[发明专利]一种新型复合式有机相变储热材料及其制备方法

说明书

 

一、技术领域

本发明涉及相变储热材料领域，特指一种利用石蜡、膨胀石墨与铜粉电镀复合制备的储热材料。

二、背景技术

节能与环保是能源利用领域的一个重要课题，利用相变储热材料的相变潜热储存能量是一种新型的节能技术。相变材料在相变过程中，吸收周围环境的热量，并在周围环境温度降低时，向周围环境释放热量，从而达到控制周围环境温度和节能的目的。它在太阳能利用、热能回收、空调制冷、建筑节能、航空航天等领域都有广泛的应用前景。

太阳能作为一种廉价清洁的能源，目前已经广泛应用于生产生活当中，但由于太阳能的供给与需求在数量上和时间上不能很好的匹配和协调，造成大量能源浪费。如白天太阳能过剩，造成太阳能白白浪费掉，而夜间和阴雨天太阳能又不够用。目前的储热材料普遍存在导热性能差的缺点，因此制成的相变储热部件由于导热性差，无法充分发挥储热材料的储热功能。其次，储热材料发生固-液相变时，会导致液体泄漏问题。

为了解决上述问题，可以将相变储热材料与某种导热能力强的基材复合，并添加定型材料，制成一种新型储热材料，改善储热材料的导热性和定型特性。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种新型复合式有机相变储热材料，该储热材料的相变储热温度处于太阳能热水器的工作温度范围内，相变潜热较高，导热性能较好，发生固-液相变时，可以保持形状不变。

本发明的另一目的是提供上述储热材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型复合式有机物相变储热材料，其特征在于：该储热材料由石蜡、膨胀石墨及电镀铜粉混合组成，其中石蜡的质量分数占90%，石墨与电镀铜粉混合物的质量分数占10%，上述材料中选用的石蜡熔点在30℃-60℃之间。

上述新型复合式有机物相变储热材料的制备方法，采用如下步骤：

（1）将可膨胀石墨置于电镀液中镀铜，并控制电流及电镀液浓度，使可膨胀石墨与电镀铜粉质量比为3:2；

（2）将电镀完毕的可膨胀石墨置于60℃真空干燥箱中干燥10小时，将干燥好的可膨胀石墨置于不锈钢容器中，加热到800℃膨胀60秒，得到膨胀石墨与铜粉混合物，将混合物搅拌混合；

（3）将石蜡加热到熔点熔化，按照质量比石蜡:膨胀石墨-铜粉混合物为9:1加入膨胀石墨和铜粉混合物，在80℃搅拌混合吸附1小时左右，冷却制得储热材料。

本发明有三项优点：

（1）本发明制备的储热材料导热性能更高，吸热放热速度更快；

（2）本发明制备的储热材料在相变时不会改变其外形，可以有效防止泄露；

（3）本发明制备的储热材料不改变材料化学性能，可以防止腐蚀容器。

四、具体实施方式

下面以实例，对本发明的实施方式作进一步说明：

将可膨胀石墨置于电镀液中镀铜，控制电流及电镀液浓度，使可膨胀石墨与电镀铜粉质量比为3:2；取出电镀完毕的可膨胀石墨，置于60℃真空干燥箱中干燥10小时，取干燥好的可膨胀石墨与铜粉混合物10g，置于不锈钢容器中，加热到800℃膨胀60秒，得到膨胀石墨与铜粉混合物，将混合物搅拌混合；将取90g熔点为60℃的石蜡加热熔化，将处理过的膨胀石墨和铜粉加入，加热至80℃，在搅拌下吸附1小时左右，制成储热材料。该材料相变潜热为174kJ/kg。