CN106084179A - 一种高强度热塑性聚氨酯固‑固相变储能材料及其制备方法 - Google Patents

一种高强度热塑性聚氨酯固‑固相变储能材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高强度热塑性聚氨酯固‑固相变储能材料及其制备方法，所述热塑性聚氨酯固‑固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：聚丁二酸丁二醇酯二元醇30‑42份；聚乙二醇43‑52份；异佛尔酮二异氰酸酯12‑23份；六亚甲基二异氰酸酯5‑12份；扩链剂3‑8份；催化剂0.05‑0.2份；改性纳米二氧化硅颗粒0.01‑0.1份；其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7000‑8500，所述聚乙二醇的数均分子量为6000‑8000。本发明提供的相变储能材料的各组分间协同作用，赋予材料较高的力学性能，材料的拉伸强度大于36MPa，断裂伸长率大于921％，制备方法简单，应用范围广。

Description

一种高强度热塑性聚氨酯固-固相变储能材料及其制备方法
技术领域
本发明属于热塑性聚氨酯弹性体技术领域，涉及一种高强度热塑性聚氨酯固-固相变储能材料及其制备方法。
背景技术
随着世界能源危机的日益加剧，提高能源利用效率及开发可再生能源已成为当前人类面临的重要课题。贮能材料就是将一定形式的能量在特定的条件下贮存起来，并在特定的条件下加以释放和利用的材料，故其可以实现能量供应与人们需求一致性的目的，并达到节能降耗的作用。其中相变材料(Phase change materials，简称PCM)是利用物质发生相转变时吸收或释放出大量热量的性质来进行贮热或释能的，其具有贮热密度高、吸热或放热过程近似等温、过程易控制等优点，同时，其可与环境进行能量交换，达到控制环境温度和能量利用的目的，因此可广泛应用于热量贮存和温度控制领域，特别是在航空航天、太阳能利用、废热和余热的回收利用、工业与民用建筑采暖、空调的节能以及人体的保暖与调温等领域具有广泛的应用前景。
在保护宇航员和精密仪器设备免受外太空温度急剧变化影响的应用中，相变贮能材料表现出了优越的性能，如美国国家航天航空局研制了具有温度调节功能的纺织品应用于太空穿梭机及宇航服材料。此外，美国现有两家公司成功地采用相变材料生产出一种新型保健服装，该服装可以随时自动地调节人体体温，使人体始终处于“舒服佳”状态，大大地提高了人们的生活质量和工作效率。
目前，大多数实用化且研究较为成熟的相变材料主要是固-液相变材料。但此类材料在相变过程中会有液体出现，使用时须采用容器进行包装以对其形状进行控制，这不仅会增加系统的成本，同时也使其应用范围受到限制，因此，近年来，固-固相变材料的研究和应用得到迅速的发展。高分子固-固相变材料以其储热容量大，相变体积变化小，不需要容器盛装，可与其他材料结合，容易制成各种形态，甚至可直接用作系统的基体材料等优点而成为相变材料中最有发展前途的研究领域。高分子固-固相变材料主要包括：形状稳定的相变材料、微胶囊包封相变材料以及以化学方法合成的性能稳定的固-固相变材料等三大类，其中以化学方法合成的性能稳定的固-固相变材料的实质是利用接枝或嵌段的方法，把具有较高相变焓以及合适相变温度的高分子固-液相变物质通过化学反应的方式合成出化学性质相对稳定的高分子固-固相变材料，目前正在研究的材料主要有：交联聚烯烃和交联聚缩醛、聚乙二醇/纤维素及其衍生物复合固态相变材料以及以聚乙二醇为软段的聚氨酯相变材料等。
在聚氨酯相变材料的研究方面，以聚乙二醇为原料合成聚氨酯固-固相变材料最具代表性，如：湘潭大学的刘朋生课题组使用分子量为6000的聚乙二醇和甲苯二异氰酸酯(TDI)合成了聚氨酯固-固相变材料，并采用不同的方式对聚氨酯固-固相变材料进行了改性。中国工程物理研究院的田春蓉课题组也采用不同分子量的聚乙二醇为原料，合成了一系列具有不同相变焓与相变温度的聚氨酯固-固相变材料。上述方法制备的聚氨酯固-固相变材料的相变焓较高，接近或大于100J/g，其相变温度在40℃-60℃，但其力学性能较差，如其拉伸强度小于5MPa，断裂伸长率低于200％，这些缺点限制了其在某些特殊环境如在织物纤维领域的应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高强度热塑性聚氨酯固-固相变储能材料及其制备方法，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料能够使得系统具有较高的安全性、稳定性及可靠性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7000-8500，如7200、7500、7800、8000、8100、8200或8400等，优选为7600-8000；所述聚乙二醇的数均分子量为6000-8000，如6200、6300、6500、6700、7000、7200、7400、7600或7800等，优选为6700-7200。
制备所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的原料中所述聚丁二酸丁二醇酯二元醇的重量份数为30-42份，如31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份或41份等；聚乙二醇为43-52份，如44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份或51份等；异佛尔酮二异氰酸酯为12-23份，如13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份或22份等；六亚甲基二异氰酸酯为5-12份，如6份、7份、8份、9份、10份或11份等；扩链剂为3-8份，如4份、5份、6份或7份等；催化剂为0.05-0.2份，如0.06份、0.07份、0.09份、0.1份、0.12份、0.15份或0.18份等；改性纳米二氧化硅颗粒为0.01-0.1份，如0.02份、0.03份、0.05份、0.07份或0.09份等。
本发明提供的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料中特定含量的组分间具有协同作用，最终得到的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料具有优异的机械性能，材料的拉伸强度大于36MPa，断裂伸长率大于921％，可广泛应用于相变储能技术领域。
本发明中如无特殊说明，所述高强度是指材料的拉伸强度大于36MPa，断裂伸长率大于921％。
优选地，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
优选地，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)改性的二氧化硅纳米颗粒。
优选地，所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为15-500nm，如20、30、50、60、80、100、120、150、180、200、220、250、280、310、350、400、420、450或470等。
所述异佛尔酮二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的质量比为1.5-3:1，如1.8:1、2.0:1、2.3:1、2.5:1或2.8:1等。
所述扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇或二缩乙二醇中的任意一种或至少两种的组合，优选为质量比为1-3:1的乙二醇与1,4-丁二醇，如1.2:1、1.5:1、1.8:1、2.1:1、2.5:1或2.8:1等。典型但非限制性的组合如乙二醇与1,4-丁二醇，1,6-己二醇与二缩乙二醇，1,4-丁二醇与1,6-己二醇，1,4-丁二醇、1,6-己二醇与二缩乙二醇。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或辛酸锌中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合如二月桂酸二丁基锡与辛酸亚锡，二月桂酸二丁基锡与辛酸锌，二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡与辛酸锌。
