CN111073601A - 一种高强导热相变储能材料及其制备方法 - Google Patents

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苏杨
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Abstract

本发明公开了一种高强导热相变储能材料及其制备方法，其原料按重量份配比包括：相变材料50～60份，基体材料30～40份，载体材料10～15份，填料1～5份，导热增强剂1～5份，所述相变材料为石蜡，所述基体材料为高密度聚乙烯或十八醇中的一种，所述载体材料为有机蒙脱土，所述填料为碳纳米管，所述导热增强剂为白石墨、纳米氧化铝、石墨烯或膨胀石墨中的一种，所述碳纳米管的粒度为10～100纳米，其制备方法包括如下步骤：1）预混合；2）密炼；3）压膜。该高强导热相变储能材料的导热性能好，具备较佳的储热性能，使其能源的转换效率较高，稳定性较好，重复性能好，有效延长了相变储能材料的使用寿命。

Description

一种高强导热相变储能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高强导热相变储能材料及其制备方法，属于相变储能材料领域。
背景技术
相变材料是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质，转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热，这种材料一旦在人类生活被广泛应用，将成为节能环保的最佳绿色环保载体，所谓相变储能是指物质在相变化过程中吸收或释放能量．正是这一特性构成了相变储能材料具有广泛应用的理论基础。
相变材料可分为有机和无机相变材料，亦可分为水合盐相变材料和蜡质相变材料，我们最常见的相变材料非水莫属了，当温度低至0°C时，水由液态变为固态（结冰），当温度高于0°C时水由固态变为液态（溶解），在结冰过程中吸入并储存了大量的冷能量，而在溶解过程中吸收大量的热能量，冰的数量（体积）越大，溶解过程需要的时间越长，有机相变材料和无机相变材料的最大区别在于运用到建筑材料等方面耐久性和防火性的差异，后者多优于前者。
相变储能材料在日常生活中的应用十分广泛，但是现有的相变储能材料的导热效果较差，导致了其能源的转换效率较低，稳定性较差，重复性能差，使得相变储能材料的使用寿命较短。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种高强导热相变储能材料及其制备方法，以解决现有的相变储能材料的导热效果较差，导致了其能源的转换效率较低，稳定性较差，重复性能差，使得相变储能材料的使用寿命较短问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高强导热相变储能材料，其原料按重量份配比包括：相变材料50～60份，基体材料30～40份，载体材料10～15份，填料1～5份，导热增强剂1～5份。
本发明进一步设置为，所述相变材料为石蜡。
本发明进一步设置为，所述基体材料为高密度聚乙烯或十八醇中的一种或两种。
本发明进一步设置为，所述载体材料为有机蒙脱土。
本发明进一步设置为，所述填料为碳纳米管。
本发明进一步设置为，所述导热增强剂为白石墨、纳米氧化铝、碳纤维、石墨烯或膨胀石墨中的一种或多种。
本发明进一步设置为，所述碳纳米管的粒度为10～100纳米。
本发明所述一种高强导热相变储能材料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂至于研钵中，用钵杵进行研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
本发明进一步设置为，所述步骤2）中密炼机的工作温度为120～135℃，密炼时间为15～30min。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）该高强导热相变储能材料的导热性能好，具备较佳的储热性能，使其能源的转换效率较高，稳定性较好，重复性能好，有效延长了相变储能材料的使用寿命。
（2）该高强导热相变储能材料通过有机蒙脱土的加入，有机蒙脱土具有立体层状结构，是很好的载体材料，有机蒙脱土的加入可减小石蜡的渗透率，提高复合相变材料的储热效率。
（3）该高强导热相变储能材料通过填料和导热加强剂的加入，其中碳纳米管作为填料，提高了该相变储能材料的导热系数，以及白石墨、纳米氧化铝、石墨烯或膨胀石墨作为导热加强剂，它们均具备较好的导热效果，同样有效的提高了该相变储能材料的导热系数，使得该相变储能材料的导热性能更好，稳定性能更好。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强导热相变储能材料，其原料按重量份配比包括：相变材料50份，基体材料30份，载体材料15份，填料2份，导热增强剂3份。
其中，相变材料为石蜡，基体材料为高密度聚乙烯，载体材料为有机蒙脱土，填料为碳纳米管，导热增强剂为白石墨，碳纳米管的粒度为30纳米。
上述高强导热相变储能材料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂至于研钵中，用钵杵进行研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，温度为120℃，密炼时间为30min；密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
