CN112574716B - 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用 - Google Patents

一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112574716B
CN112574716B CN201910934014.3A CN201910934014A CN112574716B CN 112574716 B CN112574716 B CN 112574716B CN 201910934014 A CN201910934014 A CN 201910934014A CN 112574716 B CN112574716 B CN 112574716B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase change
composite phase
heat storage
storage material
change heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910934014.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112574716A (zh
Inventor
李传常
张波
陈荐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha University of Science and Technology
Original Assignee
Changsha University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha University of Science and Technology filed Critical Changsha University of Science and Technology
Priority to CN201910934014.3A priority Critical patent/CN112574716B/zh
Priority to PCT/CN2019/126846 priority patent/WO2021056870A1/zh
Publication of CN112574716A publication Critical patent/CN112574716A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112574716B publication Critical patent/CN112574716B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)

Abstract

本发明属于储热材料领域，具体公开了一种复合相变调节剂，其包括十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺和十二烷基苯磺酸钠。本发明还提供了一种包含所述的复合相变调节剂的复合相变储热材料，以及还包含所述的复合相变储热材料的制备和应用。本发明发现，十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠的四元活性成分联合具有协同性，可以有效协同改善相变材料相分离、过冷的问题，调控相变材料晶体的结晶行为，辅助改善相变材料的相变行为。本发明组分设置合理、加工工艺简单、可定向调控材料的储热行为，适应性强，便于大规模的规模化应用。

Description

一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和 应用
技术领域
本发明属于储热材料领域，具体涉及复合相变调节剂及其复合相变储热材料。
背景技术
在能源危机与环境污染双重压力下，提高能源利用效率与保护环境成为世界能源领域内的关注热点。针对大多数的能源都存在着间断性和不稳定性的问题，储热技术被证明是一种能有效提高能源利用率和环境友好型的能源利用方式。其通过特定的装置和特定的材料把热能储存起来，供需要时使用，可有效解决由于时间和地点限制以及供热和用热的不匹配、不均匀导致的能源利用率低、资源浪费等问题。储热材料对储热技术的发展起着关键的作用，是决定储热技术水平的重要因素。
