[发明专利]一种多元醇固-固相变复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能复合材料技术领域，具体地说，本发明涉及一种相 变储能复合材料及其制备方法。

背景技术

相变材料(PCMs)是指物质发生相变时能够吸收或放出热量而该物质 本身温度不变或变化不大的一种智能材料。由于其独特的自适应环境温 度调控等功能，因而广泛用于太阳能利用、工业余热废热回收、建筑节 能、恒温服饰、蓄冷蓄热空调以及电器件恒温等能源、材料、航空航天、 纺织、电力、医学仪器、建筑等领域。

根据相变材料的相态变化过程，可以将其主要分为固-固相变材料、 固-液相变材料、固-气相变材料、液-气相变材料。固-气相变、液-气相变 时体积变化很大，使用时装置复杂，不利于实际应用，目前研究较少。 固-液相变体积变化小，潜热较大，贮能好，相变温度范围广，在实际中 得到了广泛的应用。但固-液相变材料存在熔融流动和渗透迁移的严重问 题，因此在使用时必须要用容器包装，由此不但增加了系统的成本，同 时还大大限制了其适用场合。从实际应用的角度来看，固-固相变不需要 复杂的使用装置，不需要封闭性良好的包装容器，适用场合更加广泛并 且系统成本相对较低。

相变复合材料，通常以固-液相变材料为主要材料，同时配以其它辅 助材料，并采用一定的成型工艺来制得形状稳定的材料。相变复合材料 中以纯固-固相变材料形成的相变复合材料很少报道，常常采用固-液形式 相变材料制成的表观固-固相变复合材料，而固-液形式的相变材料常常采 用石蜡、羧酸、酯、聚烯烃类或聚多元醇类等有机物和结晶水合盐、熔 融盐、金属或合金等无机物。

中国专利CN1506434A、CN1754937A、CN101434832A、 CN1369537A、CN1269932C和CN101397489A均报道了采用石蜡类相变材 料，其中利用所述相变材料与聚合物相互之间的分子间作用力，将所述 相变材料包封在聚合物网络骨架中，由此形成固-固相变复合材料；中国 专利CN1657587A报道了先将石蜡类相变材料制成微胶囊后再与树脂复 合后形成固-固相变复合材料，但该方法因先制备相变微胶囊材料，其工 艺十分复杂，成本大大提高；中国专利CN1958711A报道了蛋白石/聚氨 酯型固-固相变储能材料及其制备方法，但其要先制备聚乙二醇端基的聚 氨酯预聚物，方法较为复杂；CN101333432A、CN1322091C和 CN101029217A均采用溶胶-凝胶方法制备二氧化硅复合石蜡类、聚乙二 醇类、脂肪酸类固-液相变材料，使用所述固-液相变材料形成固-固相变 复合材料；中国专利CN1263821C、CN101230256A和CN1710012A报道了 利用聚乙二醇固-液形式的相变材料与聚合物大分子通过接枝形成固-固 形式的相变复合材料；中国专利CN1309797C和CN1803965A报道了无机 盐-陶瓷基复合相变材料，其中主要用于高温领域中的热能存储用途方面。 上述公开的专利都为采用固-液形式的相变材料配以辅料以某种成型方式 制得的表观固-固相变复合材料，但这种相变复合材料稳定性差，长期使 用存在容易泄露和性能衰减等严重问题，同时所述复合材料的制备工艺 往往较为复杂，不易大规模批量制备。

发明内容

为了解决一个或多个上述问题，本发明提供了一种多元醇固-固相变 复合材料以及制备所述多元醇固-固相变复合材料的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

1.一种多元醇固-固相变复合材料，所述多元醇固-固相变复合材料 包含多元醇固-固相变材料和树脂基体材料。

2.如技术方案1所述的多元醇固-固相变复合材料，其中，所述多元 醇固-固相变复合材料还包含功能性填料。

3.如技术方案1或2所述的多元醇固-固相变复合材料，其中，所述多 元醇固-固相变材料为选自由新戊二醇、三羟甲基乙烷、2-氨基-2-甲基-1，3- 丙二醇、2-硝基-2-甲基-1，3-丙二醇、三羟甲基硝基甲烷、三羟甲基氨基 甲烷和季戊四醇组成的组中的一种或两种以上的组合；优选的是，所述 多元醇固-固相变材料的粒径小于500μm，更优选小于100μm。

4.如技术方案1～3任一项所述的多元醇固-固相变复合材料，其中， 所述树脂基体材料为热固性树脂固化物，所述热固性树脂固化物由选自 由环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂组成的组中的一种或 两种以上的组合制得。