專利名稱：一種珍珠巖基常溫復合相變材料及其制備方法
一種珍珠巖基常溫復合相變材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及復合相變材料技術領域，具體地說，是一種珍珠巖基常溫復合相變材料及其制備方法。
背景技術：
利用相變潛熱進行能量存儲是一項新型節能環保技術。常溫相變儲熱材料因其在建筑保溫、智能調溫服裝、軍事熱紅外偽裝、移動電子元件熱控制等領域具有廣泛的應用前景而備受關注。脂肪酸具有相變儲能密度大、過冷度小，無毒、無腐蝕性、不易燃、熱性能穩定等優點。但對于常溫蓄能應用領域而言，單元脂肪酸種類有限，且相變溫度相對較高，因而常將不同脂肪酸以不同比例組成二元或三元體系。此外，脂肪酸屬固-液相變材料，熔融時有液體產生，易發生泄漏，需進行定型封裝。常用定型改性方法有接枝法、微膠囊法以及多孔介 質封裝法。相比較接枝法和微膠囊法，多孔介質封裝法制備工藝簡單，且所得復合相變材料穩定性好。膨脹珍珠巖孔隙率高、容重輕、比表面積大，可吸附大量有機相變材料。相變物質被微孔分散成細小個體后，換熱效率也進一步提高。由于孔空間的限制，脂肪酸相變行為與自由狀態下略有差異。中國專利公開號CNlO 1096298A“有機相變復合珍珠巖及其制備方法”，中國專利公開號CN101348708A“有機無機復合相變材料的制備方法”，中國專利公開號CN1012876A“一種利用膨脹珍珠巖制備復合相變材料的方法”等均介紹了有關膨脹珍珠巖與有機相變材料的復合，但基本采用減壓吸附法，操作相對復雜。且在負壓條件下，膨脹珍珠巖易在攪拌過程中破裂，吸附性能降低，復合產物相變潛熱受到影響。其它大部分已公開的負載型復合相變材料相變溫度在人體舒適溫度范圍之外，且載體成本較高，經濟性較差，并不適用于常溫儲能控溫領域。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種珍珠巖基常溫復合相變材料及其制備方法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的一種珍珠巖基常溫復合相變材料，包括有機固-液相變材料和無機多孔材料，且有機固-液相變材料分散于無機多孔材料空隙內。所述有機固-液相變材料和無機多孔材料的質量比為I : I 4。所述有機固-液相變材料為癸酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸中任意兩種脂肪酸的最低共熔物。所述無機多孔材料為珍珠巖。所述的珍珠巖為珠光砂膨脹珍珠巖，粒徑為100 400目。
一種珍珠巖基常溫復合相變材料的制備方法，其具體步驟為(I)用無水乙醇或水作溶劑，加入無機多孔材料，固液比為I : 10 40(g ml),100 400r/min轉速下分散10 40min,溫度控制在40 100°C ;固液比是指無機多孔材料質量值與溶劑體積值的比值；(2)加入熔融溫度為20 40°C有機固-液相變材料，其與無機多孔材料質量比為I : I 4,100 400r/min轉速下攬祥I 4h,溫度為40 10CTC ；(3)所得復合相變材料自然冷卻后，30 50°C干燥至恒重。所述脂肪酸共熔物為癸酸/硬脂酸共熔物、月桂酸/硬脂酸共熔物、癸酸/棕櫚酸共熔物或月桂酸/棕櫚酸共熔物。本發明將脂肪酸共熔物分散于膨脹珍珠巖微孔內制成復合相變材料，其熔融溫度為20 40°C，熔融潛熱為50 150J/g，無泄漏現象。 與現有技術相比，本發明的積極效果是(I)利用膨脹珍珠巖微孔結構毛細作用限制熔融脂肪酸的流動，解決外滲問題。(2)相變溫度在人體熱舒適范圍內，相變潛熱高。(3)熱臺偏光顯微鏡分析得到，加熱至70°C以上，復合相變材料均未發生泄漏，且冷熱循環1000次后，熱性能基本不變。(4)實驗過程采用溶劑分散、蒸發的方法，使膨脹珍珠巖顆粒均勻吸附脂肪酸共熔物，同時可保持顆粒完整性，提高最大吸附量。(5)載體成本低、制備工藝簡單，操作過程易于控制。
具體實施方式
以下提供本發明一種珍珠巖基常溫復合相變材料及其制備方法的具體實施方式
