化鈣、0.1 kg氯化鍶、0. 15kg氯化鈉，4. 73kg去離子水，攪拌均勻 后加入2. 5kg白炭黑再次攪拌，裝入自封袋中，在50°C烘箱中烘烤l_2h即制備出粉體相變 儲(chǔ)能材料F4。
[0028] 實(shí)施例5
[0029] 稱(chēng)量3. 5kg無(wú)水氯化媽、0.0 lkg成核劑氯化鎖、0. 15kg改進(jìn)劑氯化銨和4kg 7義，攪 拌混合均勻后，加入封裝材料白炭黑2kg，再次混合攪拌均勻，前后兩次攪拌之間間隔時(shí)間 不超過(guò)lOmin，即制備出粉體相變儲(chǔ)能材料F5。
[0030] 實(shí)施例6
[0031] 分別稱(chēng)量4. 8kg無(wú)水氯化f丐、0.1 kg氯化鎖、0. 15kg氯化鉀和4. 73kg水，攪拌混 合均勻后，加入載體硅膠粉2. 5kg，再次混合攪拌均勻，前后兩次攪拌之間間隔時(shí)間不超過(guò) lOmin，即制備出粉體相變儲(chǔ)能材料F6。
[0032] 上述各實(shí)施例所得相變儲(chǔ)能材料的性能如下：
[0034] 從上表可以看出，本發(fā)明所述粉體相變儲(chǔ)能材料通過(guò)選擇適合的封裝材料及其比 例，成功地將無(wú)機(jī)儲(chǔ)能材料均勻地吸附到體系中，在保證了材料的穩(wěn)定性和可逆性能的同 時(shí)，材料在常溫下為粉體狀態(tài)，使用普通的塑料或金屬容器都可以裝載，不會(huì)對(duì)裝載的容器 產(chǎn)生腐蝕等問(wèn)題，運(yùn)輸使用都方便，既解決了材料的封裝問(wèn)題，又解決了材料因長(zhǎng)期循環(huán)產(chǎn) 生的相分離現(xiàn)象。
[0035] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種粉體相變儲(chǔ)能材料，其特征在于，包括載體和吸附在所述載體上的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ) 能材料；所述的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料由儲(chǔ)能材料、成核齊?、改性劑和水配制而成，各組分的重 量份含量為： 儲(chǔ)能材料 35-50； 成核劑 0.1-5； 改性劑 0-15； 水 35-50； 載體 20-25。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉體相變儲(chǔ)能材料，其特征在于，所述的載體為白炭黑、 硅膠粉等其他親水性多孔類(lèi)無(wú)機(jī)材料。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉體相變儲(chǔ)能材料，其特征在于，所述的儲(chǔ)能材料為無(wú) 機(jī)鹽，該無(wú)機(jī)鹽包括氯化鈣、硫酸鈉、醋酸鈉等及其水合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉體相變儲(chǔ)能材料，其特征在于，所述的成核劑為鍶鹽 和鎖鹽等。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉體相變儲(chǔ)能材料，其特征在于，所述的改性劑為氯化 銨、氯化鈉、氯化鉀等，其用量?jī)?yōu)選5-10重量份。6. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉體相變儲(chǔ)能材料的制備方法，其特征在于，該方法包 括以下步驟：分別稱(chēng)量?jī)?chǔ)能材料、成核劑、改性劑和水，攪拌混合均勻后，加入載體，再次混 合攪拌均勻，前后兩次攪拌之間間隔時(shí)間不超過(guò)l〇min。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種粉體相變儲(chǔ)能材料及其制備方法，包括載體和吸附在所述載體上的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料；所述的無(wú)機(jī)相變儲(chǔ)能材料由儲(chǔ)能材料、成核劑、改性劑和水配制而成，儲(chǔ)能材料35-50，成核劑0.1-1，改性劑0-15，水35-50，載體20-25。制備時(shí)，分別稱(chēng)量?jī)?chǔ)能材料、成核劑、改性劑和水，攪拌混合均勻后，加入載體，再次混合攪拌均勻，前后兩次攪拌之間間隔時(shí)間不超過(guò)10min。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)選擇適合的封裝材料及其比例，成功地將無(wú)機(jī)儲(chǔ)能材料均勻地吸附到體系中，既解決了材料的封裝問(wèn)題，又解決了材料因長(zhǎng)期循環(huán)產(chǎn)生的相分離現(xiàn)象。
【IPC分類(lèi)】C09K5/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105062429
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510464910
【發(fā)明人】劉碩, 曹志華, 王鋐
【申請(qǐng)人】江蘇啟能新能源材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日