[发明专利]一种含有增稠剂的相变储能材料

说明书

本发明涉及属于相变储能材料的制备领域，特别涉及一种含有增稠剂的相变储能材料。其由无机水合盐、成核剂、无机填料、增稠剂和表面活性剂组成，所述的无机水合盐的含量为75～95wt％，所述的成核剂的含量为2～10wt％，所述的无机填料的含量为1～5wt％，所述的增稠剂的含量为0.1～5wt％，所述的表面活性剂的含量为0.5～5wt％。与现有技术相比，本发明提供的含有增稠剂的相变储能材料的优点：(1)有效解决相分离；(2)提高无机水合盐类相变材料经多次冻熔循环后的储热能力；(3)无过冷现象；(4)制备工艺简单。

技术领域

本发明涉及属于相变储能材料的制备领域，特别涉及一种含有增稠剂的相变储能材料。

背景技术

相变储热材料(Phase change materials，PCMs)是指在升温过程中发生相变的同时，从环境中吸收(或放出)大量的热(冷)量的一类物质，能一定程度上解决能量利用在时间和空间上不匹配的矛盾。通常，相变材料具有储热量大，相变过程近似恒温等特点，利用相变材料的相变潜热进行能量的贮存和释放近年来引起了许多能源环境学家的重视。相变储热材料主要包括无机类(无机水合盐、熔融盐等)相变材料、有机类(石蜡类、酯酸类等)相变材料以及复合类相变材料。

无机水合盐类相变材料普遍存在的主要问题是过冷和相分层。相变过程中，当物质冷却到凝固点时并不结晶，而需冷却到凝固点以下才开始结晶的现象称为“过冷”，结晶的同时温度迅速上升。

水合盐在结晶过程中会出现固、液分层现象，若加热过程中盐的溶解度很高，则无机盐水合物可全部溶解；由于溶解度低使得有些盐仍处在固态状态，此时未溶解的盐因其密度大而沉到容器底部。当冷却过程结束后，容器中出现分层现象，底部为未溶解的固体层，中间为结晶水合盐层，上层为饱和溶液层，即相分离现象。随着熔化-凝固反复循环进行，储热性能随容器底部固体沉积的增多而变得越来越差，当循环达到一定次数便失去储热能力。解决相分层的办法一般有：加增稠剂、加晶体结构改变剂、盛装相变材料的容器采用薄层结构和在冷却过程中摇晃或搅动。

无机水合盐类相变材料中最为常用和有效的增稠剂为离子型增稠剂，如羧甲基纤维素钠(CMC)等。在其加入无机水合盐类相变材料后，CMC上羧甲基羟基上的Na⁺但是在水溶液中极易离出，CMC在水溶液中以阴离子的形式存在，显负电荷。对无机水合盐类相变材料的稳定性和结晶都会产生不利影响。

另外，离子型增稠剂，无法从根本上解决相分层问题，随着使用时间的增长，仍然会出现相分离，相变储能材料的使用寿命显著下降。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术上述问题，提供一种能有效解决相分离，提高无机水合盐类相变材料经多次冻熔循环后的储热能力的含有非离子型增稠剂的相变储能材料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含有增稠剂的相变储能材料，由无机水合盐、成核剂、无机填料、增稠剂和表面活性剂组成，所述的无机水合盐的含量为75～95wt％，所述的成核剂的含量为2～10wt％，所述的无机填料的含量为1～5wt％，所述的增稠剂的含量为0.1～5wt％，所述的表面活性剂的含量为0.5～5wt％。

进一步的，所述的增稠剂为非离子型纤维素醚或非离子型聚氨酯或纸浆中的任意一种或多种的混合物。

进一步的，所述的增稠剂包括纤维素醚、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素。

进一步的，所述的表面活性剂为非离子型表面活性剂；所述的非离子型表面活性剂包括烷基葡糖苷或脂肪酸甘油酯或脂肪酸山梨坦或聚山梨酯中的任意一种。

进一步的，所述的无机填料为碳化硅微粉或炭黑或碳酸钙或陶土或粉煤灰。

进一步的，所述的纸浆中固形物的含量≥50％。