[发明专利]一种相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变材料及其制备方法，包括相变芯材和骨架，所述相变芯材为聚甲基丙烯酸酯和烷基羧酸；所述骨架为聚醚；所述烷基羧酸为C₅‑C₅₀的烷基羧酸；聚醚为水溶性聚醚、水不溶聚醚或油溶性聚醚。制备方法为：称取原料聚醚、烷基羧酸、聚甲基丙烯酸酯、去离子水适量、乙二醇适量；将烷基羧酸溶解于去离子水‑乙二醇的混合溶液中，超声10‑60分钟，再加入聚甲基丙烯酸酯，继续超声30‑60分钟，之后继续搅拌10‑30分钟，得到溶液2；以0.01‑2mL/分钟的速率添加聚醚，并不断搅拌，添加完聚醚后，继续搅拌30‑60分钟，过滤，50‑200℃下干燥1‑8小时，得到粉末状固体。本发明稳定性好、易于分散于油或水中，具有高的热熔以及导热系数。

技术领域

本发明属于相变技术领域，涉及一种相变材料及其制备方法。

背景技术

相变材料是能够通过相变化吸收和释放热量保持周围温度不变化的材料。利用相变材料的这一特点，相变材料往往应用于锂离子电池、燃料电池等领域。

相变材料的结构一般分为相变芯材和骨架。相变芯材通过相变化，实现温度恒定，是相变材料的核心组件。骨架用于支撑相变芯材，是相变材料不可或缺的一部分。目前，在相变材料领域，相变芯材主要包括无机盐、多元醇、脂肪酸、石蜡中的一种或多种。CN106785222A介绍了一种基于石蜡作为相变材料的冷却液，该石蜡经均质乳化分散在冷却液中，取得高热熔、阻燃的作用。WO2019135001公开了一种可以用作热传输流体的胶束乳液，该乳液有疏水核与乳化剂外壳组成，包括烷烃石蜡、石蜡乳化剂2106(来自克莱恩)、甘油、水。该乳液作为相变材料，可以提升热管理液的导热系数、热熔。US20130201785A1公开了一种可以用于连续生产乳化剂或分散剂的乳化装置。CN106987233A公开了一种由石墨烯碳纤维组成的相变材料，该相变材料加入阻燃剂等添加剂变为具有阻燃、绝缘、高储热、高导热的热管理材料。CN110551485A公开了一种由三水醋酸钠、尿素、石墨、铝粉、十水磷酸钠、膨胀石墨等材料组成的水合盐相变储能材料，该材料加入到多孔基质中，可以实现电池组的全温程调控。CN109135682A公开了一种由十二水磷酸氢二钠或三水硝酸锂、导热硅脂、碳纳米管、纳米石墨片、石墨烯组成的无机水合盐复合相变材料薄片，用于电子元器件的被动热管理。

由上文件介绍可以了解，相变材料主要包括液相和固相，液相主要由石蜡等材料组成的乳液用于相变材料；固相主要用于接触式的热管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种基于聚醚的稳定性好、易于分散于油或水中，具有高的热熔以及导热系数的相变材料。

本发明进一步要解决的技术问题是：通过一种制备工艺简单、绿色环保，易于实现工业化的相变材料的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种相变材料，包括相变芯材和骨架，所述相变芯材为聚甲基丙烯酸酯和烷基羧酸，二者的重量比为1:1；所述骨架为聚醚；所述烷基羧酸为C₅-C₅₀的烷基羧酸；聚醚为水溶性聚醚、水不溶聚醚或油溶性聚醚。

进一步地，所述的相变材料，优选所述烷基羧酸为C₅-C₃₀的烷基羧酸，更优选所述烷基羧酸为C₅-C₁₀的烷基羧酸，最优选自C₅-C₇的烷基羧酸。

进一步地，所述的相变材料，优选所述聚甲基丙烯酸酯的运动黏度为：在40℃下运动黏度为1000-10000cSt。

进一步地，所述的相变材料，优选所述聚醚为以下通式化合物：