[发明专利]相变材料组合物的制备方法

说明书

本发明涉及相变材料组合物的制备方法，该相变材料组合物为少渗漏优选无渗漏的、结合聚合物的并且包含相变材料的相变材料组合物。

已经知道这类方法和相变材料的不同实施方式。例如参见EP 0747431B1、WO 98/12366、US 2006/0124892A1、US 4,908,166A1、US 2002/0105108A1、US 2006/0124892A1和US 2005/0208286A1。作为相变材料尤其考虑的是盐基相变材料。

到目前为止，结合聚合物的相变材料在对热塑性纤维、平板、颗粒等进行热处理中的应用在很大程度上是失败的，这是由于一方面结合未封装相变材料材料的方法过于昂贵(US2002/0105108、US2005/0208286)，因为首先在第一步骤中未封装相变材料混入小分子的、相变材料亲和性的聚合物中，然后在后续步骤中，在单螺旋挤出机中作为颗粒中间体通过熔融物化合路径结合入高分子聚合物基质中。另一方面当聚合物基质中相变材料填充含量较高时在高温高压下会发生相变材料成分的渗漏。到目前为止，人们尝试如下处理所述的渗漏现象，在相变材料聚合物复合物的大表面产品(平板)情况下用铝箔完全密封其表面以防止在相变点液化的相变材料成分的渗出(US2006/0124892)。应用储热颗粒形式的相变材料复合物材料在水基储热容器进行热处理时会由于表面上出现的相变材料材料引起储热颗粒的粘结而引起的。当聚合物基质中具有高填充含量的相变材料(相变材料的重量％＞60％)时，基于相变材料聚合物复合物的产品(平板、颗粒、其他的几何造型())的机械强度大大减少。为了改善相变材料复合物的导热性，尝试添加无机添加剂，例如石墨，从而加速热能相对于时间的吸收和释放。

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种少渗漏、优选无渗漏的相变材料的制备方法，该相变材料具有提高的机械强度和尽可能改进的热变形稳定性和/或改善的导热性，该制备方法成本更低并且带来了期望的效果。

该任务的可能解决方法根据第一发明构思通过权利要求1给出的，其中将液态或液化的相变材料在比相变材料熔点高出50℃～130℃、但总之要高出20℃～70℃的温度引入挤出机中，也将聚合物引入所述挤出机中，其中该挤出机具有捏合单元、输送单元和增压单元(Stauelement)，并在挤出方向上于引入聚合物之后紧接着将相变材料引入挤出机中，并且在该区域中已经发生对聚合物的第一次强烈捏合作用。相变材料不仅在较高的温度下引入挤出机中，而且引入至聚合物材料已经在某种程度上充分捏合的区域中。并且优选发生在仅涉及材料输送的第一镇静段(Beruhigungsabschnitt)中。由于相变材料的温度高，从而确保了相变材料引入时的好的流动特性。引入的聚合物(优选聚乙烯，尤其是低密度聚乙烯，例如还有二嵌段共聚物和三嵌段共聚物)同时用作分散体基质和聚合物基质。优选地，另外引入的聚合物PMMA尤其作为增粘剂和协同作用成分改善了相变材料聚合物复合物中的二嵌段共聚物和三嵌段共聚物的三维网络的构建，特别是不仅改善相变材料成分在高温高压下从相变材料聚合物复合物渗漏的行为，而且改善了得到的相变材料聚合物复合物的造型的机械稳定性。

由此得到改善的循环稳定性，也就是说，改善的储热性和放热性。此外，还得到改善的热学性能和机械性能。机械热变形稳定性得到狄涛并且导热性得到改善。

相变温度大于50℃、室温时为固态相变材料材料虽然也可以计量加入挤出机的进料区中，然而当进料区的冷却不充分时不仅会出现聚合物成分的进料问题，而且会出现相变材料成分在各嵌段共聚物基质或在由PMMA和嵌段共聚物形成的聚合物基质掺合物中不能充分地形状一致且均匀的分布以及不能无渗漏原位封装。

碳纳米管，即CNT(英语为carbon nanotubes)，是极微小的管状构造(分子纳米管)的碳。管径大都在1～50μm，但也可以制备直径最大至0.4μm的管。对于单个管已经达到几毫米的长度，对于管束已经达到最长20厘米的长度。重要的是，纳米管的至少一个维度(直径)位于纳米范围内，并且由此这些纳米颗粒的性能与具有相同组成但直径不在纳米范围的颗粒的性能从本质上不同。