本发明的目的之一还在于提供一种如上所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇进行脱水处理，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下混合均匀，并向其中加入催化剂，使反应在60℃-80℃条件下反应20min-60min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应，脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物固化，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
步骤(1)所述脱水处理在120℃-140℃、真空条件下进行，如在温度为122℃、125℃、128℃、130℃、132℃、135℃或138℃等的真空条件下进行。
优选地，步骤(1)所述脱水处理的时间为2h-4h，如2.2h、2.5h、2.8h、3.1h、3.3h、3.5h或3.8h等。
步骤(2)所述反应的温度为60℃-80℃，如63℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃或78℃等，反应的时间为20min-60min，如22min、25min、30min、34min、38min、42min、48min、52min或58min等。
优选地，步骤(2)所述混合通过搅拌进行，所述搅拌的转速为200rpm-1000rpm，如250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、420rpm、450rpm、500rpm、550rpm、600rpm、650rpm、700rpm、750rpm、800rpm、900rpm或950rpm等。
优选地，步骤(2)所述的惰性气氛为氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛中的任意一种或至少两种的组合。所述惰性气氛用于避免反应原料氧化。
优选地，步骤(3)所述扩链反应的时间为15min-30min，如18min、20min、22min、25min或28min等。
优选地，步骤(4)所述固化在80℃-100℃的烘箱中进行，如85、88、91、93、95或98等。
优选地，步骤(4)所述固化的时间为12h-24h，如13℃、15℃、18℃、20℃、22℃或23℃等。
作为优选的技术方案，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在120℃-140℃、真空条件下脱水2h-4h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以200rpm-1000rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在60℃-80℃条件下反应20min-60min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应15min-30min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在80℃-100℃的烘箱固化12h-24h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的各组分间发生协同作用，使得所述储能材料同时具有较高的相变焓、较高的拉伸强度及较大的断裂伸长率，且材料的相转变过程为固-固相变，其熔融峰温(升温过程的相变温度)为40℃-50℃，结晶峰温(降温过程的相变温度)为25℃-30℃，材料的拉伸强度大于36MPa，断裂伸长率大于921％，可用于对力学性能有特殊需求的控温环境。
本发明提供的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法简单，容易操作，适宜大规模应用。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为8000-8500，所述聚乙二醇的数均分子量为7500-8000。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为15-50nm。
所述扩链剂为乙二醇。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在120℃、真空条件下脱水4h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以200rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在80℃条件下反应20min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应30min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在80℃的烘箱固化24h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
实施例2
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7000-7500，所述聚乙二醇的数均分子量为6000-6500。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为50-150nm。
所述扩链剂为1,4-丁二醇与1,6-己二醇。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在140℃、真空条件下脱水2h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以1000rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在60℃条件下反应60min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应15min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在100℃的烘箱固化12h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
实施例3
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7600-8000；所述聚乙二醇的数均分子量为6700-7200。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为200-300nm。
所述扩链剂为质量比为1:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
所述催化剂为辛酸亚锡和辛酸锌。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在130℃、真空条件下脱水3h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以500rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在70℃条件下反应30min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应25min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在90℃的烘箱固化15h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
实施例4
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为8000-8500；所述聚乙二醇的数均分子量为7000-8000。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为350-500nm。
所述扩链剂为质量比为3:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在125℃、真空条件下脱水3.5h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以800rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在65℃条件下反应40min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应20min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在85℃的烘箱固化20h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
