CN101798497B - 复合相变储能材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合相变储能材料及其制备方法。本发明涉及一种储能材料。本发明的目的是提供一种相变潜热高，无泄漏，导热性能好和成本低的复合相变储能材料及其制备方法。本发明的技术解决方案是，复合相变储能材料，包括硬脂酸相变材料，与硬脂酸相变材料相复合的材料为埃洛石。(1)将埃洛石在150-250℃下真空干燥1-3小时，冷却至室温，(2)、将硫酸的乙醇溶液加入上述埃洛石中在30-50℃下搅拌3-5小时后过滤，用乙醇洗涤至中性，抽滤，(3)在70-90℃下干燥，研磨制成硬脂酸相变材料载体，(4)、制备出硬脂酸的乙醇溶液，(5)、硬脂酸乙醇溶液放入埃洛石与乙醇的分散液中，然后在80℃下干燥至恒重，即得到硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。本发明用于储热材料。
Description
技术领域：
本发明涉及一种储能材料，特别是一种复合相变储能材料及其制备方法。
背景技术：
相变材料在发生相变的过程中，向环境吸收或放出热(冷)量，从而达到控制周围环境温度和节能的目的。脂肪酸类有机相变材料具有相变潜热较高、热稳定性与化学稳定性较好、无过冷现象、相变过程中体积变化小、价格低廉、无毒等优势，但存在导热系数较低和相变过程由固相转变为液相时易泄漏等缺点，因而它们的直接利用受到很大限制。在相变储能材料中添加金属线、环或片等高导热材料虽然可以提高相变材料的导热性能，但明显增加了储能系统的重量和体积，且部分相变材料对金属材料还具有腐蚀性，并且增大了整个储能系统的成本。采用某些高分子物质可以对相变材料进行封装，解决其泄漏问题，但导热性会进一步降低，并且制备成本也很高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种相变潜热高，无泄漏，导热性能好和成本低的复合相变储能材料及其制备方法。本发明的技术解决方案是，复合相变储能材料，包括硬脂酸相变材料，其特征在于：1、与硬脂酸相变材料相复合的材料为埃洛石。埃洛石的含量(重量)为25-70％，余量为硬脂酸。(1)将埃洛石在150-250℃下真空干燥1-3小时，冷却至室温，(2)、将浓度为0.2-0.4mol/L的硫酸的乙醇溶液加入上述埃洛石中在30-50℃下搅拌3-5小时后过滤，用乙醇洗涤至中性，抽滤，(3)将上述抽滤得到的埃洛石在70-90℃下干燥，研磨制成硬脂酸相变材料载体，(4)、在上述埃洛石粉料中加入乙醇形成分散液，搅拌20-40分钟，同时制备出硬脂酸的乙醇溶液，(5)、将上述硬脂酸乙醇溶液放入埃洛石粉料与乙醇的分散液中，置于恒温水浴槽中，控温50-70℃搅拌2-3小时，使无水乙醇大量挥发，然后在80℃下干燥至恒重，即得到硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
本发明与现有技术比较具有相变潜热高，无泄漏和导热性能好的显著优点。
具体实施方式：
为了解决相变材料在由固态变为液态时泄漏以及导热性能差的问题，经研究埃洛石与相变材料相复合可实现上述目的。埃洛石具有多孔结构和良好的导热性能，可以与相变材料复合成储能材料。
本发明采用埃洛石与硬脂酸相复合制成本发明的复合相变储能材料，结合以下实施例对本发明详细说明：
实施例1
(1)将埃洛石于150℃下在真空干燥箱中烘1.5h，冷却至室温后，放入适量0.2mol/L硫酸的乙醇溶液，在30℃条件下搅拌5h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在70℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体3.5g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散20min；取硬脂酸1.5g溶于适量无水乙醇中形成溶液，并将此溶液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温70℃搅拌2h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，硬脂酸含量30％的复合材料的相变潜热为60.56J/g。
实施例2
(1)将埃洛石于150℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌4h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在80℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体3.0g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取硬脂酸2.0g溶于适量无水乙醇中形成溶液，并将此溶液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，硬脂酸含量40％的复合材料的相变潜热为81.34J/g。
实施例3
(1)将埃洛石于200℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在50℃条件下搅拌3h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在80℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体2.5g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取硬脂酸2.5g溶于适量无水乙醇中形成溶液，并将此溶液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温60℃搅拌2h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，硬脂酸含量50％的复合材料的相变潜热为104.84J/g。
实施例4
(1)将埃洛石于150℃下在真空干燥箱中烘1.5h，冷却至室温后，放入适量0.4mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌4h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在90℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体2.0g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散40min；取硬脂酸3.0g溶于适量无水乙醇中形成溶液，并将此溶液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温60℃搅拌2h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，硬脂酸含量60％的复合材料的相变潜热为129.49J/g。
实施例5
(1)将埃洛石于250℃下在真空干燥箱中烘1.5h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌4h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在80℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体1.5g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散20min；取硬脂酸3.5g溶于适量无水乙醇中形成溶液，并将此溶液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，硬脂酸含量70％的复合材料的相变潜热为157.87J/g。
实施例6
(1)将埃洛石于200℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌3h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在70℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体1.25g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取硬脂酸3.75g溶于适量无水乙醇中形成溶液，并将此溶液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，硬脂酸含量75％的复合材料的相变潜热为167.26J/g。
Claims (2)
1.复合相变储能材料，其特征在于：所述复合相变储能材料由硬脂酸和埃洛石复合组成，其中埃洛石的含量为25-70重量％，余量为硬脂酸，所述硬脂酸与埃洛石复合有以下步骤：(1)将埃洛石在150-250℃下真空干燥1-3小时，冷却至室温，(2)、将浓度为0.2-0.4mol/L的硫酸的乙醇溶液加入上述埃洛石中在30-50℃下搅拌3-5小时后过滤，用乙醇洗涤至中性，抽滤，(3)将上述抽滤得到的埃洛石在70-90℃下干燥，研磨制成硬脂酸相变材料载体，(4)、在上述埃洛石粉料中加入乙醇形成分散液，搅拌20-40分钟，同时制备出硬脂酸的乙醇溶液，(5)、将上述硬脂酸乙醇溶液放入埃洛石粉料与乙醇的分散液中，置于恒温水浴槽中，控温50-70℃搅拌2-3小时，使无水乙醇大量挥发，然后在80℃下干燥至恒重，即得到硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料。
2.复合相变储能材料的制备方法，其特征在于有以下步骤：(1)将埃洛石在150-250℃下真空干燥1-3小时，冷却至室温，(2)、将浓度为0.2-0.4mol/L的硫酸的乙醇溶液加入上述埃洛石中在30-50℃下搅拌3-5小时后过滤，用乙醇洗涤至中性，抽滤，(3)将上述抽滤得到的埃洛石在70-90℃下干燥，研磨制成硬脂酸相变材料载体，(4)、在上述埃洛石粉料中加入乙醇形成分散液，搅拌20-40分钟，同时制备出硬脂酸的乙醇溶液，(5)、将上述硬脂酸乙醇溶液放入埃洛石粉料与乙醇的分散液中，置于恒温水浴槽中，控温50-70℃搅拌2-3小时，使无水乙醇大量挥发，然后在80℃下干燥至恒重，即得到硬脂酸/埃洛石复合相变储能材料，其中埃洛石的含量为25-70重量％，余量为硬脂酸。
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