[发明专利]一种聚乳酸梯度相变储热材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种梯度相变储热材料及其制备方法，属相变材料及其热存储技术领域。本发明采用仿生物降解法对聚乳酸进行多级降解，得到多种分子量或熔点的低分子量聚乳酸，并以此构成一种梯度相变储热材料,该相变储热材料具有多个固液相变点。

技术领域

本发明涉及一种梯度相变储热材料及其制备方法，具体是采用二组或以上不同固液相变点的相变材料组成一种多相变点的复合相变材料，属相变材料及其热存储技术领域。

背景技术

相变储热利用材料在熔点处的吸、放热实现等温储热，相对于显热储热方式，效率更高。

太阳能的日照强度在不同季节、不同地区、不同时辰是不同的，对太阳能储热材料所产生的温度也就不同，如果使用单一相变材料吸热，则难以做到每一时段的温度值都能够最大程度地接近相变点，这样，相变材料就难以工作在相变点，更多的时候储热不得不按照低效率的显热方式完成储热，如果采用一种具有多个相变点的复合相变材料，则各个相变组分都可以最大程度地接近相变工作状态，最大程度减小显热的占比，最高效率地储热，目前，国内外此类技术方法比较少见。

中国专利CN106221676A公开了一种《多相变点的相变蓄热材料及其制备工艺》，其原理是将多种不同相变点的相变材料混合，构成一种具有多个相变温度的分级相变材料；中国专利CN106634856A公开了一种《一种两梯度相变蓄热材料及其制备方法》，其发明目的是通过两种不同性能的相变材料的复合，达到性能互补的目的，该专利没有提及通过不同相变温度在各个温度点完成相变热交换。中国专利CN106675525A公开了一种《一种双相变点的相变蓄冷材料及制备方法》，该发明的目的是通过双相变点复合材料，使其工作温度始终处于两个相变温度之间，该专利也没有提及通过不同相变温度在各个温度点完成相变热交换。

上述专利采用的多种不同相变点的相变材料都是不同质的、不同相变点的无机组合相变材料，由于多种材料不同质，存在材质之间不相容造成的微观裂隙问题，该裂隙会阻碍热流的传导，降低导热性。不同质相变材料混合在一起，由于各自不同的分子结构，还可能影响结晶，进而影响过冷度。这就要求在选择成核剂的时候，要么对应多种相变材料选择多种不同成核剂，要么选择的成核剂对多种不同质的相变材料都具有成核效果，这就使得相变材料挑选的范围变小。

上述专利采用的相变材料的相变点都是固定不变的，用户无法根据需要自由地选择。实际上按照指定的相变温度去寻找相变材料是非常困难的，相变材料的相变温度一般也是无法改变的，因此，如果能够通过控制来改变材料的相变温度点，也即改变材料的熔点，就可以更加精确地满足用户所需的相变温度。

另一方面，中国专利CN105509528A公开了《一种多级梯度相变蓄冷器》，是通过结构设计得到一种多相变点的结构，具体就是将多级不同相变温度的相变层依次从上到下排列起来，实现换热介质依次与各级相变层换热，这样，当流体换热介质在换热过程中用于进行了热交换，其自身温度不断改变，正好与多层不同相变温度点的相变蓄热层进行高效的相变换热；中国专利CN108413796A公开了《一种温度梯度储能换热器》，同样它也是利用多个储热夹板层叠起来的结构实现梯度换热。中国专利CN106940148A公开了一种《变梯度分形点阵夹芯强化相变热沉》，其原理是按照变梯度方式将相变夹芯依次排列成为阵列，提高换热效率，其基本结构也是按照热流方向进行层叠；上述专利都没有对相变材料进行改性，并以此来改变相变点。

中国专利CN201080010934公开了一种《醇解法化学回收聚乳酸》，系在碱催化剂、乳酸酯溶剂、80-180℃的条件下，将聚乳酸降解成为乳酸，目的是回收废旧聚乳酸。中国专利CN201610407510公开了《一种聚乳酸废弃物的回收方法》，系在丙交酯溶剂、170-220℃的条件下，将聚乳酸降解成为乳酸及乳酸钙，目的也是回收废旧聚乳酸。中国专利CN201810529672公开了《一种废旧有色聚乳酸的高效回收利用方法》，系在碱催化剂、甲醇之类的有机醇、50-180℃、0.5～5小时的条件下，将聚乳酸降解成为乳酸烷基酯，目的是回收废旧聚乳酸。