本發(fā)明涉及一種相變儲能
技術領域：
：，具體涉及一種二脲基蠟類聚集體及其制備方法。
背景技術：
：：現如今蠟在各個領域都有著極其廣泛的應用，但蠟固有的熔點較低的問題限制了其在一些多變環(huán)境及極端環(huán)境下的應用，其在蠟的熔點以上容易與體系產生分離及高溫流淌熔出的現象，破壞固有體系的均勻性及使用性能。為解決蠟的高溫流淌熔出問題，人們做了大量的工作。QinglongZhang等(Systematicinvestigationonshapestabilityofhigh-efficiencySEBS/paraffinform-stablephasechangematerials[J].SolarEnergyMaterials&SolarCells,2013,118:54–60)采用苯乙烯-B-(乙烯-共-丁烯)-嵌段-苯乙烯三嵌段共聚物(SEBS)作為支撐材料，與石蠟一起制備出高于石蠟熔點并無任何液體泄漏的SEBS-石蠟凝膠。在室溫下保持一定的形狀，到150℃變?yōu)榱黧w。但在室溫至120℃范圍內保持固體形態(tài)。Inaba等(Evaluationofthermophysicalcharacteristicsonshape-stabilizedparaffinasasolid-liquidphasechangematerial[J].HeatandMassTransfer,1997,32:307–312)用二十五烷和高密度聚乙烯制備了形狀穩(wěn)定的相變材料。通過加入少量低結晶度及高粘度的樹脂如乙烯-油精減少了石蠟的滲出率。Cemil等(Preparation,ThermalPropertiesandThermalReliabilityofForm-StableParaffin/PolypropyleneCompositeforThermalEnergyStorage[J].JPolymEnviron,2009,17:254–258)將熔融石蠟滴入聚丙烯(PP)的正庚烷溶液中并室溫放置15d制備出了石蠟/PP的相變復合材料，其具有良好的化學穩(wěn)定性。CN201410665400提供了一種石蠟-二氧化硅復合相變儲能材料的制備方法，是將石蠟嵌入到SiO2的三維網絡里，從而抑制了石蠟在蓄熱技術應用時的液體流動問題。CN201410092390通過由占總質量10％的高分子凝膠穩(wěn)定占總質量90％的相變石蠟乳液，能根據實際需要制備成半流動態(tài)或凝固態(tài)，即使經過反復加熱冷卻，也能防止分層、沉降或析出的發(fā)生。由現有的蠟不流淌技術制備的蠟類聚集體，有的改變了蠟的狀態(tài)，有的提高了蠟的熔點，但在某些特殊情況下，其使用仍受到限制。技術實現要素：[要解決的技術問題]本發(fā)明的目的是解決上述現有技術問題，提供一種二脲基蠟類聚集體及其制備方法。[技術方案]為了達到上述的技術效果，本發(fā)明采取以下技術方案：本發(fā)明使用兩親性物質聚脲稠化劑稠化蠟類，滿足了蠟在極性與非極性體系內的應用，且提高了蠟的滴點，并在蠟熔點以上至250℃范圍內為不流淌的半流體狀的蠟類聚集體。一種二脲基蠟類聚集體，它包括以下質量份的原料：0～90份的潤滑油基礎油、5～95份的蠟、0～10份的添加劑、5～35份的二脲基稠化劑。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述二脲基蠟類聚集體，它是由以下質量份的原料組成：0～50份的潤滑油基礎油、50～95份的蠟、0～5份的添加劑、15～25份的二脲基稠化劑。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述潤滑油基礎油為礦物油、合成油、植物油中的一種或多種的混合物；所述蠟為動物蠟、植物蠟、礦物蠟、石油蠟、合成蠟中的一種或多種的混合物；所述添加劑為抗氧劑、黏附劑、黏度指數改進劑中的一種或多種的混合物。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述潤滑油基礎油優(yōu)選礦物油；所述蠟優(yōu)選礦物蠟。