[发明专利]一种相变材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变材料。

背景技术

相变材料(PCM，Phase Change Material)是能源优化利用和完成节能减排任务的重要材料。它在其物相变化过程中，可以从环境吸热(冷)或向环境放热(冷)，从而实现贮能、释能及调节能量需求的目的。根据相变类型的不同，PCM可分为固-固PCM、固-液PCM、固-气PCM和液-气PCM。后两种PCM由于在相变过程中伴随大量气体的产生，实际中很少应用。典型的固-液PCM是水合盐及其低共熔物，具有可以适应各种相变温度水平、较高的相变焓和低成本等优点，但通常又存在易分层、过冷严重、贮热性能衰退、容器造价高等一系列缺点。固-固PCM在相变时无液体或气体产生，与固-液PCM相比有极大优点，但能在实际中，特别是在较低温度水平下应用的固-固PCM很少，且有部分材料(如多元醇)存在塑晶，导热性能差等缺点。另外，传统的PCM是在升温过程中，当温度达到相变温度时发生相变吸热，而在从高于相变温度开始的降温过程中，当温度低于相变温度时发生相变放热。显然，这种传统的PCM相变材料不能满足低温时需吸热而高温时需散热的能源领域中各种产品、节能系统以及相关工业过程的需求。

发明内容

针对现有技术存在的缺点，本发明设计一种在升温过程中低温段放热、高温段吸热的相变材料，可应用于低温时需吸热、高温时需散热的产品和相关工业过程。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种相变材料，由如下摩尔百分数的组分组成：

糖醇      45～90mol％

多元醇    55～10mol％。

在上述相变材料中，所述糖醇优选为麦芽糖醇、木糖醇、赤丁四醇、山梨醇、乳糖醇和甘露糖醇中的一种或几种的混合物。

在上述相变材料中，所述多元醇优选为季戊四醇、新戊二醇、三羟甲基乙烷、2-氨基2-甲基1.3丙二醇和三羟甲基氨基甲烷中的一种或几种的混合物。

糖醇和多元醇均为固体，将各组分研磨成细粉，充分混合均匀，加热至110～260℃，冷却至室温即成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明公开了一种相变材料，由如下摩尔百分数的组分组成：糖醇45～90mol％，多元醇55～10mol％。本发明是在进行糖醇和多元醇的研究时，意外发现糖醇和多元醇按一定摩尔比例混合后，混合材料具有奇异的相变现象：该相变材料在升温过程中，在低温段放热而在高温段吸热；而在高温吸热后的降温过程中没有放热现象发生。在重复升、降温的过程中相变过程很稳定，并且混合相变材料具有很高的相变热焓。这种特殊相变材料有望应用于低温时需吸热、高温时需散热的产品和相关工业过程，应用前景广阔。

附图说明

图1为传统PCM材料相变特征的DSC曲线；

图2为实施例1制备的PCM材料相变的DSC曲线；

具体实施方式

实施例1：

本发明的相变材料(SPCM)按如下配方和工艺制备：称取摩尔百分数为56mol％的固态赤丁四醇，摩尔百分数为44mol％的固态三羟甲基乙烷，研磨成细粉末后，经机械法充分混合均匀，加热至200℃，冷却至室温即成。

实施例2：

本发明的相变材料(SPCM)按如下配方和工艺制备：称取摩尔百分数为90mol％的固态木糖醇，摩尔百分数为10mol％的固态新戊二醇，研磨成细粉末后，经机械法充分混合均匀，加热至130℃，冷却至室温即成。

实施例3：

本发明的相变材料(SPCM)按如下配方和工艺制备：称取摩尔百分数为45mol％的固态山梨醇，摩尔百分数为55mol％的固态2-氨基2-甲基1.3丙二醇，研磨成细粉末后，经机械法充分混合均匀，加热至110℃，冷却至室温即成。

实施例4：

本发明的相变材料(SPCM)按如下配方和工艺制备：称取摩尔百分数为70mol％的固态乳糖醇，摩尔百分数为30mol％的固态季戊四醇，研磨成细粉末后，经机械法充分混合均匀，加热至260℃，冷却至室温即成。

实施例5：

本发明的相变材料(SPCM)按如下配方和工艺制备：称取摩尔百分数为65mol％的固态甘露糖醇，摩尔百分数为35mol％的固态三羟甲基氨基甲烷，研磨成细粉末后，经机械法充分混合均匀，加热至175℃，冷却至室温即成。

实施例6：性能测试

对传统PCM材料和实施例1所得相变材料进行性能测试对比：