[发明专利]一种高效复合相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效复合相变材料及其制备方法，所述高效复合相变材料由热介质96.5％‑75％；成核剂0.5％‑3％；增稠剂3％‑7％；高效导能剂1‑15％；熔点调节剂0.1‑10％组成，热介质由无机盐硫酸钠、碳酸钠、氯化钙或溴化锂等一种或几种水溶液按比例混合制成；成核剂为六水氯化锶、氯化钾、十水合四硼酸钠、硫酸钡或氟化钙其中任一种；增稠剂为硅藻土、凹凸棒土、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素其中一种或几种任意比例混合制成；高效导能添加剂为:(a)金属类填料，(b)碳类填料，(c)陶瓷类填料；熔点调节剂为氯化铵、硫酸铵、硝酸铵其中任一种。本发明在60s至180s内迅速发挥导能作用，过冷度为1.5℃。

技术领域：

本发明涉及相变材料领域，尤其是涉及一种高效复合相变材料及其制备方法。

背景技术：

随着节能与环保受到各国越来越多的重视。由于能源的供给与需求差距离越来越大，在许多能源利用系统中(如太阳能、风能、碳能等能源)存在着不协调，从而造成了能量利用的不合理性和大量浪费。人们对蓄热材料，特别是相变蓄热材料的认识和研究是近几十年的事情。相变储能材料作为储能技术的基础，在国内外得到了极大的发展。在总结相变储能材料的基本理论和研究现状的基础上，以无机相变材料为研究对象，具有接近室温的相变温度、以及价格低廉等优点，而现在开发的无机盐蓄冷剂中，主要以硫酸钠为主要原料，但是其融解过程属于非均匀融解，存在过冷度高、循环稳定性能差、导热性能较差、相变温度不可调等问题，这些因素均导致了相变蓄冷剂不能发挥其应有的作用。

为了解决上述问题，授权公告号为CN 103242806 B，专利名称为无机盐相变蓄冷材料的中国发明专利，提供了一种无机盐相变蓄冷材料，由以下重量份数的原料组成：100重量分数的浓度为15～25％的无机盐溶液、1～7重量分数的晶核剂、2～15重量分数的增稠剂。

作为优选，所述无机盐为、氯化钠、氯化镁、硝酸钠中的一种或者多种。

进一步地，所述晶核剂为四硼酸钠、二氧化硅中的一种或者多种。

进一步地，所述增稠剂为聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、膨润土、海藻酸钠中的一种或者多种。四硼酸钠的加入可以有效的降低相变蓄冷材料的过冷度，加入膨润土和聚丙烯酸钠可以有效的避免无机盐相变蓄冷材料出现相分离现象，提高相变循环稳定性能。

无机盐作为无机相变材料，其优点：1、相变潜热高(可以达到200～400J/g)；2、导热系数好(比较有机类相变储能材料)；3、无毒，PH值显中性；4、价格便宜。该发明提供的无机盐相变蓄冷材料，与现有的技术(相变潜热在100-200J/g范围)相比，具有储能密度高，过冷度小，循环稳定性能好的优点。

但上述相变材料，仍存在导能需要时间长，并且导能效果差和过冷度波动大(该发明的过冷度最大可达2.5℃)及相分离等现象，严重制约了应用价值。

另外，申请公布号为CN 103666381 A，专利名称为一种相变储能材料的专利申请，涉及一种相变储能材料，包括储能主体材料、增稠剂、成核剂和增强材料，其质量百分含量为：储能主体材料75％-99％、增稠剂0.1％-10％、成核剂0.2％-15％、增强材料0.01％-8％，储能主体材料为结晶水和盐，增稠剂由无机增稠剂、纤维类、聚丙烯酸酯类、聚氨酯类及天然高分子类增稠剂中的一种或多种组成，成核剂由焦磷酸钠、十水磷酸钠、二水硫酸钙、硫酸钾、硼酸钾、八水氢氧化钡、十二水磷酸氢二钠、硫酸钠中的一种或多种组成，增强材料为金属及金属氧化物粉末、碳材料、纳米粒子、泡沫材料中的一种或多种组成；纳米粒子为纳米铜粉、碳纳米管等中的一种或多种；泡沫材料为泡沫石墨、泡沫金属铝、泡沫铜等中的一种或多种。该本发明通过选取合适的材料及配比，减小了过冷度和相分离现象，表现了良好的循环稳定性，尤其在体系中添加增强材料，形成导热网络，从而使得材料的导热性提高2倍以上。

但上述相变材料，仍存在导能需要时间长、相变温度不可调等问题。

发明内容：