。實施例I將Ig珍珠巖加入到30ml水中，400r/min的轉速下分散20min，溫度控制在70°C。然后加入2g癸酸-硬脂酸共熔物，相同溫度、轉速下攪拌3h。最后直接將反應液放入鼓風干燥箱中干燥8h，干燥箱的溫度控制在30°C，即獲得膨脹珍珠巖基常溫相變材料。經測試分析得到，脂肪酸已完全滲入膨脹珍珠巖顆粒內部孔隙。該復合相變材料熔融溫度為30. 7°C，熔融潛熱為108. 6J/g，結晶溫度為17. 7°C，結晶潛熱為107. 4J/g。初始泄露溫度大于70°C，冷熱循環1000次后無泄漏和分解現象。實施例2將Ig珍珠巖加入到20ml無水乙醇中，300r/min的轉速下分散20min,溫度控制在80°C。然后加入I. 5g月桂酸-硬脂酸共熔物，相同溫度、轉速下攪拌2h。最后直接將反應液放入鼓風干燥箱中干燥6h，干燥箱的溫度控制在40°C，即獲得膨脹珍珠巖基常溫相變材料。經測試分析得到，脂肪酸已完全滲入膨脹珍珠巖顆粒內部孔隙。該復合相變材料熔融溫度為39. 2°C，熔融潛熱為118. 4J/g。初始泄露溫度大于70°C，冷熱循環1000次后無泄漏和分解現象。實施例3將Ig珍珠巖加入到30ml水中，500r/min的轉速下分散20min，溫度控制在60°C。然后加入2. 5g癸酸-棕櫚酸共熔物，相同溫度、轉速下攪拌4h。最后直接將反應液放入鼓風干燥箱中干燥8h，干燥箱的溫度控制在30°C，即獲得膨脹珍珠巖基常溫相變材料。經測試分析得到，脂肪酸已完全滲入膨脹珍珠巖顆粒內部孔隙。該復合相變材料熔融溫度為27. (TC，熔融潛熱為109. 6J/g。初始泄露溫度大于70V，冷熱循環1000次后無泄漏和分解現象。實施例4將Ig珍珠巖加入到30ml無水乙醇中，500r/min的轉速下分散20min,溫度控制在80°C。然后加入2. 5g月桂酸-棕櫚酸共熔物，相同溫度、轉速下攪拌4h。最后直接將反應液放入鼓風干燥箱中干燥8h，干燥箱的溫度控制在35°C，即獲得膨脹珍珠巖基常溫相變材料。經測試分析得到，脂肪酸已完全滲入膨脹珍珠巖顆粒內部孔隙。該復合相變材料 熔融溫度為35. 7°C，熔融潛熱為129. 2J/g。初始泄露溫度大于70°C，冷熱循環1000次后無泄漏和分解現象。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種珍珠巖基常溫復合相變材料，其特征在于，其包括有機固-液相變材料和無機多孔材料,且有機固-液相變材料分散于無機多孔材料空隙內。
2.如權利要求I所述的一種珍珠巖基常溫復合相變材料，其特征在于，所述有機固-液相變材料和無機多孔材料的質量比為I : I 4。
3.如權利要求I所述的一種珍珠巖基常溫復合相變材料，其特征在于，所述有機固-液相變材料為癸酸、月桂酸、棕櫚酸、硬脂酸中任意兩種脂肪酸的最低共熔物。
4.如權利要求I所述的一種珍珠巖基常溫復合相變材料，其特征在于，所述無機多孔材料為珍珠巖。
5.如權利要求I所述的一種珍珠巖基常溫復合相變材料，其特征在于，所述的珍珠巖為珠光砂膨脹珍珠巖，粒徑為100 400目。
6.如權利要求I所述的一種珍珠巖基常溫復合相變材料，其特征在于，所述的復合相變材料，其熔融溫度為20 40°C，熔融潛熱為50 150J/g。
7.—種珍珠巖基常溫復合相變材料的制備方法，其具體步驟為 (1)用無水乙醇或水作溶劑，加入無機多孔材料，固液比為I: 10 40，100 400r/min轉速下分散10 40min,溫度控制在40 100°C ； (2)加入熔融溫度為20 40°C有機固-液相變材料，其與無機多孔材料質量比為I I 4，在100 400r/min轉速下攪拌I 4h，溫度為40 100°C ; (3)所得復合相變材料自然冷卻后，30 50°C干燥至恒重。
全文摘要
本發明涉及一種珍珠巖基常溫復合相變材料及其制備方法，其特征在于它包括如下制備工藝將膨脹珍珠巖分散于無水乙醇或水中，加入熔融溫度為20～40℃的脂肪酸共熔物，兩者質量比為1∶1～4，40～100℃下攪拌復合，30～50℃干燥至恒重。與現有技術相比，本發明工藝簡單、成本低廉，解決了有機固-液相變材料泄露問題，提高其熱穩定性，相變溫度在人體熱舒適范圍內，可廣泛應用于常溫相變儲能領域。
文檔編號C09K5/06GK102775966SQ20121027179
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者公維光, 易紅玲, 林珩, 王貞, 鄭柏存, 魏婷 申請人:華東理工大學