[发明专利]一种光固定形的复合相变材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种光固定形的复合相变材料的制备方法。向熔化的石蜡中加入或不加入导热填料氮化硼，在60℃下持续搅拌，接着加入新戊二醇二甲基丙烯酸酯和光引发剂，得到复合相变材料；将所得复合相变材料倒入模具中，放入光固化灯下固化，得到光固定形的复合相变材料。本发明制备的复合相变材料达到了石蜡在相变过程中保持形状稳定性的目的，从而避免泄漏现象的发生。选用高导热氮化硼(BN)以改善复合相变材料的导热性能。本发明解决和改善了相变材料容易泄露和导热性低的问题。

技术领域

本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种光固化定型的相变储能材料及其制备方法。

背景技术

随着化石燃料的枯竭，能量存储和利用已成为社会面临的一个突出问题。开发新的储能技术以提高能源效率并减少能量损失，被认为是使用可再生能源的重要途径之一。热能存储是提高热能利用效率的关键技术，并且在缓解能源危机方面发挥着关键作用。相变材料可以利用其相变过程来存储大量的潜热。有机相变材料由于具有较低的过冷度、较高的潜热、较好的化学稳定性和成本低、无毒、无腐蚀的优点，已被证明是用于热能存储的理想材料。但是，泄漏和低的导热率限制了相变材料的应用。因此，寻找高导热的、形状稳定的相变材料一直是研究的重要方向。

在以前的研究中，微胶囊相变材料和聚合物定形相变材料一直是研究的热点。微胶囊相变材料是用相变材料作为“核”，以有机或无机聚合物、高分子、金属或合金为保护性“壳”，去包覆相变材料制成的一种颗粒状储能材料。但是此方法制备成本高，工艺比较复杂。聚合物定形法是通过将熔融的相变材料与用作支撑材料的熔融的高聚物混合而制备的复合材料。常用的聚合物有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯块等，此方法操作简单并能较好的防止相变材料泄露，但是此方法选取的聚合物一般对加热温度要求较高，例如聚乙烯一般都需要加热到180℃左右，因此操作不便。

发明内容

本发明为了克服石蜡相变材料不易定型，容易泄露，传统方法中需要较高的加热温度，操作不便和复杂的问题，提供了一种全新的相变储能复合材料的制备方法，该方法操作简单，绿色环保，设备要求低且成本低廉。

本发明为了解决上述问题采取的技术方案是：一种光固定形的复合相变材料的制备方法，包括如下步骤：

1)向熔化的石蜡(Paraffin)中加入或不加入导热填料，在60℃下持续搅拌，接着加入新戊二醇二甲基丙烯酸酯(NPGDMA)和光引发剂，得到复合相变材料；

2)将所得复合相变材料倒入模具中，放入光固化灯下固化，得到光固定形的复合相变材料。

进一步的，上述的制备方法，步骤1)中，所述导热填料为氮化硼(BN)。

更进一步的，上述的制备方法，所述氮化硼为六方氮化硼，为片状结构。

进一步的，上述的制备方法，步骤1)中，按质量比，石蜡:新戊二醇二甲基丙烯酸酯＝6-9:4-1；导热填料加入量为石蜡和新戊二醇二甲基丙烯酸酯总质量的1-10％；光引发剂加入量为新戊二醇二甲基丙烯酸酯质量的5％。

进一步的，上述的制备方法，步骤1)中，加入导热填料后，在60℃下持续搅拌30min；加入新戊二醇二甲基丙烯酸酯和光引发剂后，搅拌时间为65min。

进一步的，上述的制备方法，步骤1)中，所述光引发剂为光引发剂819。

进一步的，上述的制备方法，步骤2)中，光固化灯的功率为9W，波长为365nm，固化时间为3h。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种通过光固化技术制备的定形复合相变材料，选用新戊二醇二甲基丙烯酸酯作为光固化单体，在光引发剂作用下固化，从而形成三维网状结构，达到石蜡在相变过程中保持形状稳定性的目的，从而避免泄漏现象的发生。选用高导热氮化硼(BN)以改善复合相变材料的导热性能。本发明的方法解决和改善了相变材料容易泄露和导热性低的问题。