CN109705815A - 一种相变隔热材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种相变隔热材料及其制备方法，相变隔热材料由内核材料、外壳材料和封装材料组成，该内核材料为有机类相变材料，该外壳材料为网化的泡沫材料，封装材料为填充氧化铝纤维的聚氨酯灌封胶。利用物理灌注的方式，将处于融化态的内核材料直接灌注到外壳材料中，待其冷却成型后，形成半成品材料，在该半成品材料四周涂覆封装材料，最终制得相变隔热材料。本发明相变隔热材料及其制备方法，可提高建筑和冷库的隔热效果，阻隔辐射热量的传递路径，实现节能的目的。

Description

一种相变隔热材料及其制备方法
技术领域
本发明属于隔热材料技术领域，特别是一种相变隔热材料及其制备方法。
背景技术
伴随着夏季强烈的日光辐射，给暴露在日照条件下的建筑、金属箱体以及箱体内的设备温度控制造成了极大的影响，主要表现为空调的数量增多，箱体过热导致设备温度超标，安全性和可靠性降低，为此隔热降温成为了节约能源和保证设备安全运行的一类关键技术。
相变隔热材料是指能在特定温度(相变温度)下发生物相变化的材料，材料的分子排列在有序与无序之间迅速转变，同时伴随着吸收或释放热能的现象来储存或放出热量，进而调整、控制工作源或材料周围环境温度，以实现其特定的应用功能。在二次世界大战期间，由于战时高温环境的迫切需求，相变隔热材料应运而生，在第二次世界大战以后，各国对其展开了比较系统的科学研究工作。20世纪70年代末美国国家航空航天局将相变隔热材料应用于太空穿梭机及宇航服材料的相关项目研究上。20世纪90年代初，美国Outlast公司得到了Triangle公司用微胶囊技术制造蓄热调温纺织品的专利授权，于1997年开始生产和销售含有蓄热调温微胶囊的纤维、织物。近年来，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，相变隔热材料表现了优越的性能。由于在太阳能储存介质、自动调温建筑的温控材料、军事领域中的伪装材料、登山服及极地科考服等抗严寒织物材料、大功率集成电路及电子元件的散热材料等领域均具有巨大的潜在应用价值，相变储能材料已迅速成为当今隔热材料科学研究领域的热点之一。国内对相变材料的研究主要处于制备工艺和材料性能的研究，在应用领域涉及较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种相变隔热材料及其制备方法，可提高建筑和冷库的隔热效果，阻隔辐射热量的传递路径，实现节能的目的，以解决建筑外墙、箱体、冷库等隔热降温的技术难题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种相变隔热材料，由内核材料、外壳材料和封装材料组成，该内核材料为有机类相变材料，该外壳材料为网化的泡沫材料，封装材料为填充氧化铝纤维的聚氨酯灌封胶。
进一步的，所述内核材料为相变石蜡、硬脂酸丁脂、十六醇中的一种或几种。
进一步的，所述外壳材料为具有开孔结构的聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫材料中的一种或几种。
一种所述的相变隔热材料的制备方法，利用物理灌注的方式，将处于融化态的内核材料直接灌注到外壳材料中，待其冷却成型后，形成半成品材料，在该半成品材料四周涂覆封装材料，最终制得相变隔热材料。
进一步的，所述内核材料为70％相变石蜡和30％十六醇。
本发明的有益效果是：本发明相变隔热材料与普通隔热泡沫材料相比，能够在更长的时间内延缓热量的传递过程，从而起到有效的隔热作用，在建筑节能、箱体降温、冷库保温领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明相变隔热材料的制备方法的流程示意图。
图2是本发明相变隔热材料与现有隔热材料的实验对比示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：相变隔热材料的制备
采用物理共混的方式按照70％相变石蜡+30％十六醇的配比制备出内核材料1。将配好的内核材料1在一定温度下进行加热处理，待其达到一定黏度后，按照图1所示的示意图将其灌注至聚氨酯泡沫材料2中，最后利用填充氧化铝纤维的聚氨酯灌封胶3其进行封闭处理。
实施例2：相变隔热材料的实际应用效果
将制得的相变隔热材料贴装到室外箱体表面，并与商用的聚氨酯隔热泡沫材料进行对比，箱体的温度变化曲线如图2所示。从图2中可以看出，采用相变隔热泡沫材料的试验箱的隔热效果明显比采用普通隔热泡沫的对照箱要好。50℃时对照箱在80分钟时温度基本稳定在40℃左右，130分钟时温度则稳定在43℃左右，对比各环境温度下实验箱与对照箱的温度曲线，实验箱最终稳定温度要比对照箱的温度低5℃～6℃。并且随着外界环境温度的增加，两条曲线的峰值温度区间逐渐拉大，说明相变隔热材料的控温性能随着环境温度升高而提高。另外从温度上升过程上来看，采用相变隔热材料的箱体温度在130分钟之内基本呈现一个缓慢上升的趋势,而普通隔热泡沫则在60分钟就迅速达到了最高温度，这表明相变隔热材料相比普通隔热泡沫能够在更长的时间内进一步延缓热量的传递过程，起到了降低箱内箱内温度的作用。
需要说明的是，以上所述仅是本发明较佳的具体实施方式而已，目的是为了使本领域技术人员更好的理解本发明，不应用以限制本发明的范围及应用，凡是在本发明的精神或原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本发明所保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种相变隔热材料，其特征在于，由内核材料、外壳材料和封装材料组成，该内核材料为有机类相变材料，该外壳材料为网化的泡沫材料，封装材料为填充氧化铝纤维的聚氨酯灌封胶。
2.根据权利要求1所述的相变隔热材料，其特征在于：所述内核材料为相变石蜡、硬脂酸丁脂、十六醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的相变隔热材料，其特征在于：所述外壳材料为具有开孔结构的聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯泡沫材料中的一种或几种。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的相变隔热材料的制备方法，其特征在于：利用物理灌注的方式，将处于融化态的内核材料直接灌注到外壳材料中，待其冷却成型后，形成半成品材料，在该半成品材料四周涂覆封装材料，最终制得相变隔热材料。
5.根据权利要求4所述的相变隔热材料的制备方法，其特征在于：所述内核材料为70％相变石蜡和30％十六醇。
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