CN105219352A - 一种相变储能复合微胶囊及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种储能复合微胶囊的制备方法，属建筑低碳节能技术领域，是以无机碳酸钙为壁材包封液体石蜡和氯化钙水合物芯材加工而成的一种相变储能复合有机一无机微胶囊，相变温度22℃，本发明公开了加工方法，产品主要用于建筑保温，隔热，储能。
Description
技术领域
本发明是相变储能材料及其制备方法技术领域，具体地说是一种相变储能复合微胶囊及制备方法。
背景技术
相变储热或称相变储能是指物质凝固——熔化，凝固——气化，凝固——升华等形成相变过程中吸收或放出的相变潜热。相变储热材料分四类：（1）固——固相变储热材料；（2）固——液相变储热材料；（3）液——气相变储热材料；（4）固——气相变储热材料。其中以（1）固——固相变，（2）固——液相变储热材料用得最多。根据相变储热材料不同，相变储热材料可分有机类，无机类，有机无机混合类。有机类如石蜡，脂肪酸；无机类为结晶水合盐、熔融盐、金属、合金。相变储热材料根据温度不同分为高、中、低温三种。结晶水合盐是低温相变储热材料中最重要的一类，但结晶水合盐低温相变储热材料会出现过冷、非均匀融解和相分离，致使应该释放热时不释放，并且系统中出现明显分层，相变焓大大衰减，为了解决上述问题，许多人提出了各种方案，如：《一种储热介质及其用途》，申请号200610104583.8，提出采用硝酸镁，氯化镁和水组成共晶的盐水化合物；《一种无机相变储能材料》，申请号201210037753.0，提出采用在无机盐水合物中加入成核剂和分散剂；《一种无机水合盐相变储能材料的制备方法》，申请号200810065301.7，提出采用在无机盐水合物中加防过冷剂四硼酸钠，这些方法虽然有一些效果，但也只局限于某些体系。本发明发明人将无机盐水合物相变储能材料分散到纳米级微粒，包裹成纳米微胶囊，制备出复合纳米微胶囊相变储能材料，发生相变的物质被封闭在微胶囊中，有效解决相变材料的泄露、相分离及过冷问题。并申请专利《一种降低无机纳米相变储能材料熔点的方法》，申请号201310387434.7。发明人在研究中发现，复合微胶囊的相变储能材料，能解决相分离和过冷问题，还在某些情况下引起水合盐的相变温度和相变热焓发生改变。
发明内容
本发明的目的，在于研发一种有机一无机复合的由复合材料制成的相变储能复合微胶囊,以解决相变材料的泄漏,相分离及过冷问题。
本发明一种相变储能复合微胶囊的制备方法，是以无机碳酸钙为壁材包封液体石蜡和氯化钙水合物芯材加工而成的一种相变储能复合微胶囊，相变温度22℃，冷却曲线证明无过冷和相分离，储热密度862J/g,所指加工方法依次按下列步骤加工：
（1）按重量比称取无水氯化钙5份，水5份配制成溶液；
（2）按重量比称取氢氧化钙7份加入到步骤（1）中，搅拌混匀；
（3）按重量比称取0.5份硬脂酸加入到步骤（2）中，同时加入0.1份OP-10乳化剂，乳化分散，制成浆料；
（4）将步骤（3）所得浆料分散在液体石蜡中，同时按重量比加入7份碳酸盐充分搅拌制得粒径为1毫米相变储能复合微胶囊。
（5）将相变储能复合微胶囊与过量液体石蜡分离并干燥；
步骤（4）中加入的碳酸盐为选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵。
步骤（4）中加入的碳酸盐优选碳酸铵。
步骤（4）中加入的碳酸铵产生的氨气,用稀硫酸回收为硫酸铵可作肥料。
本发明一种相变储能复合微胶囊的应用，是为建材设计应用。
所指建材设计应用是用于建筑保温，隔热，储能，调温材料。
本发明氯化钙水合物﹑液体石蜡被氢氧化钙包裹，氢氧化钙与碳酸盐反应生成碳酸钙，硬脂酸促进碳酸钙硬化，使其结构成囊壁包裹氯化钙水合物、液体石蜡而成相变储能复合微胶囊。为实现碳酸钙对氯化钙水合物和液体石蜡的包裹，氢氧化钙的用量比氯化钙水合物量高。由于所配液体石蜡的凝固点和六水合氯化钙的相变点接近，可以作为有机一无机复合相变材料，达到相互间的包容，有利于氯化钙水合物在相变过程中不产生过冷和相分离。是一种非常理想的有机一无机复合相变材料。本发明制得的相变储能复合微胶囊经差示扫描量热仪分析，相变温度22℃，热焓值862J/g，无过冷和相分离很适宜于建筑保温、隔热、储能调温用。
附图说明：
图1，本发明相变储能材料复合微胶囊DSC214Polyma差示扫描量热仪分析图。
从图可知相变温度22℃，热焓值862J/g
图2，本发明相变储能复合微胶囊加热冷却曲线
从图可知，相变温度22℃，无相分离及过冷问题。
具体实施方式
实施例1，一种相变储能复合微胶囊，按下列步骤加工：
（1）称取无水氯化钙500g，水500g配制成溶液；
（2）称取氢氧化钙700g加入到步骤（1）混匀；
（3）称取50g份硬脂酸加入到步骤（2）中，同时加入10gOP-10乳化剂，乳化分散，制成浆料；
（4）将步骤（3）所得浆料分散在液体石蜡中，同时加入700g碳酸铵充分搅拌制得粒径为1毫米相变储能复合微胶囊。
（5）过滤分离掉多余的液体石蜡。
Claims (6)
1.一种相变储能复合微胶囊的制备方法，其特征是以无机碳酸钙为壁材包封液体石蜡和氯化钙水合物芯材加工而成的一种相变储能复合微胶囊，相变温度22℃，冷却曲线证明无过冷和相分离，储热密度862J/g,所指加工方法依次按下列步骤加工：
（1）按重量比称取无水氯化钙5份，水5份配制成溶液；
（2）按重量比称取氢氧化钙7份加入到步骤（1）中，搅拌混匀；
（3）按重量比称取0.5份硬脂酸加入到步骤（2）中，同时加入0.1份OP-10乳化剂，乳化分散，制成浆料；
（4）将步骤（3）所得浆料分散在液体石蜡中，同时加入7份碳酸盐充分搅拌制得粒径为1毫米相变储能复合微胶囊；
（5）将相变储能复合微胶囊与过量液体石蜡分离并干燥。
2.根据权利要求1所述的一种相变储能复合微胶囊的制备方法，其特征是步骤（4）中加入的碳酸盐为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾或碳酸铵的一种或二种。
3.根据权利要求2所述的一种相变储能复合微胶囊的制备方法，其特征是步骤（4）中加入的碳酸盐为碳酸铵。
4.根据权利要求3所述的一种相变储能复合微胶囊的制备方法，其特征是步骤（4）中加入的碳酸铵产生的氨气,用稀硫酸回收为硫酸铵可作肥料。
5.如权利要求1所述的一种相变储能复合微胶囊的应用，其特征是为建材设计应用。
6.根据权利要求5所述的一种相变储能复合微胶囊的应用，其特征是用于建筑保温，隔热，储能，调温材料。
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