一種相變儲能材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明材料合成技術(shù)領(lǐng)域,尤其是相變儲能材料的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 相變儲能材料能將暫時不用的能量儲存起來,到需要時再將其釋放,運就可W緩 解能量供求之間的矛盾,節(jié)約能源。利用相變儲能材料的運個特性,可W將其用在空調(diào)節(jié) 能領(lǐng)域、太陽能領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域及電力等方面。由于單一的相變材料在使用過程中性能 不穩(wěn)定,滿足不了實際應(yīng)用的要求,對相變材料的改進(jìn),W及在復(fù)合相變儲能材料方面的 研究成了近年來的研究重點。
[0003] 儲能材料按儲能的方式大體分為:顯熱儲能、化學(xué)反應(yīng)儲能和潛熱儲能Ξ大類。 顯熱儲能是通過物質(zhì)的溫度變化來儲存熱能的,儲熱介質(zhì)必須具有較大的比熱容。顯熱儲 能材料雖然在使用上比較簡單方便,但是其材料自身的溫度在不斷變化,無法達(dá)到控制溫 度的目的,并且該類材料儲能密度低,從而使相應(yīng)的裝置體積龐大,因此其應(yīng)用價值不 局。
[0004] 潛熱儲能是利用相變材料在相變時吸熱或放熱來儲能或釋能的,運種儲能方式 不僅儲存的能量密度高,而且所用裝置簡單、體積小、設(shè)計靈活、使用方便且易于管理。還 有一個很大的優(yōu)點:即運類材料在相變儲能過程中材料近似恒溫,因此最具有實際應(yīng)用前 景,也是目前應(yīng)用最多和最重要的儲能方式。相變材料在太陽能領(lǐng)域、儲熱儲冷領(lǐng)域、空調(diào) 建筑領(lǐng)域、W及航空航天領(lǐng)域中有著誘人的前景。
[0005] 當(dāng)前相變材料研究的重點是對固一液相變材料利用中出現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)。固一 液相變材料相變過程中需要解決的主要問題是有液相產(chǎn)生,因此使用時必須對它進(jìn)行封 裝,目前己出現(xiàn)的封裝方法有:膠囊化技術(shù),即把相變材料用膠囊體材料封裝起來;利用毛 細(xì)管作用把相變材料吸附到多孔基質(zhì)中;與高分子材料復(fù)合制備定形相變材料。無機(jī)類固 一液相變材料相變過程中易出現(xiàn)的另一個問題是分層和過冷現(xiàn)象,使得對其的開發(fā)使用遇 到了難題,對于過冷現(xiàn)象,解決的辦法有加成核劑或采用冷指法(即保留一部分冷區(qū),使 未融化的一部分作為成核劑);對于分層現(xiàn)象,解決的方法有:a.加增稠劑;b.加晶體結(jié)構(gòu) 改變劑;C.盛裝相變材料的容器采用薄層結(jié)構(gòu);d.搖晃或攬動。
[0006] 參考"秦善;曹春峰;楊軍;楊瑞霄.相變儲能材料的.2012. CN201110283068. 1."
[0007] 秦善等發(fā)明公開了一種相變儲能材料,包括:南極石、成核劑、增稠劑和導(dǎo)熱劑,所 述成核劑為硫酸領(lǐng)和六水氯化鎖。與現(xiàn)有技術(shù)相比,該發(fā)明W硫酸領(lǐng)和六水氯化鎖為成核 劑,由于該成核劑與南極石之間的晶體結(jié)構(gòu)特征、晶格參數(shù)大小、物理性質(zhì)等方面相匹配, 并且配合添加增稠劑等成分,從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中相變儲能材料過冷度大的問題。同時, 由于南極石具有較大的相變潛熱,因此,該相變儲能材料還具有相變潛熱大的特點。實驗結(jié) 果表明,本發(fā)明制備的相變儲能材料過冷度只有0. 4Γ。
[0008] 該發(fā)明只是將無機(jī)水合鹽類作為一種相變儲能材料,通過不同的合成參數(shù)方法得 到一種相變潛熱相對較好的儲熱材料,但該材料還是存在相變潛熱低,循環(huán)穩(wěn)定性差等缺 點。
[0009]參考"汪曉東;張煥芝;武德珍.一種微膠囊復(fù)合相變儲能材料及其制備方法 [門.2011.CN201010167076. 5.,,