十水硫酸钠发生相变可以储存热量，储热容量大，作为相变材料被广泛应用于储热行业。但是，十水硫酸钠发生相变时相分离严重，且水合盐结晶的成核问题导致过冷度高(＞20℃)，还存在易流动且导热系数低(0.544W·m-1·K-1)等问题。目前，主要通过采用添加水、相变调节剂的方式改善其相分离、过冷的问题，采用多孔基体(如：多孔金属、多孔矿物等)装载十水硫酸钠固定其形状并提高导热性能，制备定型复合相变储热材料。现有研究中采用调节剂虽能克服十水硫酸钠相分离严重、过冷度高等缺点，但是不能改善其相变(放热)过程的热传导稳定性与均匀性，即不能改变十水硫酸钠的储热行为，无法满足不同应用场合的需求，从而使十水硫酸钠的应用受到限制。因此，在克服其现有缺点的基础上，需定根据应用需求，定向调控十水硫酸钠的储热行为。
发明内容
本发明第一目的在于，提供一种复合相变调节剂。
本发明第二目的在于，提供一种包含所述的复合相变调节剂的复合相变储热材料。
本发明第三目的在于，提供所述的复合相变储热材料的制备方法。
本发明第四目的在于，提供所述的复合相变储热材料的应用。
一种复合相变调节剂，包括十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺和十二烷基苯磺酸钠。
本发明发现，十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠的四元活性成分联合具有协同性，可以有效协同改善相变材料相分离、过冷的问题，调控相变材料晶体的结晶行为，辅助改善相变材料的相变行为。
本发明人研究发现，对复合相变调节剂中的各成分的比例进行调控，有助于进一步提升各成分的协同效果。
作为优选，复合相变调节剂中，十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2-4：1-3：1-3：2-4；进一步优选为3:2:2:3。
本发明还提供了一种复合相变储热材料，包括十水硫酸钠和所述的复合相变调节剂。
研究发现，本发明所述的复合相变调节剂和十水硫酸钠具有协同性，可以有效改善十水硫酸钠的相分离、过冷的问题；可以改变十水硫酸钠相变行为，避免放热闭环现象。
研究发现，控制十水硫酸钠、复合相变调节剂的比例，有助于进一步提升协同性，调控相变行为。
作为优选，十水硫酸钠的重量份为80-85份；复合相变调节剂的重量份为9-11份。
作为优选，所述的复合相变储热材料中，还包含多孔基底。所述的多孔基底可以为行业内所熟知的具有多孔特性的材料。优选的复合相变储热材料，包括多孔基底，以及分散在多孔基底中的十水硫酸钠和复合相变调节剂。研究发现，该优选的复合相变储热材料能够进一步改善十水硫酸钠的相分离、过冷的问题；进一步避免放热闭环现象。
作为优选，所述的多孔基底为膨胀石墨。
优选采用的膨胀石墨作为多孔基底，其丰富的孔隙结构与高导热性能的轻质碳骨架，可实现相变材料的无泄漏封装及复合相变储热材料的导热能力的大幅提升，为其在轻质建筑围护结构上的应用提供性能优势。
作为优选：多孔基底的重量份为5-10份。
进一步优选，多孔基底的重量份为7-10份。本发明人研究意外发现，所述比例下的多孔基底，配合所述的复合相变调节剂，可以显著改善相变行为，有效避免放热闭环现象；此外，在避免放热闭环的前提下，还能够改善热能响应速度和热传导能力。
本发明一种更优选的复合相变储热材料，所述的复合相变储热材料包括膨胀石墨，以及分散在膨胀石墨中的十水硫酸钠和复合相变调节剂；所述的复合相变调节剂包括质量比为3:2:2:3的十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠；十水硫酸钠、复合相变调节剂、膨胀石墨的质量比为：80-85:9-11：7-10。
本发明优选的复合相变储热材料，吸热温度区间为25-40℃，在吸热区间存在一个吸热峰；所述储热材料的放热温度区间为15-25℃，在放热温度区间存在1个放热峰，相变材料的过冷度不超过10℃。
本发明还提供了一种复合相变储热材料的制备方法，将十水硫酸钠和复合相变调节剂混合得到。
优选的制备方法，将十水硫酸钠和复合相变调节剂混合，随后再和多孔基底混合，即得。
进一步优选，所述的制备方法包括下述步骤：
步骤一
按设计的组分配取十水硫酸钠、十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、膨胀石墨；先在配取的十水硫酸钠中加入十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，在40-60℃下加热，得到混合物A(十水硫酸钠-十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠复合材料)；
步骤二
先将步骤一配取膨胀石墨置于容器底部，再将步骤一所得混合物A均匀覆盖于膨胀石墨上并搅拌均匀，在负压条件下控制温度为40-60℃，得到所述复合相变储热材料。
