[发明专利]一种金属氟化物高温相变储能微胶囊及其制备方法与应用

说明书

本发明提供一种金属氟化物高温相变储能微胶囊及其制备方法与应用。所述的高温相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：将金属氟化物颗粒分散到酚醛树脂的溶液中，向体系中加入不良溶剂，诱导酚醛树脂相分离沉积到金属氟化物颗粒表面，加热控制酚醛树脂原位固化，过滤，收集固体，后固化，得到酚醛树脂包覆的金属氟化物微胶囊后，碳化处理，得到碳壳层包覆的金属氟化物微胶囊。本发明所提供的相变储能微胶囊具有核壳结构。所述核为简单的金属氟化物，所述的壳为酚醛树脂高温成碳而成，所制备的高温相变蓄热微胶囊具有包覆率高，导热性能好，耐高温性能好等优点。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种相变储能微胶囊及其制备方法，尤其涉及一种金属氟化物高温相变储能微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

能源是国民经济的重要基础，随着工业的迅速发展，能源的需求量与日俱增。为了更好的将能源有效利用，相变储能材料得到了广泛的应用。相变材料(Phase ChangeMaterials,PCMs)，又叫潜热储能材料(Latent Thermal Energy Storage Materials,LTESM)是指物质发生相变时能够吸收或放出热量而该物质本身温度不变或变化不大的一种材料。该类材料在温度高于相变点时吸收热量而发生相变(储能吸热过程)，当温度下降，低于相变点时发生逆向相变(释能放热过程)进行工作的，具有能量储存和温度控制功能的这些物质统称为相变物质或相变材料。相变材料的相变潜热进行能量的储存(蓄冷、蓄热)是一项新型的环保节能技术，它可以解决能源的需求与供给之间在时间和空间上的不匹配，可以实现对能源进行高效管理。由于该材料能够吸收、储存和释放大量的相变潜热，因此其具有自适应的环境温度调控、能量储存与热防护等功能，因此，广泛用于太阳能利用，工业余热废热回收，建筑节能，恒温服饰，蓄冷蓄热空调以及电器件恒温等能源、材料、航空航天、纺织、电力、医学仪器、建筑等领域。采用胶囊化技术制备微胶囊相变材料，能有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有助于改善相变材料的应用性能，有利于拓展相变蓄热技术的应用领域。但目前公开的发明专利主要针对中低温相变材料，发明专利(CN,110126385A)公布了一种高温高焓值相变材料多壁结构微胶囊及制备方法，涉及多种盐的微胶囊包覆，该专利壳层结构包含三层，分别是体积膨胀缓冲层、防腐蚀层和耐高温强力层，但制备工艺复杂，并且三种壳层的耐温难以同时达到氟化物的熔点以上。目前专门针对金属氟化物，尤其是氟化镁、氟化钙等更高熔点的金属氟化物的微胶囊包覆研究较少。

发明内容

本发明目的是提供一种原料成本低、制备工艺简单和容易实现工业生产的金属氟化物高温相变储能微胶囊及其制备方法。

本发明所提供的金属氟化物高温相变储能微胶囊，由核和壳层组成；

所述核为金属氟化物颗粒，所述金属氟化物选自氟化镁、氟化钙、氟化钠、氟化锂、氟化银、氟化铜、氟化铁、氟化铅、氟化锡、氟化锌等中至少一种；

所述壳层由酚醛树脂惰性气氛中高温成碳而成；

所述相变储能微胶囊的粒径可为10nm—500μm，具体可为10-100μm或2-10μm；

所述壳层的厚度可为10nm—50μm，具体可为100nm或200nm；

所述相变储能微胶囊的焓值保有率可为60％—95％，具体可为80％-90％，更具体可为82％或87％。

上述金属氟化物高温相变储能微胶囊，通过包括如下步骤的方法制备得到：

1)将金属氟化物颗粒分散到酚醛树脂溶液中，在该溶液中金属氟化物不溶解，搅拌分散均匀；

2)向步骤1)得到的体系中加入酚醛树脂的不良溶剂，诱导酚醛树脂发生相分离沉积到金属氟化物颗粒表面；

3)调节体系的pH值至酸性，加热促进酚醛树脂原位固化；

4)过滤收集固体，后固化，得到酚醛树脂包覆的氟化物微胶囊；