[发明专利]一种高导热形状稳定相变材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高导热形状稳定相变材料及其制备方法，材料以镀铜多孔材料为载体封装相变材料。本发明所得高导热形状稳定相变材料兼备高导热、不泄露、可循环、低成本、原料易得等众多优点，且此方法适用于多种基底材料，为相变材料的封装提供了新途径，具有巨大的市场应用前景。

技术领域

本发明属于相变储能材料及其制备领域，特别涉及一种高导热形状稳定相变材料及其制 备方法。

背景技术

相变材料潜热储存技术被认为是储存和释放大量热能的最有效技术之一，与传统的显热 蓄热材料相比，相变材料具有更高的储能密度。如今，此种材料已被应用于众多生产生活领 域，如建筑节能、太阳能利用、余热回收、电池板控温和其他热能储存系统以及智能调温系 统。众多相变材料中有机固液类相变材料由于具备储能密度高、熔化结晶温度适宜、过冷度 低以及热稳定性好等优点而被广泛研究。但实际应用中仍然存在液态状态易泄露以及固有热 导率低这两大缺点。

为解决这两大问题，一种措施是在相变材料中添加高导热填料，如金属粉末、金属片、 石墨、石墨烯等，再利用多孔材料微米孔径的毛细力和表面张力对其封装以实现高导热、不 泄露的目的，但此种方法热导提升有限，且用量一般较多。还有一种措施是构筑高导热3D 多孔支架，如氮化硼、金属泡沫、生物质炭、石墨烯气凝胶等，一步解决导热率低、易泄露 这两大问题，其中金属泡沫工艺成熟、成本低廉，最有利于推广至大规模使用，然而其在形 状稳定方面效果相对较差，且金属的高密度也导致了复合材料低的储能密度。

专利CN 106244116A公开了一种复合定形相变储能材料的制备方法，该方法将羟基磷灰 石粉末作为支撑材料，将与这种粉末相容性好的相变材料作为储能材料，具有成本低、绿色 环保、可广泛应用于太阳能集热领域等特点；专利CN 105885796A公开了一种形状稳定的 纳米复合相变材料及其制备方法，该新型相变材料具有较高的相变潜热、合适的相变温度、 较好的热稳定性等优点；专利CN 103146351A公开了一种高导热定性相变材料及其制备方 法，该材料以长链脂肪酸为相变储热材料，聚苯胺为支撑材料，膨胀石墨片为导热增强填料， 具有制备工艺简单、形状稳定、应用范围广等特点。但上述专利存在相变材料负载量不够高， 热导率提升不够等明显的缺点，且部分原料成本较高，不易于在市场推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高导热形状稳定相变材料及其制备方法，克服现 有技术中形状稳定相变材料负载量不够高，热导率提升不够等明显的缺点，且部分原料成本 较高，不易于在市场推广的缺陷，本发明中将化学镀方法引入形状稳定相变复合材料的制备， 采用孔径可控的多孔材料为基底，制备具有类铜泡沫结构的高导热3D杂化多孔载体材料， 并用于封装相变材料，兼备高导热、不泄露、高储能密度、低成本、原料易得等众多优点， 且此方法适用于多种基底材料，为相变材料的封装提供了新途径，具有巨大的市场应用前景。 本发明的一种复合相变材料，所述材料以镀铜多孔材料为载体封装相变材料。

所述镀铜多孔材料为化学镀铜的纤维素海绵、聚氨酯海绵、三聚氰胺海绵中的一种；相变材 料为石蜡、聚乙二醇PEG类有机物中的一种或几种。

所述聚乙二醇PEG的分子量为4000-10000。

所述复合相变材料中镀铜多孔材料重量百分比为5～20％，相变储能材料重量百分比为 80～95％。

本发明的一种复合相变材料的制备方法，包括：

(1)将多孔材料基底置于铜盐溶液中浸渍，洗净置于还原液中30-45min；然后置于化学 镀铜液中进行化学镀，洗净后浸没于丙三醇中，高温处理，洗净烘干，得到镀铜多 孔材料；

(2)将上述镀铜多孔材料置于熔化的相变材料中，在真空条件下浸渍2-3h，然后将负载 上相变材料的镀铜多孔材料拿出，擦除周边多余的相变材料，室温下凝固，即得复 合相变材料。

上述制备方法的优选方式如下：