CN103897663A - 一种无机相变蓄热材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机相变蓄热材料，所述的相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）本发明选用的绿层硅铈钛矿材料具有环保、耐高低温和耐化学腐蚀等优点，能够改善无机相变蓄热材料的过冷和相分离问题；2）本发明的蓄热材料蓄热量大；3）本发明选用的二氧化钛能够提高绿层硅铈钛矿粉料的流动性，提高绿层硅铈钛矿粉料的分散性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄热技术，具体涉及一种无机相变蓄热材料。
背景技术
蓄热技术应用广泛，可以降低能耗，节约运行费用，实现能量的高效合理利用。
相变材料具有储热密度大、储热容器体积小、热效率高等优点，在太阳能利用、工业余热、废热回收、建筑节能等领域具有广阔的应用前景。目前的相变蓄热材料研究主要分为：有机相变蓄热材料和无机相变蓄热材料，有机相变蓄热材料性能较稳定，几乎无过冷和相分离问题，但其相变潜热低、密度小，因而其单位体积蓄热量较小。无机相变蓄热材料具有较高的单位体积蓄热量和良好的导热性，具有十分明显的优势。
发明内容
本发明的目的在于针对有机相变蓄热材料相变潜热低的问题而提供一种无机相变蓄热材料。
实现本发明目的的技术方案为：一种无机相变蓄热材料，该相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。
优选地，本发明的相变蓄热材料由以下组分组成：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料45%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠20%和铝粉22%、硬脂酸钠5%。
具体地，所述的相变蓄热材料由以下步骤制得：
1）按重量百分比，称取绿层硅铈钛矿粉料、二氧化钛粉料、硫酸钠和铝粉，经混合、研磨，研磨过程中加入润滑剂硬脂酸钠，研磨1～3小时制得混合粉料，其中硬脂酸钠与绿层硅铈钛矿粉料的质量比为1：5～20；
2）将水溶性高分子硅烷偶联剂滴加到去离子水中，用质量浓度为5%～15%的酸性溶液调节体系pH值为3～6，再将体系升温至60℃～80℃，加入步骤1）所得混合粉料，保温搅拌1～3小时，真空抽滤、脱水，制得改性粉体，其中水溶性高分子硅烷偶联剂与去离子水的质量比为0.005～0.02∶1，混合粉料与水溶性高分子硅烷偶联剂的质量比为5～15∶1。
优选地，步骤2）所述的高分子偶联剂为聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯或聚乙烯接枝马来酸酐中的一种。
优选地，步骤2）所述的酸性溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的一种。
本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）本发明选用的绿层硅铈钛矿材料具有环保、耐高低温和耐化学腐蚀等优点，能够改善无机相变蓄热材料的过冷和相分离问题；2）本发明的蓄热材料蓄热量大；3）本发明选用的二氧化钛能够提高绿层硅铈钛矿粉料的流动性，提高绿层硅铈钛矿粉料的分散性能；4）研磨过程中加入润滑剂硬脂酸钠，可有效提高加工性能，提高生产效率，提升产品品质；5）本发明的蓄热材料是工业炉蓄热体的首选之材。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明不限于这些实施例。
本发明实施例1的相变蓄热材料由以下步骤制得：
1）按重量百分比，称取绿层硅铈钛矿粉料40%、二氧化钛粉料10%、硫酸钠18%、铝粉30%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠2%，研磨1小时制得混合粉料；
2）将聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯滴加到去离子水中，用质量浓度为5%的盐酸溶液调节体系pH值为3，再将体系升温至80℃，加入步骤1）所得混合粉料，保温搅拌1小时，真空抽滤、脱水，制得改性粉体，其中聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯与去离子水的质量比为0.005∶1，混合粉料与聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为5∶1。
实施例2
本发明实施例2的相变蓄热材料由以下步骤制得：
1）按重量百分比，称取绿层硅铈钛矿粉料60%、二氧化钛粉料5%、硫酸钠10%和铝粉13%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠12%，研磨3小时制得混合粉料；
2）将聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯滴加到去离子水中，用质量浓度为15%的硫酸溶液调节体系pH值为6，再将体系升温至80℃，加入步骤1）所得混合粉料，保温搅拌1小时，真空抽滤、脱水，制得改性粉体，其中聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯与去离子水的质量比为0.02∶1，混合粉料与聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯的质量比为15∶1。
实施例3
本发明实施例3的相变蓄热材料由以下步骤制得：
1）按重量百分比，称取绿层硅铈钛矿粉料47%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠30%和铝粉10%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠5%，研磨2小时制得混合粉料；
2）将聚乙烯接枝马来酸酐滴加到去离子水中，用质量浓度为10%的硝酸溶液调节体系pH值为4，再将体系升温至70℃，加入步骤1）所得混合粉料，保温搅拌2小时，真空抽滤、脱水，制得改性粉体，其中聚乙烯接枝马来酸酐与去离子水的质量比为0.01∶1，混合粉料与聚乙烯接枝马来酸酐的质量比为10∶1。
实施例4
优选地，本发明实施例4的相变蓄热材料由以下步骤制得：
1）按重量百分比，称取绿层硅铈钛矿粉料45%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠20%和铝粉22%，经混合、研磨，研磨过程中加入硬脂酸钠5%，研磨2小时制得混合粉料；
2）将聚乙烯接枝马来酸酐滴加到去离子水中，用质量浓度为10%的硝酸溶液调节体系pH值为4，再将体系升温至65℃，加入步骤1）所得混合粉料，保温搅拌3小时，真空抽滤、脱水，制得改性粉体，其中聚乙烯接枝马来酸酐与去离子水的质量比为0.01∶1，混合粉料与聚乙烯接枝马来酸酐的质量比为10∶1。
本发明并不局限于以上实施例，实施例1～4仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的实质情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种无机相变蓄热材料，其特征在于：所述的相变蓄热材料包括：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料40%～60%、二氧化钛粉料5%～10%、硫酸钠10%～30%、铝粉10%～30%。
2.根据权利要求1所述的一种无机相变蓄热材料，其特征在于：所述的相变蓄热材料由以下组分组成：以质量百分数计，绿层硅铈钛矿粉料45%、二氧化钛粉料8%、硫酸钠20%、铝粉22%、硬脂酸钠5%。
3.根据权利要求1或2所述的一种无机相变蓄热材料，其特征在于：所述的相变蓄热材料由以下步骤制得：
按重量百分比，称取绿层硅铈钛矿粉料、二氧化钛粉料、硫酸钠和铝粉，经混合、研磨，研磨过程中加入润滑剂硬脂酸钠，研磨1～3小时制得混合粉料，其中硬脂酸钠与绿层硅铈钛矿粉料的质量比为1：5～20；
将水溶性高分子硅烷偶联剂滴加到去离子水中，用质量浓度为5%～15%的酸性溶液调节体系pH值为3～6，再将体系升温至60℃～80℃，加入步骤1）所得混合粉料，保温搅拌1～3小时，真空抽滤、脱水，制得改性粉体，其中水溶性高分子硅烷偶联剂与去离子水的质量比为0.005～0.02∶1，混合粉料与水溶性高分子硅烷偶联剂的质量比为5～15∶1。
4. 根据权利要求3所述的一种无机相变蓄热材料，其特征在于：所述的高分子偶联剂为聚乙烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯或聚乙烯接枝马来酸酐中的一种。
5. 根据权利要求3所述的一种无机相变蓄热材料，其特征在于：所述的酸性溶液为盐酸、硫酸或硝酸中的一种。
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