实施例5
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7600-8000；所述聚乙二醇的数均分子量为6700-7200。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为400-500nm。
所述扩链剂为质量比为2:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在135℃、真空条件下脱水3h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以900rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在75℃条件下反应40min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应20min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在95℃的烘箱固化16h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
实施例6
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7600-8000；所述聚乙二醇的数均分子量为6700-7200。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为400-500nm。
所述扩链剂为质量比为2:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇在128℃、真空条件下脱水2.5h，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下，以600rpm的搅拌速度混合均匀，搅拌的同时向其中加入催化剂，使反应在72℃条件下反应50min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应25min，之后，并脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物在85℃的烘箱固化21h，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
对比例1
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7600-8000；所述聚乙二醇的数均分子量为6700-7200。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为400-500nm。
所述扩链剂为质量比为2:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法与实施例5相同。
对比例2
一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7600-8000；所述聚乙二醇的数均分子量为6700-7200。
所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为400-500nm。
所述扩链剂为质量比为2:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
所述催化剂为辛酸亚锡。
所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法与实施例5相同。
对比例3
除将聚丁二酸丁二醇酯二元醇替换为聚乙二醇外，其余与实施例5相同。
对比例4
除将聚乙二醇替换为聚丁二酸丁二醇酯二元醇外，其余与实施例5相同。
对比例5
除将异佛尔酮二异氰酸酯替换为六亚甲基二异氰酸酯外，其余与实施例5相同。
对比例6
除将六亚甲基二异氰酸酯替换为异佛尔酮二异氰酸酯外，其余与实施例5相同。
对比例7
除不含有改性纳米二氧化硅颗粒外，其余与实施例5相同。
对比例8
除聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为6000-7000外，其余与实施例5相同。
对比例9
除聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为8600-9000外，其余与实施例5相同。
对比例10
除聚乙二醇的数均分子量为5000-5800外，其余与实施例5相同。
对比例11
除所述聚乙二醇的数均分子量为8200-8500外，其余与实施例5相同。
对如上所述的实施例和对比例进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料具有优异的力学性能，其拉伸强度大于36MPa，断裂伸长率大于921％；对比例的测试结果说明本发明提供的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的特定含量的原料之间具有协同作用。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
其中，聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7000-8500，所述聚乙二醇的数均分子量为6000-8000。
2.根据权利要求1所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
3.根据权利要求1或2所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料按重量份数由如下原料制备得到：
4.根据权利要求1-3之一所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅颗粒为γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷改性的二氧化硅纳米颗粒；
优选地，所述改性纳米二氧化硅颗粒的粒径为15-500nm。
5.根据权利要求1-4之一所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述聚丁二酸丁二醇酯二元醇的数均分子量为7600-8000；
优选地，所述聚乙二醇的数均分子量为6700-7200。
6.利用权利要求1-5之一所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述异佛尔酮二异氰酸酯与六亚甲基二异氰酸酯的质量比为1.5-3:1。
7.根据权利要求1-6之一所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述扩链剂为乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇或二缩乙二醇中的任意一种或至少两种的组合，优选为质量比为1-3:1的乙二醇与1,4-丁二醇。
8.根据权利要求1-7之一所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或辛酸锌中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1-8之一所述的热塑性聚氨酯固-固相变储能材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚丁二酸丁二酯二元醇和聚乙二醇进行脱水处理，使原料中的水分含量低于0.02％；
(2)将配方量的异佛尔酮二氰酸酯和六亚甲基二异氰酸酯加入步骤(1)的原料中，在惰性气体保护下混合均匀，并向其中加入催化剂，使反应在60℃-80℃条件下反应20min-60min，得到预聚体；
(3)向所述预聚体中加入配方量的扩链剂和改性纳米二氧化硅颗粒，进行扩链反应，脱除反应产物中的气泡；
(4)将脱泡处理后的反应产物固化，冷却后得到所述热塑性聚氨酯固-固相变储能材料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述脱水处理在120℃-140℃、真空条件下进行；
优选地，步骤(1)所述脱水处理的时间为2h-4h；
优选地，步骤(2)所述混合通过搅拌进行，所述搅拌的转速为200rpm-1000rpm；
优选地，步骤(3)所述扩链反应的时间为15min-30min；
优选地，步骤(4)所述固化在80℃-100℃的烘箱中进行；
优选地，步骤(4)所述固化的时间为12h-24h。
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