[发明专利]一种复合相变储能材料的制备方法

说明书

本发明属于功能材料领域，涉及一种复合相变储能材料的制备方法，包括将蒙脱土分散到含有氨基硅烷偶联剂和质子酸的无水乙醇中在水浴中冷凝回流搅拌进行改性，得到改性后的封装载体;将封装载体与相变材料加热熔融搅拌均匀混合，然后冷凝至固态，最后置于干燥箱中在不低于所述相变材料的相变温度下再次加热至熔融进行浸渍，得到初步的复合相变储能材料;将初步复合相变储能材料静置于烘箱中，使得过量吸附于封装载体孔隙中的相变材料从封装载体孔隙中泄露出来，最后除去泄露出来的过量相变材料，得到目的产物复合相变储能材料。本发明具有合适的相变温度，蓄热密度大，相变过程无泄露，且制备方法简单，经济环保。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及改性蒙脱土/相变材料的复合相变储能材料的制备方法，所述的复合相变储能材料可应用于空调冷凝热回收制备生活热水、动力电池热管理、道路交通、低温蓄冷、建筑储能和工业废热回收等领域。

背景技术

在众多储能方式中热能储存是最具应用前景的规模储能技术之一，相比于电化学储能、电气储能等其他储能技术路线，在装机规模、储能密度、技术成本、使用寿命等方面具有明显优势。相变储能是热能储存的一种方式，由于单位体积蓄热密度大、可操控温度范围广、温度恒定，在相同条件下，可以大大减小热交换器的体积，是理想的热能储存方式之一。相变储能是以相变材料作为储热介质，相变材料是一种“潜伏型”蓄热材料，它在融化(蓄热)和凝固(放热)时，在液体和固体之间进行等温相变。在相变过程中，相变材料通过吸热过程将相变材料的化学键断裂，以潜热的形式储存热能，冷却过程释放出热能，恢复至固态。相变材料可广泛应用于低温蓄冷、建筑节能、智能调温纺织、动力电池热管理、太阳能集热发电和工业废热回收等领域。

蒙脱土(MMT)是一种典型的各向异性层状硅酸盐矿物，具有独特的层状结构、较大的比表面积、良好的热稳定性能，同时具有原料简单易得、价格低廉的成本优势可用于相变材料的封装载体。然而，目前所报道的蒙脱土基复合相变储能材料封装率低、工艺流程复杂和不符合绿色、低碳、环保发展理念。因此，合理利用蒙脱土，将其应用于复合相变储能材料领域，对降低材料生产成本、减少环境负担、改善材料性能具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种具有合适的相变温度，蓄热密度大，相变过程无泄露，且制备方法简单，经济环保的复合相变储能材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将蒙脱土分散到含有氨基硅烷偶联剂和质子酸的无水乙醇中在水浴中冷凝回流搅拌进行改性，得到改性后的封装载体；

步骤二：将步骤一中所获得的封装载体与相变材料加热熔融搅拌均匀混合，然后冷凝至固态，最后置于干燥箱中在不低于所述相变材料的相变温度下再次加热至熔融进行浸渍，使得相变材料充分吸附于封装载体孔隙中，得到初步的复合相变储能材料；

步骤三：将步骤二获得的初步复合相变储能材料静置于高于步骤二所述相变材料熔点3～10℃的烘箱中，使得过量吸附于步骤二所述封装载体孔隙中的相变材料从封装载体孔隙中泄露出来，最后除去泄露出来的过量相变材料，得到目的产物复合相变储能材料。

进一步地，本发明步骤一中将蒙脱土分散到含有氨基硅烷偶联剂和质子酸的无水乙醇中在80℃水浴中冷凝回流搅拌进行改性，得到改性后的封装载体。

进一步地，本发明步骤一中所述的氨基硅烷偶联剂包括KH-550、KH-540、KH-792或KH-602；所述的质子酸包括冰醋酸、盐酸、硫酸、甲酸或甲磺酸。

进一步地，本发明步骤二中所述的相变材料包括：石蜡类相变材料、脂肪酸类相变材料、醇类高聚物相变材料、石蜡类共晶相变材料、脂肪酸类共晶相变材料和醇类高聚物相变材料。