本發(fā)明無機材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫無機相變儲能材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

相變材料是一種利用其自身物理性質(zhì)轉(zhuǎn)變過程中吸收或釋放的大量潛熱，來實現(xiàn)儲能并調(diào)控至適宜溫度。隨著北方霧霾的日益嚴重，如何節(jié)能減排已然成為北方采暖的重中之重；隨著山東疫苗事件的發(fā)生，如何保持適宜低溫同樣成為冷鏈物流過程中的控制點。在此時機下，相變儲能材料在解決能源供需時空不匹配的問題上提供了適宜的解決方案。

單一中低溫水合無機相變儲能材料相變潛熱值較大（≥200kj/kg），尤其是單位體積儲熱密度高（≥400kj/l），且其無毒無害，得到了廣泛的應(yīng)用重視。但是單一相變儲能材料并非完全適用于不同應(yīng)用所需的控溫范圍，因而在主體相變材料中添加適當?shù)臏囟日{(diào)節(jié)劑成為必不可少的一種手段。中國專利cn103666378a便對三水醋酸鈉這一主體材料進行溫度調(diào)節(jié)，降低其相變溫度，以適用于坐臥涼墊。

通常加入溫度抑制劑會使主體相變材料的潛熱值下降很多，且當溫度抑制劑添加量過多時整個材料體系穩(wěn)定性及使用壽命會隨之減少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的之一是在于提供低溫無機相變儲能材料，該材料采用復合溫度抑制劑，該兩種溫度抑制體系具有相互協(xié)同降溫的功效，可達到焓值較高的情況的，降溫效果明顯的結(jié)果。

為了解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種低溫無機相變儲能材料，按質(zhì)量百分比計，所述低溫無機相變儲能材料包括如下組份：主體相變材料70~98%，溫度抑制劑a0.5~15%，溫度抑制劑b0.5~15%，增稠劑0.5~5%，成核劑0.5~5%。

所述主體相變材料為水合無機鹽相變材料。

所述水合無機鹽相變材料為六水氯化鈣，十水硫酸鈉，三水醋酸鈉，十二水磷酸氫二鈉，十水碳酸鈉，十水硫酸鎂，五水硫代硫酸鈉，八水氫氧化鋇或十二水硫酸鋁銨。

所述溫度抑制劑a為硝酸鋅、硝酸鋰、硝酸鈣、硝酸鎂、硝酸鈉、硝酸鉀等硝酸鹽中一種。

所述溫度抑制劑b為氯化銨。

所述增稠劑為高吸水樹脂、氣相二氧化硅、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素、膨潤土、聚丙烯酸鈉、明膠、黃原膠、淀粉、瓜爾膠中的一種或幾種。

所述成核劑為焦磷酸鈉、磷酸氫二鈉、醋酸鈉、硫酸鈉、硼砂、硫酸鋇、氯化鋇、氯化鍶、氫氧化鋇、氟化鈣、氟化鈉、納米二氧化硅、納米二氧化鈦等中的一種或幾種。

另外，本發(fā)明還提供了所述低溫無機相變儲能材料的制備方法，具體步驟為：按質(zhì)量百分比，首先將主體相變材料置于反應(yīng)釜中加熱至一定的溫度攪拌溶融，隨后加入溫度抑制劑a，攪拌溶融后再加溫度抑制劑b，然后將增稠劑緩慢加入到反應(yīng)釜中，待混合物呈粘稠狀后，再緩慢加入成核劑，快速攪拌20min后取出即可。

并且本發(fā)明還提供了所述低溫無機相變儲能材料在暖手寶、小廚寶、相變空調(diào)以及相變地暖系統(tǒng)中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供的低溫無機相變儲能材料，與以往的相變材料相比，具有以下的明顯有益效果：本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，其主要優(yōu)勢在于使用的為復合溫度抑制劑，該溫度抑制體系具有相互協(xié)同降溫的效果，硝酸鹽（mno3，m為相應(yīng)金屬離子）與氯化銨的結(jié)合，可在溶液中產(chǎn)生四種分散離子，其中任意兩兩互相組合即可產(chǎn)生四種協(xié)同降溫鹽（mcl、nh4no3、mno3、nh4cl），此降溫體系中，溫度抑制劑用量小，焓值下降程度有限，同時也可通過協(xié)同作用起到良好的降溫效果，最終達到焓值高，降溫效果明顯的結(jié)果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1所制備無機相變儲能材料的dsc測試結(jié)果圖。

圖2為本發(fā)明實施例1所制備無機相變儲能材料的循環(huán)穩(wěn)定性測試結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。

