[发明专利]一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途

说明书

本发明属于储热材料领域，涉及一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途，所述制备方法包括如下步骤：(1)将定型封装材料与相变材料混合后进行预烧结；(2)将预烧结处理后得到的预混料压制成型，再烧结后得到所述微封装复合相变储热材料。本发明通过设置预烧结步骤，提高了相变材料与定型封装材料的结合效果，通过依次进行预烧结、压制成型以及再烧结的工艺步骤，使相变材料均匀地吸附进定型封装材料的孔隙中，从而使制备得到的微封装复合相变储热材料的储热密度高，成型度良好，没有破裂现象，通过调节硝酸钠与硝酸钾的质量比可使所得两段式微封装复合储热材料的相变焓在74.5‑93.67J/g内变化。

技术领域

本发明属于储热材料领域，涉及一种复合储热材料及其制备方法与应用，具体涉及一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途。

背景技术

微封装复合相变材料能克服单一相变材料的缺点，又可以改善相变材料的热性能以及机械性能，是储热材料领域研究的热点和趋势。硝酸盐类相变材料具有较大的潜热和热导率，且熔点可通过盐的配比来调节，价格低廉，是储热材料领域研究的热点。

Alexander等(“Phase relations in heat transfer salt systems”，《IndustrEng Chem》1993年第39卷第8期，1044页)研究表明二元熔盐NaNO₃-KNO₃(质量比为6:4)在454.4℃以下具有良好热稳定型。但是硝酸盐高温融化时存在流动泄露问题，且腐蚀储热介质。通过掺杂载体材料制备出微封装复合相变储热材料可有效解决硝酸盐熔化泄露问题，其中载体材料为高熔点多孔材料，当硝酸盐熔化时会在毛细管的作用下吸附进孔隙中，多孔材料机械强度高，不易变形从而为相变材料提供结构支撑。

混合烧结法是多孔载体封装主要工艺，在相变材料中掺杂多孔材料，混合后进行高温烧结，相变材料融化后在，在毛细管力的作用下吸附进多孔材料孔隙中，与载体材料紧密均匀结合。丁玉龙等(“Sodium nitrate-Diatomite composite materials for thermalenergy storage”，Solar Energy，2017年，146:494-502)以硝酸钠为相变材料，硅藻土为载体材料，按7:3质量比，依次进行混合，压制成型，高温烧结，制备出复合相变储热材料，有效减少泄露且不改变原相变材料储热性能。

CN 109135683 A公开了一种制备熔盐-陶瓷相变储热材料的方法，利用溶胶凝胶法对熔盐颗粒进行包覆，然后混入陶瓷基体颗粒压制，最后烧结。烧结过程中熔盐颗粒表面的超细粉体将熔盐颗粒完整的包覆在其中，熔盐颗粒与外界环境彻底隔离，决熔盐易吸湿、高温下熔盐易泄露的问题。CN 102585775 A公开了一种高温复合相变储热材料及其制备方法，将无机盐、陶瓷基质、高导热率材料混合后加压成型最后进行高温烧结制得复合材料。

以上方法在一定程度上了增加材料致密性，减少了泄露，但都只是压制成型后进行烧结，加压成型前只是简单混合而非充分均匀，后续烧结时复合材料内部仍然存在孔隙，不够紧密，为了使相变材料和载体材料之间结合更加致密，提高相变材料比例，需要改进制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两段式微封装复合储热材料及其制备方法与用途，该方法在将材料压制成型之前添加预烧结步骤，使预烧结熔化后的相变材料在毛细作用下吸附进定型封装材料的孔隙中，压制成型后再次进行烧结，使相变材料与定型封装材料之间的结合更加均匀和紧密，所得两段式微封装复合储热材料的形貌良好、储热密度高，有效减少了相变材料熔化后的泄露与腐蚀。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种两段式微封装复合储热材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将定型封装材料与相变材料混合后进行预烧结；