一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱能儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相變儲(chǔ)能材料作為一種新型節(jié)能材料，因其具有儲(chǔ)能密度高、體積變化小、溫度控制恒定、相變溫度選擇范圍寬、易于控制等優(yōu)點(diǎn)，從而具有廣闊的應(yīng)用前景。特別是相變儲(chǔ)冷材料在空調(diào)蓄能技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效的遷移電力消耗負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)電力的“移峰填谷”，降低電力消耗。有機(jī)相變儲(chǔ)冷材料作為一種重要的常低溫相變儲(chǔ)冷材料，有固定的相變溫度和較高的相變潛熱。但是有機(jī)相變儲(chǔ)冷材料在相變過程中會(huì)發(fā)生固-液變化，而液體的流動(dòng)會(huì)導(dǎo)致其易泄漏的缺陷，同時(shí)其導(dǎo)熱性能相對其他類型相變材料較低，因此，極大的限制了它在生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，解決相變材料泄漏問題的方法主要有多孔材料吸附法和微膠囊包覆法。如CN102746824A “一種硅藻土粉末狀復(fù)合相變材料及其制備方法”通過將有機(jī)相變材料與多孔硅藻土粉末復(fù)合制得相變材料，制作過程簡單，但是材料的導(dǎo)熱性較差。如CN100432179C “相變儲(chǔ)能微囊及其制備方法”將石蠟等有機(jī)相變材料作為芯材，用二氧化硅凝膠作為壁材制得相變儲(chǔ)能微膠囊，但是制作繁瑣且材料導(dǎo)熱性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了提高復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的儲(chǔ)能穩(wěn)定性、防止相變過程中發(fā)生泄漏及提高相變材料的導(dǎo)熱性能，而提供一種新型復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料及其制備方法，該材料具有相變潛熱大、儲(chǔ)能性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱性能良好等優(yōu)點(diǎn)，其制備過程簡單，使用安全無毒，不易泄漏，且不需封裝。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料，由質(zhì)量百分比為70-85 %的二元有機(jī)相變材料和質(zhì)量百分比為15-30 %的膨脹石墨復(fù)合而成；所述二元有機(jī)相變材料由質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇混合而成，相變溫度在_20~0 °C，相變焓大于150 J/g。
[0006]所述復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變溫度為-20~0 °C。
[0007]所述復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變潛熱為139.738-178.032 J/g。
[0008]上述復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的制備方法，其步驟如下:
步驟1，將質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇，經(jīng)超聲波分散混合均勻制成二元有機(jī)相變材料；
步驟2，取質(zhì)量百分比為70-85 %的二元有機(jī)相變材料和質(zhì)量百分比為15-30 %的膨脹石墨，攪拌分散均勻；
步驟3，將步驟2的混合物放入真空干燥箱中，抽真空，室溫恒定12 h ；
步驟4，取出樣品，即制得復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。
[0009]本發(fā)明復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料，一方面通過膨脹石墨的毛細(xì)吸附作用將二元有機(jī)相變儲(chǔ)冷材料吸附入其多孔結(jié)構(gòu)中，并以真空吸附，從而使二元有機(jī)相變儲(chǔ)冷材料牢固地附著于膨脹石墨中，形成性能穩(wěn)定的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。另一方面，膨脹石墨較高的導(dǎo)熱性能也能提高復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的導(dǎo)熱性能，并進(jìn)一步提高內(nèi)部相變儲(chǔ)冷材料的儲(chǔ)放熱速率。因此，本發(fā)明制備的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料具有相變潛熱大、儲(chǔ)能性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱性能良好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于太陽能利用、建筑節(jié)能、電力的移峰填谷、空調(diào)節(jié)能等領(lǐng)域。
[0010]本發(fā)明復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的優(yōu)點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。本發(fā)明采用真空吸附的方式，使相變材料被更徹底地吸附在多孔材料的孔道中，在相變時(shí)不容易發(fā)生泄漏，從而呈現(xiàn)為性能穩(wěn)定的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。(2)導(dǎo)熱系數(shù)大。膨脹石墨較高的導(dǎo)熱性能賦予復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料較好的熱傳導(dǎo)特性。(3)相變溫度符合低溫要求且潛熱較大。所選有機(jī)物均具有較大的相變焓，相變溫度穩(wěn)定。(4)材料制備過程簡單，使用安全無毒，不易泄漏，且不需封裝。相比現(xiàn)有簡單的混合吸附方式，真空吸附方法明顯提高吸附效果。
【附圖說明】
[0011]圖1是實(shí)施例1復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的SEM照片；
圖2是實(shí)施例1復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的DSC曲線；
圖3是實(shí)施例2復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的SEM照片；
圖4是實(shí)施例2復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的DSC曲線；