[0010] 汪曉東等發(fā)明公開了一種微膠囊復(fù)合相變儲能材料及其制備方法,其微膠囊殼 材為二氧化娃,微膠囊忍材為相變儲能材料,其中相變儲能材料為石蠟類有機(jī)固-液相變 儲能材料。將分散乳化劑按照0. 2~0. 5wt. %、溶劑水為52. 5-62. 5wt. %、相變儲能材料 為18. 75~31. 5wt. %、無機(jī)娃源為15. 5~18. 75wt. %配比,加入到反應(yīng)容器中攬拌5~ 她,在高于固-液相變溫度3~8°C條件下使其分散乳化均勻;然后向乳液中加入抑= 0. 93-4. 07的鹽酸水溶液或pH= 8. 0~12. 0氨氧化鋼水溶液催化劑,將反應(yīng)溶液自然冷卻 至室溫,得到沉淀溶液,將反應(yīng)得到的沉淀物用水和石油酸的混合物洗涂,其中石油酸的質(zhì) 量百分含量為30wt. %,再用去離子水進(jìn)行洗涂、抽濾,將所得產(chǎn)物自然風(fēng)干。本發(fā)明提高了 相變蓄能節(jié)能技術(shù),具有自動調(diào)溫的能力,物理化學(xué)穩(wěn)定性好,抗裂、阻燃、耐磨,導(dǎo)熱系數(shù) 局。 W11] 參考"楊振忠;金兆國;劉繼廣;屈小中.有機(jī)相變儲能材料的微膠囊及其制備方 法[門.2009.CN200810103749. 3.,,
[0012] 楊振忠等發(fā)明公開了有機(jī)相變儲能材料的微膠囊及其制備方法。該有機(jī)相變儲 能材料的微膠囊,由核忍和核殼組成,所述核忍的材料包括有機(jī)相變儲能材料;所述核殼至 少包括內(nèi)層和外層,內(nèi)層采用原位聚合法、界面聚合法、反應(yīng)相分離法、復(fù)凝聚法和溶膠凝 膠法運五種方法中的任一種方法進(jìn)行包覆;外層采用原位聚合法、反應(yīng)相分離法、溶膠凝膠 法和復(fù)凝聚法運四種方法中的任一種方法進(jìn)行包覆。本發(fā)明微膠囊的大小、核殼組成及殼 層厚度可調(diào),具有良好的柔初性、機(jī)械強(qiáng)度、抗?jié)B透性和分散性,可廣泛用于太陽能利用,工 業(yè)余熱廢熱回收,建筑節(jié)能,恒溫服飾,蓄冷蓄熱空調(diào)W及電器件恒溫等能源、材料、航空航 天、紡織、電力、醫(yī)學(xué)儀器、建筑等領(lǐng)域。
[0013] 參考"紀(jì)俊玲;汪媛;何葉麗;王巧.蓄熱保溫微膠囊及其制備方法和應(yīng)用 [門.2011,CN201010514415. 2.,'
[0014] 紀(jì)俊玲等發(fā)明設(shè)及一種相變儲能微膠囊及其制備方法和應(yīng)用,尤其設(shè)及一種核忍 材料為相變儲能材料的蓄熱保溫微膠囊及其制備方法和應(yīng)用。該微膠囊由核忍、內(nèi)層核殼 和外層核殼組成,核忍材料為有機(jī)相變材料;內(nèi)層核殼W乙締基單體為聚合單體,通過界面 聚合包裹核忍;外層核殼W酸化蜜胺樹脂預(yù)聚體為聚合單體,通過原位聚合包裹內(nèi)層核殼。 本發(fā)明的蓄熱保溫微膠囊,膠囊壁具有熱固性質(zhì),耐加工性能較好,耐磨性及耐久性好???用于紡織品保溫整理和建筑保溫材料,它能保證蓄熱保溫微膠囊的核忍的有機(jī)相變材料有 較大相變能,且有機(jī)相變材料在發(fā)生相變后不會發(fā)生流動和遷移,從而能持久地保持溫度 控制功能。
[0015]W上幾個實例,主要介紹了微膠囊相變儲能材料的制備方法和一些應(yīng)用前景,目 前現(xiàn)有的相變儲能材料包括:水合鹽類如Na2S〇4 · 10H2〇、MgCl2 ·6Η20等,有機(jī)化合物類如石 蠟、多元醇類等相變材料都存在儲熱密度低下,價格昂貴、循環(huán)穩(wěn)定性差等問題。
[0016] 但是,盡管通過改性可得到水合鹽-有機(jī)復(fù)合的微膠囊相變材料,但水合鹽本身 存在的過冷和相分離W及循環(huán)穩(wěn)定性差的問題仍然無法解決。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0017]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種相變儲能材料,其包括如下組分:質(zhì)量比 例為85~95份的多元簇酸或其衍生物、2. 50~7. 50份的成核劑、2. 50~7. 50份的增稠 劑。
[0018] 進(jìn)一步地,所述多元簇酸或其衍生物選自草酸、丙二酸、丙Ξ酸、下二酸、己二酸中 的一種或多種。
[0019] 進(jìn)一步地,所述成核劑為棚砂、娃酸鋼、硫酸巧至少一種。
[0020] 進(jìn)一步地,所述增稠劑為聚丙締酷胺或聚乙締醇。
[0021] 有益效果:
[0022] 本發(fā)明制備的是一種新型相變儲能材料,其合成簡便、價格低廉、相變潛熱大、循 環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)勢,還具有一定的國防戰(zhàn)略價值。本發(fā)明合成了一種新型相變儲能材料。 首先,該相變材料的相變溫度在90~120°C;其次該相變儲能材料的