[发明专利]赤泥‑石蜡复合相变储能材料及其混磨法制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变储能材料及制备方法，具体说是一种赤泥-石蜡复合相变储能材料及其制备方法。

背景技术

相变储能材料，简称相变材料（PCM-Phase Change Material）是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质，利用其相变过程中放热或者吸热的特性来实现能量的释放（或储存）。将相变储能材料加入石膏和水泥中，用作建筑物的装饰和保温材料，把相变材料加入建筑材料中不仅没有影响建筑材料的基本性能，可以有效降低通过维护结构的热量传播，具有更好的保温节能效果，居住舒适度也提高。同时，研制新型储能材料并将其应用于建筑行业是实现我国节能规划目标、实现可持续发展及减排温室气体的重要措施，符合当今社会持续发展的要求。

罗超云等用乙烯-辛烯共聚物(POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为包覆材料，石蜡作为相变材料，采用热熔法制备了定形相变材料(FSPCM)，其中石蜡的含量为 60%，实现了包覆材料对相变材料的定型作用。虽然解决了相变材料由固态转为液态的流动性问题，但是仍然没有很好地解决有机相变材料存在的低导热性能问题，制备的有机相变材料低导热性原因是受其内部结构影响，在热传导方向没有形成连通性结构。本发明使用的基体材料赤泥具有孔隙结构，有较好的吸附性，不仅能够解决相变材料由固态转为液态的流动性问题，而且还可以提高相变材料的热导率。

常见的有机相变材料的制备方法有：（1）物理方法，将相变材料与主体材料相混合，以主体材料作为载体，如：浸渍法、共混法等 ；（2）微胶囊方法，采用某些聚合物材料作为壳材，将相变材料作为芯材制备成微胶囊，如：有原位聚合法、界面聚合法、乳液聚合法、溶液聚合法、溶胶-凝胶等；（3）化学方法，在保持材料相变储能特性前提下，通过化学方法将其改性，转变成新型化合物，使其满足应用要求，如嵌段共聚法、接枝共聚法和交联共聚法等。浸泡法是将由多孔材料制成的一定形状的物体浸泡在液态相变材料中,通过毛细管吸附作用制得储热复合材料，但是会出现相变材料富集于表层、熔化时易从表面渗出的现象，同时芯层相变材料含量较低，整体的相变潜热不高。而本发明利用赤泥多孔材料的吸附性，不会出现渗出现象。

赤泥是制铝企业提取氧化铝排出的污染的废渣，一般生产1吨氧化铝，就会产生1吨~2吨的赤泥。我国是氧化铝生产大国，每年排放的赤泥高达数百万吨，同时，大量的赤泥不能够充分有效的利用，只是简单的大面积的堆放，不仅占用了大量的土地，而且也严重污染环境。大量的赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面直接和间接胡影响，因此，合理利用赤泥已经破在眉睫。

将相变材料石蜡嵌入多孔材料中制备相变复合材料，它能克服有机相变储能材料导热系数较小的特点，提供一种低制备成本，制备方法简单、应用性能好的相变储能材料的制备方法。石蜡由于其相变温度范围大（10~80℃）、相变焓高（200~300J/g）储能密度大、价格低廉、化学性质稳定、无毒等优点，是一种比较理想的相变材料。石蜡是一种廉价的相变材料，将其负载于多孔材料中可以提高复合相变材料的稳定性。

发明内容

本发明的目的是克服有机相变储能材料导热系数较小的特点，提供一种制备成本低，制备方法简单、应用性能好的相变储能材料。

本发明第二个目的是提供赤泥石蜡相变储能材料的制备方法混磨法。本发明的技术方案概述如下：

一种赤泥/石蜡相变储能材料的制备方法，包含以下几个步骤：

步骤1. 将赤泥和石蜡按照设定的比例配备，混合；

步骤2. 将混合的赤泥和石蜡放入研钵中研磨，研磨至＜900目；

步骤3. 将研磨后的混合材料放入烘箱中，在78℃～80℃环境下烘干4小时；

步骤4. 将烘干的材料再放入研钵中研磨2小时，得到赤泥-石蜡复合相变储能材料。

本发明以石蜡为储能材料，赤泥为基体材料，采用混磨—加热法制备，从而获得应用性能良好的相变储能材料。将本发明的相变储能材料用作建筑物的保温材料，可以有效地降低建筑物室内外热量传递幅度，降低室内温度波动，在保持人体适宜温度范围内，减少建筑供暖或空调的使用，实现了建筑节能。

附图说明

图1为原材料电镜扫描图像。其中，a图是赤泥扫描电镜图，b图是石蜡扫描电镜图。

图2为原材料赤泥的N2吸附-脱附等温线图。

图3为原材料赤泥的孔径分布曲线图。

图4为原材料红外光谱测试图。

图5为本发明赤泥-石蜡复合相变储能材料红外光谱测试图。

图6为赤泥XRD测试图。