[发明专利]一种珍珠岩基常温复合相变材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及复合相变材料技术领域，具体地说，是一种珍珠岩基常温复合相变材料及其制备方法。

【背景技术】

利用相变潜热进行能量存储是一项新型节能环保技术。常温相变储热材料因其在建筑保温、智能调温服装、军事热红外伪装、移动电子元件热控制等领域具有广泛的应用前景而备受关注。

脂肪酸具有相变储能密度大、过冷度小，无毒、无腐蚀性、不易燃、热性能稳定等优点。但对于常温蓄能应用领域而言，单元脂肪酸种类有限，且相变温度相对较高，因而常将不同脂肪酸以不同比例组成二元或三元体系。此外，脂肪酸属固-液相变材料，熔融时有液体产生，易发生泄漏，需进行定型封装。常用定型改性方法有接枝法、微胶囊法以及多孔介质封装法。相比较接枝法和微胶囊法，多孔介质封装法制备工艺简单，且所得复合相变材料稳定性好。

膨胀珍珠岩孔隙率高、容重轻、比表面积大，可吸附大量有机相变材料。相变物质被微孔分散成细小个体后，换热效率也进一步提高。由于孔空间的限制，脂肪酸相变行为与自由状态下略有差异。

中国专利公开号CN101096298A“有机相变复合珍珠岩及其制备方法”，中国专利公开号CN101348708A“有机无机复合相变材料的制备方法”，中国专利公开号CN1012876A“一种利用膨胀珍珠岩制备复合相变材料的方法”等均介绍了有关膨胀珍珠岩与有机相变材料的复合，但基本采用减压吸附法，操作相对复杂。且在负压条件下，膨胀珍珠岩易在搅拌过程中破裂，吸附性能降低，复合产物相变潜热受到影响。其它大部分已公开的负载型复合相变材料相变温度在人体舒适温度范围之外，且载体成本较高，经济性较差，并不适用于常温储能控温领域。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种珍珠岩基常温复合相变材料及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种珍珠岩基常温复合相变材料，包括有机固-液相变材料和无机多孔材料，且有机固-液相变材料分散于无机多孔材料空隙内。

所述有机固-液相变材料和无机多孔材料的质量比为1∶1～4。

所述有机固-液相变材料为癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸中任意两种脂肪酸的最低共熔物。

所述无机多孔材料为珍珠岩。

所述的珍珠岩为珠光砂膨胀珍珠岩，粒径为100～400目。

一种珍珠岩基常温复合相变材料的制备方法，其具体步骤为：

(1)用无水乙醇或水作溶剂，加入无机多孔材料，固液比为1∶10～40(g∶ml)，100～400r/min转速下分散10～40min，温度控制在40～100℃；固液比是指无机多孔材料质量值与溶剂体积值的比值；

(2)加入熔融温度为20～40℃有机固-液相变材料，其与无机多孔材料质量比为1∶1～4，100～400r/min转速下搅拌1～4h，温度为40～100℃；

(3)所得复合相变材料自然冷却后，30～50℃干燥至恒重。

所述脂肪酸共熔物为癸酸/硬脂酸共熔物、月桂酸/硬脂酸共熔物、癸酸/棕榈酸共熔物或月桂酸/棕榈酸共熔物。

本发明将脂肪酸共熔物分散于膨胀珍珠岩微孔内制成复合相变材料，其熔融温度为20～40℃，熔融潜热为50～150J/g，无泄漏现象。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

(1)利用膨胀珍珠岩微孔结构毛细作用限制熔融脂肪酸的流动，解决外渗问题。

(2)相变温度在人体热舒适范围内，相变潜热高。

(3)热台偏光显微镜分析得到，加热至70℃以上，复合相变材料均未发生泄漏，且冷热循环1000次后，热性能基本不变。

(4)实验过程采用溶剂分散、蒸发的方法，使膨胀珍珠岩颗粒均匀吸附脂肪酸共熔物，同时可保持颗粒完整性，提高最大吸附量。

(5)载体成本低、制备工艺简单，操作过程易于控制。

【具体实施方式】

以下提供本发明一种珍珠岩基常温复合相变材料及其制备方法的具体实施方式。

实施例1

将1g珍珠岩加入到30ml水中，400r/min的转速下分散20min，温度控制在70℃。然后加入2g癸酸-硬脂酸共熔物，相同温度、转速下搅拌3h。最后直接将反应液放入鼓风干燥箱中干燥8h，干燥箱的温度控制在30℃，即获得膨胀珍珠岩基常温相变材料。