[发明专利]一种具有储热能力的可喷涂超疏水涂层的制备方法

说明书

本发明为一种具有储热能力的可喷涂超疏水涂层的制备方法。本发明通过将介孔交联聚苯乙烯纳米管，氟化二氧化硅微球分散在溶有胶粘剂和相变材料的易挥发溶剂中，利用一步法将共混液喷涂在基底材料上。本发明通过一步喷涂法制备了超疏水储能涂层，省去了制备复合相变材料的过程，而且其兼具出色的储热能力和超疏水性能，为制备超疏水储能涂层的实际应用开辟了新的道路。

技术领域

本发明的技术方案涉及有机、无机以及高分子材料领域，具体涉及一种具有储热能力的可喷涂超疏水涂层的制备方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展和人类对能源需求的不断增加，化石能源的枯竭不可避免(Sternberg A,Bardow A.Power-to-What？–Environmental assessment of energystorage systems[J].EnergyEnvironmental Science,2015,8:389-400.)。为了应对化石能源日益枯竭的问题，多样化的清洁能源和可再生能源在经济和社会的可持续发展中扮演着重要的角色。如今，相变材料作为一种清洁能源管理介质，因其出色的热量管理能力而受到了广泛的关注。相变材料在物相变化过程中，可以从环境中吸收热量或向环境放出热量，从而达到能量储存和释放的目的，利用此特性不仅可以制造出各种提高能源利用率的设施，同时由于其相变温度近似恒定，可以用来调整控制周围环境的温度，并且可以多次重复使用。相变材料主要分为固体-固体，固体-液体，固体-气体三种相变材料(Feng L,ZhengJ,Yang H,et al.Preparation and characterization of polyethylene glycol/activecarbon composites as shape-stabilized phase change materials[J].Solar EnergyMaterials and Solar Cells,2011,95:644-650.)。其中固-液相变材料由于其较高的相变潜热，化学稳定性和合适的相变温度而被应用到各个领域，例如废热利用(Sharma A,TyagiV V,Chen C R,et al.Review on thermal energy storage with phase changematerials and applications[J].Renewable and Sustainable energy reviews,2009,13:318-345.)、电池热管理(Ling Z,Wen X,Zhang Z,et al.Thermal managementperformance of phase change materials with different thermal conductivitiesfor Li-ion battery packs operated at low temperatures[J].Energy,2018,144:977-983.)、太阳能热能收集(Wang T,Diao Y,Zhu T,et al.Thermal performance of solarair collection-storage system with phase change material based on flat micro-heat pipe arrays[J].Energy Conversion and Management,2017,142:230-243.)、节能建材(Tatsidjodoung P,Le Pierrès N,Luo L.A review of potential materials forthermal energy storage in building applications[J].Renewable and SustainableEnergy Reviews,2013,18:327-349.)、风能管理(Vorushylo I,Keatley P,Shah N,etal.How heat pumps and thermal energy storage can be used to manage windpower:a study of Ireland[J].Energy,2018,157:539-549.)和汽车能源应用(JaguemontJ,Omar N,Van den Bossche P,et al.Phase-change materials(PCM)for automotiveapplications:A review[J].Applied Thermal Engineering,2018,132:308-320.)等。然而，固-液相变材料在相变过程中由固相变为液相时，因泄露问题而阻碍了它的进一步的利用。目前，解决相变材料泄露问题的主要方法是将相变材料包封进微囊中(Latibari S T,Mehrali M,Mehrali M,et al.Synthesis,characterization and thermal propertiesof nanoencapsulated phase change materials via sol–gel method[J].Energy,2013,61:664-672.)，但是这种方法需要十分复杂的制备过程以及相对较高的成本。