實施例1

一種低溫無機相變儲能材料，由如下方法進行制備：（1）取三水醋酸鈉96.5g，硝酸鈉1g，氯化銨1g，淀粉0.5g，焦磷酸鈉1g，備用；（2）先將三水醋酸鈉在反應(yīng)釜中加熱至75℃攪拌溶融，隨后加入硝酸鈉，攪拌溶融后再加入氯化銨，然后將淀粉緩慢加入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至1000r/min快速攪拌，待呈粘稠狀后，再緩慢加入1g焦磷酸鈉，快速攪拌20min后取出即得所述低溫無機相變儲能材料。

使用差示量熱掃描儀（dsc）測試所述制備無機相變儲能材料的相變溫度，結(jié)果如圖1所示，其相變溫度為50℃；其循環(huán)穩(wěn)定性圖如圖2所示，潛熱值為270kj/kg；循環(huán)2500次無衰減?？捎行?yīng)用于暖手寶、小廚寶等方向。

實施例2

一種低溫無機相變儲能材料，由如下方法進行制備：（1）取六水氯化鈣91.4g，硝酸鋰1.7g，氯化銨1.9g，氣相二氧化硅2g，氯化鋇3g，備用；（2）先將六水氯化鈣在反應(yīng)釜中加熱至45℃攪拌溶融，隨后加入硝酸鋰，攪拌溶融后再加入氯化銨，然后將氣相二氧化硅緩慢加入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至900r/min快速攪拌待呈粘稠狀后，再緩慢加入氯化鋇，快速攪拌20min后取出即得所述低溫無機相變儲能材料。

使用差示量熱掃描儀（dsc）測試所述制備無機相變儲能材料的相變溫度，結(jié)果顯示，其相變溫度為13℃；焓值為160kj/kg；循環(huán)5000次無衰減?？稍谙嘧兛照{(diào)中得到很好的應(yīng)用。

實施例3

一種低溫無機相變儲能材料，由如下方法進行制備：（1）取十水硫酸鈉94.9g，硝酸鈉0.05g，氯化銨0.05g，聚丙烯酸鈉2g，硼砂3g，備用；（2）先將十水硫酸鈉在反應(yīng)釜中加熱至45℃攪拌溶融，隨后加入硝酸鈉，攪拌溶融后再加入氯化銨，然后將聚丙烯酸鈉緩慢加入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至800r/min快速攪拌待呈粘稠狀后，再緩慢加入硼砂，快速攪拌20min后取出即得所述低溫無機相變儲能材料。

使用差示量熱掃描儀（dsc）測試所述制備無機相變儲能材料的相變溫度，結(jié)果顯示，其相變溫度為30℃；焓值為240kj/kg；循環(huán)5000次無衰減。可應(yīng)用于谷電充熱的相變地暖系統(tǒng)中。

對比例1

一種低溫無機相變儲能材料，由如下方法進行制備：（1）取三水醋酸鈉96.5g，硝酸鈉2g，淀粉0.5g，焦磷酸鈉1g，備用；（2）先將三水醋酸鈉在反應(yīng)釜中加熱至75℃攪拌溶融，隨后加入硝酸鈉，攪拌溶融后再加入氯化銨，然后將淀粉緩慢加入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至1000r/min快速攪拌，待呈粘稠狀后，再緩慢加入1g焦磷酸鈉，快速攪拌20min后取出即得所述低溫無機相變儲能材料。

使用差示量熱掃描儀（dsc）測試所述制備無機相變儲能材料的相變溫度，其相變溫度為56℃；潛熱值為272kj/kg。僅使用單一硝酸鈉溫度抑制劑，即使總抑制劑用量一致，其溫度抑制效果仍舊不顯著，明顯低于實施例1中的雙重抑制效果。

對比例2

一種低溫無機相變儲能材料，由如下方法進行制備：（1）取三水醋酸鈉96.5g，氯化銨2g，淀粉0.5g，焦磷酸鈉1g，備用；（2）先將三水醋酸鈉在反應(yīng)釜中加熱至75℃攪拌溶融，隨后加入硝酸鈉，攪拌溶融后再加入氯化銨，然后將淀粉緩慢加入到反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至1000r/min快速攪拌，待呈粘稠狀后，再緩慢加入1g焦磷酸鈉，快速攪拌20min后取出即得所述低溫無機相變儲能材料。

使用差示量熱掃描儀（dsc）測試所述制備無機相變儲能材料的相變溫度，其相變溫度為55℃；潛熱值為270kj/kg。僅使用單一氯化銨溫度抑制劑，即使總抑制劑用量一致，其溫度抑制效果仍舊不顯著，明顯低于實施例1中的雙重抑制效果。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。