实施例2
一种高强导热相变储能材料，其原料按重量份配比包括：相变材料51份，基体材料37份，载体材料14份，填料5份，导热增强剂2份。
其中，相变材料为石蜡，基体材料为十八醇，载体材料为有机蒙脱土，填料为碳纳米管，导热增强剂为纳米氧化铝，碳纳米管的粒度为50纳米。
上述高强导热相变储能材料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂至于研钵中，用钵杵进行研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，温度为125℃，密炼时间为15min；密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
实施例3
一种高强导热相变储能材料，其原料按重量份配比为：相变材料60份，基体材料32份，载体材料13份，填料1份，导热增强剂5份。
其中，相变材料为石蜡，基体材料为高密度聚乙烯和十八醇的混合物，载体材料为有机蒙脱土，填料为碳纳米管，导热增强剂为石墨烯，碳纳米管的粒度为80纳米。
上述高强导热相变储能材料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂至于研钵中，用钵杵进行研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，温度为130℃，密炼时间为24min；密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
实施例4
一种高强导热相变储能材料，其原料按重量份配比包括：相变材料53份，基体材料35份，载体材料12份，填料3份，导热增强剂1份。
其中，相变材料为石蜡，基体材料为高密度聚乙烯和十八醇的混合物。，载体材料为有机蒙脱土，填料为碳纳米管，导热增强剂为膨胀石墨，碳纳米管的粒度为10纳米。
上述高强导热相变储能材料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂至于研钵中，用钵杵进行研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，温度为122℃，密炼时间为21min，密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
实施例5
一种高强导热相变储能材料，其原料按重量份配比包括：相变材料54份，基体材料40份，载体材料10份，填料2份，导热增强剂2份。
其中，相变材料为石蜡，基体材料为高密度聚乙烯和十八醇的混合物，载体材料为有机蒙脱土，填料为碳纳米管，导热增强剂为纳米氧化铝和碳纤维的混合物，碳纳米管的粒度为100纳米。
上述高强导热相变储能材料的制备方法，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂至于研钵中，用钵杵进行研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，温度为132℃，密炼时间为18min，密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高强导热相变储能材料，其特征在于，其原料按重量份配比包括：相变材料50～60份，基体材料30～40份，载体材料10～15份，填料1～5份，导热增强剂1～5份。
2.根据权利要求1所述的一种高强导热相变储能材料，其特征在于，所述相变材料为石蜡。
3.根据权利要求1所述的一种高强导热相变储能材料，其特征在于，所述基体材料为高密度聚乙烯或十八醇中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种高强导热相变储能材料，其特征在于，所述载体材料为有机蒙脱土。
5.根据权利要求1所述的一种高强导热相变储能材料，其特征在于，所述填料为碳纳米管。
6.根据权利要求1所述的一种高强导热相变储能材料，其特征在于，所述导热增强剂为白石墨、纳米氧化铝、石墨烯、碳纤维或膨胀石墨中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的一种高强导热相变储能材料，其特征在于，所述碳纳米管的粒度为10～100纳米。
8.根据权利要求1～7任一项所述的一种高强导热相变储能材料的制备方法，其特征在于，该制备方法具体包括如下步骤：
1）预混合，按比例将相变材料、基体材料、载体材料、填料和导热增强剂研磨混合半小时，制得混合原料；
2）密炼，将研磨混合后的混合原料加入密炼机中，然后开启密炼机进行加热密炼，密炼完毕后，关闭密炼机并将样品取出；
3）压膜，用油压机对取出后的样品进行压膜，制得成品。
9.根据权利要求8所述的一种高强导热相变储能材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中密炼机的工作温度为120～135℃，密炼时间为15～30min。
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CN114056361A (zh) * 2020-07-30 2022-02-18 北京机械设备研究所 一种用于高铁意外停电应急使用的通风管路及制造方法

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