[发明专利]脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变储能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变材料及其制备方法，属于节能相变储能材料领域。本发明以廉价的凹凸棒土作为相变材料载体，添加导热系数高的多孔无机材料膨胀石墨改善导热性能，制备脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变储能材料，极大的改善了脂肪酸基相变材料导热性能差的问题。本发明制备工艺简单高效，原料廉价易得，具备较好的经济效益和广阔的应用前景，可广泛应用在相变材料领域。本发明相变储能材料具有优异的导热性能以及热稳定性，以凹凸棒土为相变载体与脂肪酸相变材料复合制备定形相变储能材料，可以有效地防止液相脂肪酸发生泄漏，得到一种高质量的高导热性定形相变储能材料，显著提高能量利用率。

技术领域

本发明涉及一种相变储热材料及其制备方法，特别是一种复合定形相变储能材料及其制备方法，应用于节能相变储能材料技术领域。

背景技术

热能储存在能源技术中占据着极其重要的地位。热能储存又包括显热储存和潜热储存，其中潜热储存又称相变储能，是通过材料自身的相变来达到热能储存的目的。相变储能材料储能密度大且输出的温度和能量相当稳定，利用相变储能还可以解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，是提高能量利用率的有效手段。

脂肪酸有适合于蓄热应用的熔点，不易发生相分离，过冷度小、成本低、腐蚀性小，不易燃、有可逆的熔化和凝固性能，热稳定性好，是很好的相变储热材料。同时脂肪酸作为理想的储能材料，也存在以下两大问题：

一是脂肪酸的导热性能较差，为改善相变材料的导热性能，通常在复合相变储能材料中添加泡沫金属、石墨、碳纤维等，由此来提高储热系统储、放热的速率；

二是脂肪酸相变材料在固-液相变过程中易出现液相泄漏的问题。

常用的解决办法是将脂肪酸与无机多孔材料复合制得复合定形相变储能材料。无机多孔材料通过孔道的表面张力、氢键作用力以及毛细管力将相变材料有效的吸附于孔道中，使液相相变材料难以发生泄漏。常见的无机多孔材料有膨胀珍珠岩、活性炭、蒙脱土、膨胀蛭石等，但未见将脂肪酸复合制得高导热性定形相变储能材料的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变储能材料及其制备方法，提高了脂肪酸基相变材料导热性能，应用熔融混合法，制备一种以改性凹凸棒土/膨胀石墨为复合材料无机载体的脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变储能材料，本发明相变储能材料具有优异的导热性能以及热稳定性，以凹凸棒土为相变载体与脂肪酸相变材料复合制备定形相变储能材料，可以有效地防止液相脂肪酸发生泄漏，得到一种高质量的高导热性定形相变储能材料，显著提高能量利用率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变储能材料，以改性凹凸棒土和膨胀石墨的复合材料，作为相变材料的无机载体；将脂肪酸吸附在无机载体上形成脂肪酸/改性凹凸棒土/膨胀石墨复合相变材料；并以膨胀石墨作为相变材料的导热通道，所述脂肪酸采用一元脂肪酸物质或多元脂肪酸共晶混合物。

作为本发明优选技术方案，按照重量百分数计算的组成为：所述脂肪酸为40-65％，改性凹凸棒土40-55％，膨胀石墨5-10％。

上述一元脂肪酸优选采用肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸中的任意一种。

上述多元脂肪酸共晶混合物优选采用肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、月桂酸、癸酸中任意几种一元脂肪酸的共晶混合物，并根据所需相变温度选择用于混合的一元脂肪酸的种类。

上述多元脂肪酸共晶混合物优选采用肉豆蔻酸和棕榈酸的二元共晶混合物；

上述多元脂肪酸共晶混合物优选采用月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸的三元共晶混合物；