圖5是實(shí)施例3復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的SEM照片；
圖6是實(shí)施例3復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的DSC曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的說明，但不是對本發(fā)明的限定。
[0013]實(shí)施例1
一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的制備，包括如下步驟:
步驟1，取3-5 g可膨脹石墨置于70°C真空干燥箱內(nèi)干燥12 h，然后將干燥的可膨脹石墨置于900°C馬弗爐中高溫加熱60 S，形成具有多孔結(jié)構(gòu)的膨脹石墨；
步驟2，將質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇，經(jīng)超聲波分散使其混合均勻，然后稱取0.7 g該二元有機(jī)相變混合物于燒杯中，再將0.3 g膨脹石墨倒入其中，攪拌分散均勻；
步驟3，將步驟2的混合物放入真空烘箱中，抽真空，室溫恒定12 h，完成吸附過程；取出，即得到復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。
[0014]該實(shí)施例的SEM照片和DSC測試結(jié)果分別如圖1、圖2所示。
[0015]所得復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變溫度為-3.4610C，相變潛熱值為139.738 J/g。
[0016]實(shí)施例2
一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的制備，包括如下步驟:
步驟1，取3-5 g可膨脹石墨置于70 °C真空干燥箱內(nèi)干燥12 h，然后將干燥的可膨脹石墨置于900 °C馬弗爐中高溫加熱60 S，形成具有多孔結(jié)構(gòu)的膨脹石墨。
[0017]步驟2，將質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇，經(jīng)超聲波分散使其混合均勻，然后稱取0.8 g該二元有機(jī)相變混合物于燒杯中，再將0.2 g膨脹石墨倒入其中，攪拌分散均勻；
步驟3，將步驟2的混合物放入真空烘箱中，抽真空，室溫恒定12 h，完成吸附過程；取出，即得到復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。
[0018]該實(shí)施例的SEM照片和DSC測試結(jié)果分別如圖3、圖4所示。
[0019]所得復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變溫度為-3.4220C，相變潛熱值為164.530 J/g。
[0020]實(shí)施例3
一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的制備，包括如下步驟:
步驟1，取3-5 g可膨脹石墨置于70°C真空干燥箱內(nèi)干燥12 h，然后將干燥的可膨脹石墨置于900 V馬弗爐中高溫加熱60 s，形成具有多孔結(jié)構(gòu)的膨脹石墨。
[0021]步驟2，將質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇，經(jīng)超聲波分散使其混合均勻，然后稱取0.85 g該二元有機(jī)相變混合物于燒杯中，再將0.15 g膨脹石墨倒入其中，攪拌分散均勻；
步驟3，將步驟2的混合物放入真空烘箱中，抽真空，室溫恒定12 h，完成吸附過程；取出，即得到復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。
[0022]該實(shí)施例的SEM照片和DSC測試結(jié)果分別如圖5、圖6所示。
[0023]所得復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變溫度為-2.8020C，相變潛熱值為178.032 J/g,熱導(dǎo)率為0.78 ff/ (m.K)。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍，所以凡依本發(fā)明所述范圍的特征原料、特征步驟等同的變化及改進(jìn)，均應(yīng)包括在本發(fā)明的申請專利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料，其特征在于:該材料由質(zhì)量百分比為70-85 %的二元有機(jī)相變材料和質(zhì)量百分比為15-30 %的膨脹石墨復(fù)合而成； 所述二元有機(jī)相變材料由質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇混合而成，相變溫度在-20~0 °C，相變焓大于150 J/g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料，其特征在于:所述復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變溫度為-20~0 V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料，其特征在于:所述復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的相變潛熱為139.738-178.032 J/g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1，將質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇，經(jīng)超聲波分散混合均勻制成二元有機(jī)相變材料； 步驟2，取質(zhì)量百分比為70-85 %的二元有機(jī)相變材料和質(zhì)量百分比為15-30 %的膨脹石墨，攪拌分散均勻； 步驟3，將步驟2的混合物放入真空干燥箱中，抽真空，室溫恒定12 h ； 步驟4，取出樣品，即制得復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料及其制備方法，該材料由質(zhì)量百分比為70-85﹪的二元有機(jī)相變材料和質(zhì)量百分比為15-30﹪的膨脹石墨復(fù)合而成；所述二元有機(jī)相變材料由質(zhì)量配比為8:2的正十四烷與正十二醇經(jīng)超聲波分散混合而成。本發(fā)明制備的復(fù)合定形相變儲(chǔ)冷材料具有相變潛熱大、儲(chǔ)能性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱性能良好等優(yōu)點(diǎn)，其制備過程簡單，使用安全無毒，不易泄漏，且不需封裝?？蓮V泛用于太陽能利用、建筑節(jié)能、電力的移峰填谷、空調(diào)節(jié)能等領(lǐng)域。
【IPC分類】C09K5-06
【公開號】CN104650815
【申請?zhí)枴緾N201510063140
【發(fā)明人】孫立賢, 高妮, 徐芬, 張煥芝, 曹忠
【申請人】桂林電子科技大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年2月6日