專利名稱：一種高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法
一種高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，涉及相變儲(chǔ)能材料，尤其是一種高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法。
背景技術(shù)：
在能量轉(zhuǎn)換和利用的過程中，常存在供求之間在時(shí)間和空間上不能有效匹配的矛盾，如在電力負(fù)荷因用電造成的峰谷差，太陽(yáng)能、風(fēng)能和海洋能供應(yīng)的間歇性等，而通過熱能存儲(chǔ)技術(shù)的設(shè)計(jì)、實(shí)施，可以有效緩解或解決這種能量供求上得矛盾，其中相變材料是熱能存儲(chǔ)的核心材料。
相變材料在其物相變化過程中可以吸收環(huán)境的熱(冷)量，并在需要時(shí)向環(huán)境放出熱(冷)量，從而達(dá)到控制環(huán)境溫度的目的。在建筑節(jié)能領(lǐng)域，隨著人們對(duì)居住環(huán)境的舒適度要求越來越高，建筑能耗大幅增高，造成能源消耗過快，用電量猛增。如果將相變材料應(yīng)用于建筑材料中，利用相變材料的循環(huán)熱能力，不但可以降低建筑能耗，而且還能提高建筑物的舒適度，改善對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，為建筑節(jié)能領(lǐng)域的發(fā)展開辟新路徑。
相變材料主要分為有機(jī)相變材料和無(wú)機(jī)相變材料。有機(jī)相變材料主要包括石蠟、 醋酸和其他有機(jī)物，其相變材料性能穩(wěn)定，相變溫度范圍廣，放熱過程幾乎無(wú)過冷和相分離現(xiàn)象，但其缺點(diǎn)也十分明顯，即相變潛熱低，物質(zhì)密度較小，由此造成有機(jī)相變儲(chǔ)熱材料單位體積儲(chǔ)熱量?。粺o(wú)機(jī)相變材料主要有結(jié)晶水合鹽類、熔融鹽類、金屬或合金類等，其具有較大的熔解熱和良好的導(dǎo)熱性，其致命的缺點(diǎn)是易產(chǎn)生過冷和相分離，如能采用合適方法解決過冷和相分離問題，則無(wú)機(jī)相變材料將具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，蓄熱相關(guān)產(chǎn)業(yè)也因此能得到發(fā)展。
目前，對(duì)于室溫范圍內(nèi)的無(wú)機(jī)相變材料研究較少，熔點(diǎn)在17 之間的無(wú)機(jī)材料更少。在這一溫度范圍內(nèi)的常見水合鹽有六水硝酸錳8°C )和四水氟化鉀(18. 5°C )， 但六水硝酸錳原料不便制備，而且價(jià)格較高；四水氟化鉀昂貴且腐蝕性強(qiáng)，不合適做儲(chǔ)能材料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉、原料豐富、制備方便、相變潛熱大、無(wú)毒、不易燃的高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法，制備方法的步驟是
(1)將氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，放置在 30-40°C保溫備用；
⑵將溴化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成溴化鈣溶液，放置在 30-40°C保溫備用；
(3)將氯化鈣溶液和溴化鈣溶液按比例混合而形成混合溶液，并不斷攪拌，使其充分混合均勻成流體狀；
(4)加入成核劑和功能添加劑，將其灌入容器中進(jìn)行封裝。
而且，所述步驟(3)中氯化鈣溶液和溴化鈣溶液的混合重量比例為10 0 3。
而且，所述成核劑是由SrCl2 · 6H20、Ba(OH)2 · 8H20、BaCl2和BaCO3中的任意一種或其中幾種構(gòu)成的組合物，其添加量為混合溶液的2%。
而且，所述功能添加劑為KBr和/或KCl，其添加量為混合溶液的3%。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1、本發(fā)明在制備過程時(shí)加入成核劑和其他功能添加劑，其中成核劑能有效防止無(wú)機(jī)相變蓄熱材料組合物在進(jìn)行相變過程時(shí)出現(xiàn)的過冷現(xiàn)象，而功能添加劑能顯著提高鈣基組合物相變蓄熱材料的穩(wěn)定性，相變潛熱大(160 200kJ/kg)，熔點(diǎn)(17 之間)，放熱過程穩(wěn)定，無(wú)相分離現(xiàn)象，重復(fù)性好，性能穩(wěn)定，可長(zhǎng)期使用，是室溫范圍內(nèi)的性能良好的儲(chǔ)能材料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
2、本發(fā)明添加劑種類少，所占含量比例小，避免了添加劑過多而互相影響的問題， 保證了相變儲(chǔ)能材料具有較好的穩(wěn)定性。
3、本發(fā)明具有17 的相變溫度，過冷度小于3°C，并且該組合物具有較高的相變潛熱，可以達(dá)到160 200J/g，具有優(yōu)良的溫度調(diào)節(jié)功能，同時(shí)具有極高的相變穩(wěn)定性，可以用于建筑相變儲(chǔ)能材料、太陽(yáng)能蓄熱、余熱回收等。
4、本發(fā)明原料來源豐富，無(wú)毒、無(wú)腐蝕，制備方法簡(jiǎn)單，生產(chǎn)便利，在熔融后成均勻的流體狀態(tài)，易于封裝。


圖1為本發(fā)明中制備方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方法
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法來進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法，步驟是
(1)取無(wú)水氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，取無(wú)水溴化鈣或其水化物和水按摩爾比16溶解制成溴化鈣溶液；
