[发明专利]一种相变蓄热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变蓄热材料及其制备方法，本发明涉及的相变蓄热材料是一种无机水合盐复合相变蓄热材料，该蓄热材料的组成成分至少包括三水合醋酸钠、十二水磷酸三钠和聚丙烯酰胺。本发明的相变蓄热材料通过添加剂改性后，复合材料具有较小的过冷度，相变潜热大，稳定性高，消除了相分离现象，且制备过程简单，便于封装和生产。

技术领域

本发明涉及蓄热材料领域，尤其是涉及一种相变蓄热材料及其制备方法。

背景技术

蓄热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能利用、电力“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景。相变蓄热是利用物质在相变过程中吸收或放出相变潜热的原理进行能量储存与释放，利用相变蓄热材料相变时单位质量(体积)潜热，蓄热量非常大，近年来对于相变蓄热材料的研究和应用发展迅猛。

相变蓄热材料可分为有机类、无机类及混合类相变蓄热材料；有机相变蓄热材料性能较稳定，几乎无过冷和相分离现象，但其缺点是相变潜热较低，且物质密度较小，由此造成了有机相变蓄热材料单位体积蓄热量较小，因此有机相变蓄热材料在单位体积蓄热量方面优势已不明显。无机相变蓄热材料具有较高的单位体积蓄热量和良好的导热性，其缺点为易产生过冷和相分离，如果能通过添加剂解决过冷和相分离问题，则无机相变蓄热材料具有十分明显的优势，蓄热相关产业也能因此得到发展。

目前，在工厂为了收集废弃余热所使用的移动供热设备中，普遍采用八水氢氧化钡作为相变蓄热材料。尽管其具有很高的相变潜热，但它致命的缺点在于它的毒性，一旦泄露直接影响系统的安全。在这种情况下，开发出一种相变潜热大、无毒，同时过冷度小、稳定性高，长期使用无相分离的相变蓄热材料尤为重要。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种相变蓄热材料及其制备方法，本发明涉及的相变蓄热材料是一种无机水合盐复合相变蓄热材料，该蓄热材料至少由三水合醋酸钠、十二水磷酸三钠和聚丙烯酰胺组成，其简要制备步骤如下：

S1、原料选择：选择至少包括三水合醋酸钠、十二水磷酸三钠和聚丙烯酰胺在内的物质作为相变蓄热材料的原料，其中三水合醋酸钠作为基体材料，十二水磷酸三钠作为成核剂，聚丙烯酰胺作为增稠剂；

S2、原料混合：至少按重量百分比分别为91.5％～98％、0.5％～5.5％和0.5％～3％的比例称取三水合醋酸钠、十二水磷酸三钠和聚丙烯酰胺，然后在研钵中研细后混合均匀；

S3、原料封装：将混合物通过超过相变温度的热水经换热器进行加热，使各组分完全熔化成为胶状液体，再将胶状液体搅拌均匀后注入到容器内，待胶状液体冷却至室温后密封容器。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中，对选定的原料进行品质筛选，其中三水合醋酸钠的品质要求为有效物质含量98～99％，十二水磷酸三钠的品质要求为有效物质含量96～98％，聚丙烯酰胺的品质要求为有效物质含量99％。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S2中，三水合醋酸钠、十二水磷酸三钠和聚丙烯酰胺均研磨至颗粒直径小于粒度40目的颗粒，即三水合醋酸钠、十二水磷酸三钠和聚丙烯酰胺研磨后的颗粒直径均小于0.42mm。

作为本发明进一步的方案：所述步骤S3中，将胶状液体搅拌均匀后注入到容器内时，注入胶状液体的体积量为容器体积的95％，容器中留5％的膨胀空间，待胶状液体冷却至室温后密封容器。

作为本发明进一步的方案：制得成品的主要参数包括，相变潜热值为235～265kJ/kg，相变温度为52～56.5℃，过冷度小于1.4℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：