研究发现，采用本发明所述的混料方法，能够降低制得的复合材料的放热闭环现象，改善制得的复合材料的过冷情况，此外，还能够改善热能响应速度和热传导能力。
作为优选，步骤一中，在40-60℃加热搅拌20-60min，优选为50℃下加热搅拌30min。
作为优选，步骤二中，所述的负压指压强小于或等于-0.1MPa。
作为优选，步骤二中，先将步骤一配取膨胀石墨置于容器底部，再将步骤一混合物A均匀覆盖于膨胀石墨上，抽真空至容器内气压小于等于-0.1MPa后，停止抽气，使容器保持负压状态静置后置于恒温水浴锅中于40-60℃维持30-50min，于超声处理3-8min后，冷却，去负压使空气返回容器中，取出容器中的混合物，得到复合相变储热材料。
作为优选，步骤二中，负压下静置的时间为2-10min。
作为优选，步骤二中，在40-60℃热水浴中搅拌10-20min，优选为50℃下加热搅拌15min。
本发明还提供了一种所述的复合相变储热材料的应用，其可应用于建筑围护结构中。例如，在太阳房、屋顶、墙体、取暖式地板等结构中起到调节室内环境舒适度的作用。
有益效果
1、本发明首次发现四元复配的十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠具有良好的协同性，将其作为复合相变调节剂，能够协同解决相变材料(例如十水硫酸钠)的相分离、过冷的问题，辅助改善相变材料的相变行为。
2、本发明经过研究发现将十水硫酸钠与少量十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠混合后，再采用多孔基底例如优选的膨胀石墨装载，可以改善相变材料结晶放热过程的不正常相变行为，克服相分离与高过冷度的缺点，同时所得到的复合相变储热材料由于膨胀石墨的碳质孔隙结构与相变材料的毛细作用力及表面张力作用，材料的相变易流动、导热系数低等问题得到解决，通过合理的组分设计后，用调节十水硫酸钠-十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠复合材料、膨胀石墨中十水硫酸钠复合材料和膨胀石墨的质量比的手段即可调控十水硫酸钠放热相变行为，实现其相变行为正常化。
3、本发明通过合成不同质量比的十水硫酸钠-十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠/膨胀石墨复合材料，调控十水硫酸钠的储热行为，制备储热行为定向可调的复合相变储热材料。本发明中利用膨胀石墨特殊的网状孔隙结构装载十水硫酸钠-十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠复合材料，提升后者相变放热过程中的热传导速率，进而调节结晶过程中复合材料中十水硫酸钠的潜热传递，实现大幅度调控储热行为，满足更多场合使用的要求。同时本发明通过少量相变调节剂的选用，大大改善十水硫酸钠的相分离与过冷问题，有效保留十水硫酸钠的储热能力，这为提升十水硫酸钠的应用潜力、降低应用成本，提供了必要条件。
综上所述，本发明加工工艺简单、可定向调控材料的储热行为；有效提高了其储热能力，满足更多场合使用的要求。
附图说明
附图1为实施例1所得成品的放热-吸热曲线图；
附图2为实施例2所得成品的放热-吸热曲线图；
附图3为实施例3所得成品的放热-吸热曲线图；
附图4为实施例4所得成品的放热-吸热曲线图；
附图5为实施例5所得成品的放热-吸热曲线图；
附图6为实施例6所得成品的放热-吸热曲线图；
附图7为实施例7所得成品的放热-吸热曲线图；
附图8为实施例8所得成品的放热-吸热曲线图；
附图9为对比例1、实施例3与实施例2所得材料的红外热像灰度图及温度曲线；
附图10为对比例1所得成品的放热-吸热曲线图；
附图11为对比例2所得成品的放热-吸热曲线图；
附图12为对比例3所得成品的放热-吸热曲线图。
附图13为对比例4所得成品的放热-吸热曲线图；
附图14为对比例5所得成品的放热-吸热曲线图；
附图15为对比例6所得成品的放热-吸热曲线图；
具体实施方式
下面的实施例仅为了进一步说明本发明，而不是限制本发明。本发明可以按发明内容所述的任一种方式实施。
本发明所用聚丙烯酰胺为高分子量(700w-1400w)阴离子型，上海阿拉丁厂产，产品编号P108471；
膨胀石墨为300目膨胀石墨蠕虫，含碳量≥99％，产自青岛腾盛达碳素机械有限公司；
硅藻土产自吉林省嘉鹏硅藻土，325目。
实施例1：
十水硫酸钠、十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠与膨胀石墨的设定质量比为85:3:2:2:3:5，具体制备如下：
