[发明专利]一种定形导热增强型复合相变储能材料及其制备方法

权利要求书

1.一种定形导热增强型复合相变储能材料，其特征在于，包括以下质量分数的组分：石蜡41~70 wt.%，石墨烯0.41%~0.70 wt.%，其余为铁尾矿多孔陶瓷；其中石蜡为高潜热相变材料，其熔点为52~58 ^oC，相变潜热为 182.1J/g；石墨烯为导热增强材料，其横向尺寸为 2~3 μm，体积密度为 0.2 g/mL；铁尾矿多孔陶瓷为载体材料，其孔隙率为69~90%。

2.根据权利要求1所述的一种定形导热增强型复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：采用发泡注凝法制备铁尾矿多孔陶瓷，以机械搅拌辅以超声分散制备石墨烯/石蜡混合液，通过熔融浸渗工艺将石墨烯/石蜡混合液与多孔陶瓷载体复合，得到定形导热增强型复合相变储能材料；该制备方法包括如下步骤：

步骤1，采用球磨法将铁尾矿原料、分散剂和去离子水混合均匀，再添加有机单体、交联剂进行研磨后制得料浆；

步骤2，在料浆中添加适量发泡剂和稳泡剂，通过高速机械搅拌的方法使料浆发泡，注入适量引发剂和催化剂后，将料浆搅拌均匀并倒入模具内凝胶成形，再经脱模、干燥，制得铁尾矿多孔陶瓷坯体；

步骤3，将多孔坯体在马弗炉中于一定温度下进行烧结，得到铁尾矿多孔陶瓷；

步骤4，取适量石墨烯倒入熔融的石蜡中，通过机械搅拌和超声分散制得石墨烯/石蜡混合液；

步骤5，将铁尾矿多孔陶瓷载体放入熔融的石蜡混合液中，通过熔融浸渗使混合液与多孔陶瓷复合，冷却后得到定形导热增强型复合相变储能材料。

3.根据权利要求2所述的一种定形导热增强型复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：步骤1所述球磨法为滚筒式球磨，球料比为2:1，球磨时间为12~36小时，研磨时间为2小时；所述料浆中的铁尾矿质量分数为40~50wt.%，所述有机单体为丙烯酰胺，加入量为5~6wt.%；所述交联剂为亚甲基双丙烯酰胺，加入量为0.5~0.6wt.%；所述分散剂为聚丙烯酸胺，加入量为0.15~3wt.%，余量为去离子水。

4.根据权利要求2所述的一种定形导热增强型复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：步骤2所述发泡剂为十二烷基硫酸钠，加入量为料浆的0.075~0.15wt.%；稳泡剂为十二醇，加入量为料浆的0.02~0.04wt.%；所述机械搅拌的速度为600~1500r/min，搅拌时间为5~20min；引发剂为过硫酸铵，加入量为料浆的0.2~1.2wt.%；催化剂为四甲基乙二胺，加入量为料浆的0.25~1.75wt.%；所述模具是钢模，玻璃模，塑料模或纸模。

5.根据权利要求2所述的一种定形导热增强型复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：步骤3所述的烧结工艺为：升温至900˚C保温2~3小时后，在1050~1120˚C的空气气氛下保温1~12小时。

6.根据权利要求2所述的一种定形导热增强型复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：熔融石蜡的温度为100~120^oC，石墨烯颗粒的加入量为石蜡质量的0.5~1.5%，搅拌时间为20~30分钟，超声时间为5~15分钟。

7.根据权利要求2所述的一种定形导热增强型复合相变储能材料的制备方法，其特征在于：步骤5所述的浸渗条件为：浸渗温度 80~120˚C，浸渗时间5~30分钟。