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述合成油為酯類油、醚類油或聚烯烴油；所示動物蠟為蜂蠟或鯨蠟；所述植物蠟為木蠟或棕櫚蠟；所述礦物蠟為褐煤蠟或石蠟；所述石油蠟為微晶蠟；所述合成蠟為費托蠟、聚乙烯蠟(PE蠟)或聚丙烯蠟(PP蠟)；所述抗氧劑為苯基-α-萘胺、二(烷基苯基)胺、N-酰基-p-氨基苯酚、2,2,4-三甲基二氫喹啉中的一種或多種；所述黏附劑為聚異丁烯、聚苯乙烯-加氫聚異戊二烯中的一種或兩種；所述黏度指數改進劑為氫化苯乙烯雙烯共聚物(HSD)、聚甲基丙烯酸酯(PMA)、乙烯丙烯共聚物(OCP)、聚異丁烯(PIB)中的一種或多種。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述二脲基稠化劑的分子結構如下：其中，R1、R3為烷基、環(huán)烷基或芳基，R2為亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述R1、R3是苯基或取代的苯基，或碳數為8～24的烷基或環(huán)烷基；R2是碳數為6～30的亞芳基、亞烷基或亞環(huán)烷基。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述R1、R3是苯基或C1～C3烷基或鹵素取代的苯基，或碳數為10～18的烷基或環(huán)烷基；R2為甲苯基、甲基二苯基、二環(huán)己基甲基、間苯二甲基、亞己基中的至少一種。一種二脲基蠟類聚集體的制備方法，它包括以下步驟：(1)將有機胺溶于步驟(1)得到的部分基礎油-蠟混合物中，升溫至50～85℃，攪拌10～30min；(2)將異氰酸酯溶于剩余的基礎油-蠟混合物中，升溫至50～80℃，攪拌10～30min；所述步驟(1)和(2)中基礎油-蠟混合物是潤滑油基礎油和蠟的混合物；步驟(1)和(2)使用的潤滑油基礎油和蠟均為同一種潤滑油基礎油和蠟，其中，步驟(1)和(2)中使用的潤滑油基礎油之和為0～90份，步驟(1)和(2)中使用的蠟之和為5～95份；(3)將步驟(1)和步驟(2)得到的反應物混合后，在溫度為60～100℃下，攪拌反應3～30min；升溫至170～220℃，反應1～3h；得到含有5～35份的二脲基稠化劑的基礎油-蠟混合物；(4)反應結束后，停止加熱，并冷卻至溫度為50～160℃時，加入0～10份的添加劑，攪拌均勻后，繼續(xù)冷卻至室溫，得到二脲基蠟類聚集體。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述有機胺為單胺，其分子結構式為R5-NH2，其中，R5是碳數為8～22的烷基、環(huán)烷基或芳基，所述芳基為苯基或取代的苯基；所述異氰酸酯為二異氰酸酯，其分子結構式為OCN-R4-NCO，其中，R4為亞烷基、亞環(huán)烷基或亞芳基，碳數為6～30。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述有機胺的分子結構式為R6-NH2，其中，R6是碳數為10～18的烷基、環(huán)烷基或芳基，所述芳基為苯基或鹵素取代的苯基或C1～C3的烷基；根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述有機胺選自十二胺、十四胺、十六胺、十八胺中的至少一種和/或苯胺、對甲苯胺、對氯苯胺中的至少一種；所述異氰酸酯分子結構式中R4選自甲苯基、甲基二苯基、間苯二甲基、亞己基中的至少一種。所述異氰酸酯選自甲苯二異氰酸酯(TDI)、甲基二苯基二異氰酸酯(MDI)、間苯二甲基二異氰酸酯(XDI)、1,6-亞己基二異氰酸酯(HDI)中的至少一種。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，所述有機胺與異氰酸酯的物質的量之比為2:1～1:1。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，在步驟(3)中，將反應物混合后，在溫度為70～85℃下，攪拌反應3～30min；升溫至190～210℃，反應1～3h。根據本發(fā)明更進一步的技術方案，在步驟(4)中，停止加熱，并冷卻至溫度為80～120℃時，加入0～10份的添加劑。下面將詳細地說明本發(fā)明。