[发明专利]一种具有蓄热功能的凝胶材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种具有蓄热功能的凝胶材料及其制备方法与应用，将烷烃类有机物和/或醇类有机物作为溶剂，得到一元或二元的有机溶液；将所述的有机溶液加入极性溶剂中，搅拌，充分混合形成基液，然后在20‑30℃、搅拌条件下分批次添加高分子交联剂，得到粘流态流体；将所述的粘流态流体静置冷却，形成凹凸不平的块状物，先高温加热再自然冷却，得到表面光滑的有机凝胶。本发明由烷烃类或醇类制备的凝胶具有良好的相变焓值，并能够发挥凝胶的柔性，同时解决无法蓄能和泄露性高的缺点，在应用到实际的工程中，多次循环后仍然能够保持凝胶的强热稳定性。

技术领域

本发明涉及相变材料制备技术领域，具体涉及一种具有蓄热功能的凝胶材料及其制备方法与应用。

背景技术

为了提高能源利用率，相变材料因其在相变过程中吸收或释放大量潜热的高热能储存能力而备受关注。相变材料可在电子散热、节能建筑、太阳热能储存和医疗设备等领域中起到关键性的作用。在节能建筑这一应用当中，建筑的围护结构利用太阳光进行蓄热的研究还比较欠缺，尤其是玻璃窗户。因此，结合相变材料得到一个新的技术方案当前已有新的技术投入到节能建筑当中，而二氧化硅气凝胶是最普遍使用的一种，二氧化硅气凝胶虽然可以对外界进行隔热，能减少围护结构的室内热环境能耗，但其无法将热能储存起来，而且二氧化硅气凝胶是属于超低导热物质，因此它的应用被限制在部分领域，未能发挥凝胶所具备的优点。同时，现有的技术制备凝胶，整个溶胶-凝胶过程所需时间较长，常使用酸碱作为催化剂，而且凝胶内容易混入杂质。因此，改进现有的技术，由烷烃类和醇类组成的基液具有良好的相变焓值，而本发明配合玻璃窗户使用所制备的凝胶具有导热性强、泄露性低、柔性强和良好的蓄热功能，在应用到实际的工程中，多次循环后仍然能够保持凝胶的强热稳定性。根据技术和材料的综合利用，通过传感控制设计和机械设计，控制玻璃窗户的关闭形式，同时为制备利用凝胶进行蓄热的玻璃窗提供了可能，拥有蓄热功能的玻璃窗户具有广阔的应用前景和环保意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有蓄热功能的凝胶材料的制备方法。

本发明的目的之二是提供由上述制备方法制得的具有蓄热功能的凝胶材料。

本发明的目的之三是提供上述凝胶材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种具有蓄热功能的凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：

将直链烷烃类有机物和/或醇类有机物作为溶剂，得到一元或二元的有机溶液；

将所述的有机溶液加入极性溶剂中，搅拌，充分混合形成基液，然后在20-30℃、搅拌条件下分批次添加高分子交联剂，得到粘流态流体；

将所述的粘流态流体静置冷却，形成凹凸不平的块状物；

将块状物先高温加热再自然冷却，得到表面光滑的有机凝胶。

优选地，所述的直链烷烃类有机物选自正十四烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷中的一种或两种，所述的醇类有机物选自十四醇、十五醇、十六醇、十七醇、十八醇的一种或两种。

优选地，所述的高分子交联剂选自聚丙烯、聚(苯乙烯-b-异戊二烯-b-苯乙烯)(SEBS)和烯烃嵌段共聚物(OBC)中的一种或两种。

优选地，所述的极性溶剂选自四氢呋喃、乙酸乙酯和N,N-二甲基甲酰胺中的一种。

优选地，所述有机溶液的加入量为所述有机凝胶质量的85％-90％，所述高分子交联剂加入量为所述有机凝胶质量的10％-15％。

优选地，块状物的加热温度为70℃，加热时间为24h。

另一方面，本发明还提供由上述制备方法制得的具有蓄热功能的凝胶材料。