[发明专利]一种水合物储能控温材料及其制备方法

权利要求书

1.一种水合物储能控温材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，生成冷却剂水合物：

先用去离子水清洗和冲洗反应釜，再将水倒入到反应釜中，用真空泵将反应釜内的空气排出；向反应釜内引入冷却剂，根据冷却剂的种类和冷却剂的水合物相图，用放置反应釜的制冷循环冷却系统将反应釜温度冷却至水合物相平衡温度下、冰点以上，待反应釜内的温度稳定后，将反应釜压力加压至相图内温度对应的水合物稳定区域压力点，然后打开磁力搅拌器引发水合物的生成；水合物开始形成通过釜内温度升高来判断，釜内温度突然升高，表明水合物生成反应开始放热；之后，釜内温度渐渐降低，直至在1 h内稳定在原温度，说明达到了稳定状态，水合物生成完成；所述反应釜内有温度传感器可以测量反应釜内的温度，有压力传感器可以测量反应釜内的压力，压力和温度信号由数据记录系统采集并由个人计算机收集；

所述冷却剂为四氢呋喃、环戊烷、甲基环己烷中一种或两种以上混合液体；

步骤2，水合物破碎：将形成的水合物从反应釜中取出，粉碎研磨用筛网筛取颗粒粒径为180～250μm的水合物颗粒，并称重，再用离心机以不低于2000 r/min的转速离心固液分离10-20 min；

步骤3，用静电喷涂装置对水合物颗粒喷涂聚四氟乙烯悬浮超微粉：将步骤2粉碎后的水合物颗粒置于传送带（5）上，在喷嘴（4）和水合物颗粒（7）之间加一高压静电场，在静电力和重力作用下，聚四氟乙烯悬浮粉末将会在水合物颗粒上吸附涂装；

步骤4，将喷涂好聚四氟乙烯粉末的水合物颗粒（15）置于等离子体仪中，用氩等离子体处理，使聚四氟乙烯表面形成自由基；

步骤5，将改性聚四氟乙烯粉末包裹的水合物颗粒置于真空密闭容器中，将单体溶液加热直至蒸发出蒸汽，将气流压力用节流阀（8）保持在40～50 Pa，通入到密闭容器（14）中，密闭容器（14）用25-30℃水浴冷却，并用紫外线照明系统高压水银灯（11）照射80-90 min，促进单体与自由基接枝聚合；获得水合物储能控温材料；所述单体溶液为溶液浓度10%的多巴胺甲基丙烯酰胺、溶液浓度为30%的甲基丙烯酸羟乙酯溶液或溶液浓度为30%的甲基丙烯酸缩水甘油酯溶液中的一种；其中，多巴胺甲基丙烯酰胺溶液蒸发温度为109～110℃，甲基丙烯酸羟乙酯溶液蒸发温度为95℃，甲基丙烯酸缩水甘油酯溶液温度为67℃。

2.根据权利要求1所述的水合物储能控温材料制备方法，其特征在于：所述反应釜内有磁力搅拌器，磁力搅拌器的转速为500～600rpm，引发水合物生成。

3.根据权利要求1所述的水合物储能控温材料制备方法，其特征在于：步骤3中使用聚四氟乙烯悬浮超微粉，粒径为2～12μm，适用于静电喷涂。

4.根据权利要求1所述的水合物储能控温材料制备方法，其特征在于：步骤3中静电喷涂装置包括：储料仓（1）、涂料推进装置（2）、直流电源（3）、喷嘴（4）、传送带（5）和收集装置（6）；储料仓（1）内部用于存放喷涂材料聚四氟乙烯悬浮超微粉；涂料推进装置（2）分别与储料仓（1）以及喷嘴（4）相连；喷嘴（4）由导电材料制成，用于喷出聚四氟乙烯悬浮超微粉，与直流电源（3）的负极相连接，其上会产生密集的负电荷；喷涂装置的传送带（5）由导电树脂基材料制成，用于放置水合物颗粒（7），传送带（5）朝向喷嘴，使从喷嘴（4）喷出的悬浮颗粒接触到待喷涂水合物颗粒（7）上；传送带（5）与直流电源（3）正极连接，使水合物颗粒带有正电，进而喷嘴（4）与传送带（5）之间形成喷涂所需的电场。

5. 根据权利要求1所述的水合物储能控温材料制备方法，其特征在于：步骤3中传送带（5）的传送速度为0.5-2 m/s，喷嘴（4）的喷涂气体线速度在100-200 m/s，喷涂气体的粉末含量为1-2 kg/m³，高压静电场的压力为60-90 kV，喷嘴（4）距传送带的距离为200-300 mm。