本發(fā)明方法中，有機胺與異氰酸酯均可溶解在蠟類-基礎油體系中，以使反應充分。本發(fā)明所述的制備方法中，步驟(4)反應進行的很快，通常3min之內完成且放出大量的熱，反應控制在30min即可反應完全。本發(fā)明制備的二脲基蠟類聚集體，可以提高蠟的熔點，在蠟熔點以上至250℃范圍內為不流淌的半流體狀，有效解決了蠟在應用過程中的高溫流淌熔出的問題。步驟(1)和步驟(2)中，所述基礎油-蠟體系為根據需要溶解的有機胺或異氰酸酯的量合理選擇混合比例和使用量，以使有機胺與異氰酸酯充分混勻，有利于后續(xù)反應。本發(fā)明主要擬解決的問題為石蠟相變材料高溫流淌熔出的問題，利用了二脲基潤滑脂在常溫到280℃甚至更高溫度范圍內不流淌的半流體狀的特點。由于二脲基蠟類聚集體中因添加有部分潤滑油基礎油，即含有部分二脲基潤滑脂成分，應當兼具了蠟相變材料及潤滑脂的性能，有一定的潤滑作用且有一定的黏附性，可用于某些特殊領域的應用；而相對的在脲基潤滑脂中添加部分石蠟，也使脲基潤滑脂兼具了蠟相變材料的特性，有利于降低局部溫度。[有益效果]本發(fā)明與現有技術相比，具有以下的有益效果：本發(fā)明的二脲基蠟類聚集體滿足了蠟在極性與非極性體系內的應用，且提高了蠟的滴點，并在蠟熔點以上至250℃范圍內為不流淌的半流體狀的蠟類聚集體，既不影響其正常混合及使用的條件，又有效的解決了蠟類在應用中高溫流淌熔出的問題，且制備工藝簡單，成本低，易于推廣。拓寬了蠟在建筑業(yè)、軍事工業(yè)、機械工業(yè)、輕化工業(yè)中的應用。具體實施方式下面結合本發(fā)明的實施例對本發(fā)明作進一步的闡述和說明。實施例1：將25.5g50#石蠟與2.8g基礎油HVIH150BSM加熱到85℃，向其中加入8.07g十八胺，攪拌均勻使其溶解完全，得到有機胺體系；將22.28g50#石蠟與2.5g基礎油HVIH150BSM加熱到79℃，向其中加入3.75gMDI，攪拌均勻使其溶解，得到MDI體系；將MDI體系加入到有機胺體系中，攪拌均勻，升溫至99℃反應30min。繼續(xù)攪拌升溫至190℃，反應3h，停止加熱，靜置冷卻得到產品。實施例2將64g50#石蠟與16g基礎油HVIH150BSM加熱到79℃，向其中加入17.7g十八胺與7g對甲苯胺，攪拌均勻使其溶解完全，得到有機胺體系；將63g50#石蠟與16g基礎油HVIH150BSM加熱到79℃，向其中加入18gMDI，攪拌均勻使其溶解完全，得到MDI體系；將MDI體系加入到有機胺體系中，攪拌均勻，升溫至99℃反應30min。繼續(xù)攪拌升溫至190℃，反應3h，停止加熱，降溫至100℃加入0.3g聚甲基丙烯酸酯，攪拌均勻，靜置冷卻得到產品。實施例3將14g60#石蠟與14g基礎油HVI400加熱到65℃，向其中加入5.6g十二胺，攪拌均勻使其溶解完全，得到有機胺體系；將12g60#石蠟與12g基礎油HVI400加熱到65℃，向其中加入2.6gTDI，攪拌均勻使其溶解完全，得到TDI體系；將TDI體系加入到有機胺體系中，攪拌均勻，升溫至85℃反應30min。繼續(xù)攪拌升溫至180℃，反應2h，停止加熱，靜置冷卻得到產品。實施例4將65g60#石蠟與7g基礎油HVIH150BSM加熱到70℃，向其中加入35.6g十八胺與24.86g對苯甲胺，攪拌均勻使其溶解完全，得到有機胺體系；將65g60#石蠟與7g基礎油HVIH150BSM加熱到70℃，向其中加入23gTDI，攪拌均勻使其溶解完全，得到TDI體系；將TDI體系加入到有機胺體系中，攪拌均勻，升溫至99℃反應1h。繼續(xù)攪拌升溫至170℃，反應1.5h，停止加熱，降溫至100℃加入0.5g乙烯丙烯共聚物，攪拌均勻，靜置冷卻得到產品。上述實施例1～4得到的產品分析結果如表1所示：表1為實施例1～4得到的二脲基蠟類聚集體性能由表1可以看出，本發(fā)明的二脲基蠟類聚集體滴點溫度較高，滲油率較小，有效解決了蠟在應用過程中的高溫流淌熔出的問題。盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，上述實施例僅為本發(fā)明較佳的實施方式，本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。當前第1頁1 2 3 當前第1頁1 2 3