CN106590539A - 一种以硅胶为基体的复合相变材料及其制作方法 - Google Patents

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焦冬生
杨家昌
谢朝辉
吴长林
邓军
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    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials

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Abstract

本申请公开了一种以硅胶为基体的复合相变材料，其包括多孔基体和相变主体，相变主体填充于多孔基体的内部孔洞中，其中多孔基体为有机硅胶，相变主体为颗粒状或粉末状的有机醇类或无机盐。本申请的以硅胶为基体的复合相变材料的表面没有开口，相变主体不易泄漏，有机硅胶在常温下即可固化定型，工序简单，制作方便，成本低廉，便于推广。

Description

一种以硅胶为基体的复合相变材料及其制作方法
技术领域
本申请属于相变储能材料技术领域，具体地说，涉及一种以硅胶为基体的复合相变材料及其制作方法。
背景技术
目前,储存热能的主要方法包括显热储存、潜热(相变热)储存和化学反应热储存。显热储存是根据材料本身的比热容进行的,当一定质量的储热材料温度升高或降低时，会吸收或释放一定的热量，以此达到蓄热的目的。化学反应热储存是利用储热材料相接触时发生化学反应而吸热或放热,通过化学能与热能的转换把热能储存起来。潜热储能又称相变储能,它是利用相变材料在发生相变时吸收或释放大量的热量的原理来进行蓄热。
相变材料发生相变后，其形态和体积会相应变化，目前大多数相变材料为固-液相变材料，为了固定液态相变材料的形状，需要对相变材料进行封装。相变材料封装后，不仅降低了相变时的换热速率，而且增加了封装成本。
为了改善相变材料的传热速率和降低成本，通常采用多孔材料封装相变材料。多孔材料的熔点高于相变材料的熔点，相变材料发生相变时，多孔材料作支撑，使得整个构件形状保持不变。传统的多孔材料主要以聚乙烯等高分子材料为基体，制备方法是将相变材料与多孔材料进行高温融合，然后冷凝成型得到成品，其中聚乙烯形成多孔介质，相变材料填充于孔隙之中。然而由于孔径或相变材料的粒径无法控制，多孔材料表面有大量的开口结构，使得相变材料在相变时容易从这些开口泄漏出来。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请揭示了一种以硅胶为基体的复合相变材料，其包括多孔基体和相变主体，相变主体位于多孔基体的内部孔洞中，其中多孔基体为有机硅胶，相变主体为颗粒状或粉末状的有机醇类或无机盐。
根据本申请的一实施方式，上述相变主体的重量百分数为50％～90％。
根据本申请的一实施方式，上述相变主体为石蜡或芒硝。
本申请还揭示了一种以硅胶为基体的复合相变材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多种不同粒径的有机醇类或无机盐按比例混合制得相变主体；
将多孔基体的有机硅胶与所述相变主体混合，形成混合物，其中有机硅胶为液态；及
将混合物加入模具中固化定型，制得成品，成品包括多孔基体及填充于多孔基体的多个孔洞的相变主体。
根据本申请的一实施方式，还包括于成品的表面形成封装层，其中封装层通过涂覆液态有机硅胶于成品的表面固化而成。
本申请的以硅胶为基体的复合相变材料的表面没有开口，相变主体不易泄漏，有机硅胶在常温下即可固化定型，工序简单，制作方便，成本低廉，便于推广。
具体实施方式
以下将揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。
本申请提供一种以硅胶为基体的复合相变材料，其包括多孔基体和相变主体，多孔基体内部具有多个孔洞，相变主体位于多个孔洞中，其中多孔基体由液态有机硅胶固化而成，相变主体为颗粒状或粉末状的有机醇类或无机盐，相变主体的重量百分数为50％～90％。
下述说明本申请的以硅胶为基体的复合相变材料的制作方法。将多种不同粒径的颗粒状或粉末状的有机醇类或无机盐按照一定比例混合制得相变主体，将相变主体与液态的有机硅胶按照比例在常温下充分混合形成混合物，其中相变主体的重量百分数为50％～90％，其可以为石蜡或芒硝，石蜡或芒硝的成本低廉，余量为有机硅胶。再将形成的混合物倒入模具中，根据所需成品的形状选择对应形状的模具，液态有机硅胶可在常温下固化，亦可通过加热加速固化，混合物在模具内逐渐固化定型，即制得成品，液态有机硅胶在固化的过程中形成多个孔洞，颗粒或粉末状的相变主体填充于多个孔洞中，形成的成品表面仅具有少量开口。优选地，在成品表面涂覆一层液态有机硅胶，其固化后形成封装层，将成品表面的开口进一步填充密封，防止内部的相变主体泄漏。
综上所述，本申请的一或多个实施方式中，本申请的以硅胶为基体的复合相变材料的表面没有开口，相变主体不易泄漏，有机硅胶在常温下即可固化定型，工序简单，制作方便，成本低廉，便于推广。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种以硅胶为基体的复合相变材料，其特征在于，包括多孔基体和相变主体，所述相变主体位于所述多孔基体的内部孔洞中，其中多孔基体为有机硅胶，相变主体为颗粒状或粉末状的有机醇类或无机盐。
2.如权利要求1所述的以硅胶为基体的复合相变材料，其特征在于，所述相变主体的重量百分数为50％～90％。
3.如权利要求1或2所述的以硅胶为基体的复合相变材料，其特征在于，所述相变主体为石蜡或芒硝。
4.一种如权利要求2所述的以硅胶为基体的复合相变材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多种不同粒径的有机醇类或无机盐混合制得相变主体；
将所述多孔基体的有机硅胶与所述相变主体混合，形成混合物，其中所述有机硅胶为液态，所述相变主体具有多种不同粒径；及
将所述混合物加入模具中固化定型，制得成品，其中所述成品包括所述多孔基体及填充于所述多孔基体的多个孔洞的所述相变主体。
5.如权利要求4所述的以硅胶为基体的复合相变材料的制作方法，其特征在于，还包括于所述成品的表面形成封装层，其中所述封装层通过涂覆液态有机硅胶于所述成品的表面固化而成。
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