(2)取步驟(1)中配制好的氯化鈣溶液不加入溴化鈣溶液，直接取出氯化鈣溶液 20g；
(3)向步驟⑵中試樣分別加入0. 4g SrCl2 · 6H20，不斷攪拌使其混合均勻；
(4)將步驟( 所得鹽水化合物灌入容器中進(jìn)行封裝。
該實(shí)施的測(cè)試結(jié)果如表1所示，此組分的相變溫度為。
實(shí)施例2:
(1)取無(wú)水氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，取無(wú)水溴化鈣或其水化物和水按摩爾比16溶解制成溴化鈣溶液；
(2)取步驟(1)中配制好的氯化鈣溶液加入溴化鈣溶液，配制成含10%溴化鈣溶液的鹽水化合物20g ；
(3)向步驟(2)中試樣分別加入功能添加劑0. 4g KBr、0. 2g KCl使其性能更穩(wěn)定， 加入成核劑0. 2g SrCl2 · 6H20和0. 2g Ba(OH)2 · 8H20，不斷攪拌使其混合均勻；
(4)將步驟( 所得鹽水化合物灌入容器中進(jìn)行封裝。
該實(shí)施的測(cè)試結(jié)果如表1所示，此組分的相變溫度為M°C。
實(shí)施例3
(1)取無(wú)水氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，取無(wú)水溴化鈣或其水化物和水按摩爾比16溶解制成溴化鈣溶液；
(2)取步驟(1)中配制好的氯化鈣溶液加入溴化鈣溶液，配制成含20%溴化鈣溶液的鹽水化合物20g ；
(3)向步驟(2)中試樣分別加入功能添加劑0. 4g KBr、0. 2g KCl使其性能更穩(wěn)定， 加入成核劑0. 2g SrCl2 · 6H20和0. 2g Ba(OH)2 · 8H20，不斷攪拌使其混合均勻；
(4)將步驟( 所得鹽水化合物灌入容器中進(jìn)行封裝。
該實(shí)施的測(cè)試結(jié)果如表1所示，此組分的相變溫度為20°C。
實(shí)施例4
(1)取無(wú)水氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，取無(wú)水溴化鈣或其水化物和水按摩爾比16溶解制成溴化鈣溶液；
(2)取步驟(1)中配制好的氯化鈣溶液加入溴化鈣溶液，配制成含溴化鈣溶液的鹽水化合物20g ；
(3)向步驟O)中試樣分別加入成核劑0. 2g SrCl2 ·6Η20和0. 2g Ba(OH)2 ·8Η20， 不斷攪拌使其混合均勻；
(4)將步驟( 所得鹽水化合物灌入容器中進(jìn)行封裝。
該實(shí)施的測(cè)試結(jié)果如表1所示，此組分的相變溫度為18°C。
實(shí)施例5
(1)取無(wú)水氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，取無(wú)水溴化鈣或其水化物和水按摩爾比16溶解制成溴化鈣溶液；
(2)取步驟(1)中配制好的氯化鈣溶液加入溴化鈣溶液，配制成含30%溴化鈣溶液的鹽水化合物20g ；
(3)向步驟O)中試樣分別加入成核劑0. 2g SrCl2 ·6Η20和0. 2g Ba(OH)2 ·8Η20， 不斷攪拌使其混合均勻；
(4)將步驟( 所得鹽水化合物灌入容器中進(jìn)行封裝。
該實(shí)施的測(cè)試結(jié)果如表1所示，此組分的相變溫度為17°C。
表 權(quán)利要求
1.一種高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法，其特征在于制備方法的步驟是(1)將氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成氯化鈣溶液，放置在30-40°C保溫備用；(2)將溴化鈣或其水化物和水按摩爾比1 6溶解制成溴化鈣溶液，放置在30-40°C保溫備用；(3)將氯化鈣溶液和溴化鈣溶液按比例混合而形成混合溶液，并不斷攪拌，使其充分混合均勻成流體狀；(4)加入成核劑和功能添加劑，將其灌入容器中進(jìn)行封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法，其特征在于所述步驟(3)中氯化鈣溶液和溴化鈣溶液的混合重量比例為10 0 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法，其特征在于所述成核劑是由SrCl2 · 6H20、Ba(OH)2 · 8H20、BaCl2和BaCO3中的任意一種或其中幾種構(gòu)成的組合物，其添加量為混合溶液的2%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能室溫鈣基組合物相變儲(chǔ)能材料的制備方法，其特征在于所述功能添加劑為KBr和/或KCl，其添加量為混合溶液的3%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高性能室溫鈣基組合物相變材料的制備方法，包括以下步驟(1)將氯化鈣或其水化物和水按摩爾比1∶6溶解制成氯化鈣溶液，放置在30-40℃保溫備用；(2)將溴化鈣或其水化物和水按摩爾比1∶6溶解制成溴化鈣溶液，放置在30-40℃保溫備用；(3)將氯化鈣溶液和溴化鈣溶液按比例混合而形成混合溶液，并不斷攪拌，使其充分混合均勻成流體狀；(4)加入成核劑和功能添加劑，將其灌入容器中進(jìn)行封裝。本發(fā)明制備的低溫相變材料具有原料豐富，價(jià)格低廉，相變潛熱160～200J/g，相變溫度在17～28℃之間，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)證其性能穩(wěn)定，無(wú)相分離等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于建筑物節(jié)能、家裝內(nèi)飾采暖調(diào)溫、太陽(yáng)能利用、蔬菜棚節(jié)能環(huán)保等方面。
文檔編號(hào)C09K5/06GK102492398SQ20111039643
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者余曉平, 王士強(qiáng), 鄧天龍, 郭亞飛, 閆東軍, 高道林 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)