按所述的设置质量比，称取十水硫酸钠结晶，加入十二水合磷酸氢二钠颗粒，添加硅藻土，加入聚丙烯酰胺干粉和十二烷基苯磺酸钠粉末，常温下搅拌30min，得到混合物；然后置于50℃热水浴中加热并搅拌30min，置于加热型超声波清洗器中50℃维持5min，得到混合物A；
按设定的比例，称取膨胀目数为300目的膨胀石墨，放入配置有抽真空装置的锥形瓶底部，将混合物A缓慢加入至锥形瓶中，搅拌均匀，将容器抽真空至负压-0.1MPa后，将锥形瓶密封，停止抽气，维持5min后，将锥形瓶置于50℃恒温水浴中加热30min，于加热型超声波清洗器中50℃超声5min，冷却，去负压，使空气返回容器中，得到复合相变储热材料。采用TAinstruments DSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为147.6J·g-1)，结果如图1所示：吸热曲线中出现了1个正常吸热峰；放热区间为20-25℃，放热曲线中出现了1个具有较小闭环的放热峰，过冷度小于10℃。
实施例2：
与实施例1相比，将十水硫酸钠、十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠与膨胀石墨的质量比设定为85:3:2:2:3:7。按所述的设置质量比，制备过程同实施例1。
采用TA instruments DSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为132.7J·g-1)，结果如图2所示：在吸热曲线中出现了1个正常吸热峰；放热区间为15-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃。采用红外热像仪FlukeThermography TiS50测试其温度变化情况结果如图9所示。测试方法为：将所得复合相变材料(样品3)与对比例1中纯相变材料(样品1)、
实施例3中混合物材料(样品2)装金属锡纸模具内置于55-70℃矩形恒温板上，并跟随拍摄红外热像图。第一次记录数据时样品3的中心温度Tc＝23.6℃比样品1Tc＝17.9℃、样品2Tc＝17.5℃要高，样品3平均温度Ta＝25.5℃比样品1Ta＝20.2℃、样品2Ta＝20.9℃更高，样品3对热能的响应速度更快；且温度曲线表明样品3的升温与降温趋势更明显，热传导能力更强。因而较样品1、样品2而言，样品3具有更好的热能响应速度和热传导能力。
实施例3
和实施例1相比，区别仅在于，不添加膨胀石墨，其他物料、比例和制备过程同实施例1；取一定质量该案例制得的相变材料记为样品2装填于金属锡纸模具内，与样品1、样品3一同进行红外热像测试。
采用TAinstruments DSC Q2000测试该案例制得的相变材料的储热行为(其相变潜热为142.2J·g-1)，结果如图3所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰；放热区间为20-25℃，在放热曲线中出现了1个有较大闭环的放热峰，过冷度小于10℃。
通过实施例1～3可知，所述的膨胀石墨的使用，能够配合所述的相变调节剂，辅助降低放热闭环问题，进一步控制膨胀石墨的含量，能够避免放热闭环出现，此外，还能够改善热能响应速度和热传导能力。
实施例4
十水硫酸钠、十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠与膨胀石墨的设定质量比同实施例1为83:3:2:2:3:7，具体制备流程不同于实施例1：
按设定的比例，称取十水硫酸钠结晶，加入十二水合磷酸氢二钠颗粒，添加硅藻土，加入聚丙烯酰胺干粉和十二烷基苯磺酸钠粉末，常温下搅拌30min，得到混合物；然后置于50℃热水浴中加热并搅拌30min，置于加热型超声波清洗器中50℃维持5min，得到混合物A；
按设定的比例，称取膨胀目数为300目的膨胀石墨，放入锥形瓶底部，将混合物A缓慢加入至锥形瓶中，搅拌均匀，直接将锥形瓶密封，瓶置于50℃恒温水浴中加热30min，于加热型超声波清洗器中50℃超声5min，冷却，得到复合相变储热材料。采用TAinstrumentsDSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为53.38J·g-1)，结果如图4所示：在吸热曲线中出现了1个正常吸热峰，放热区间为15-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃；但吸、放热峰峰高高降低，峰面积大大减少。和实施例2相比，未采用本发明的方法，制得的材料的相变潜热有所下降。
实施例5：
十水硫酸钠、相变调节剂与膨胀石墨的设定质量比为83:10:7，其中相变调节剂组分比例按十二水合磷酸氢二钠：硅藻土：聚丙烯酰胺：十二烷基苯磺酸钠＝2.5:2.5:2.5:2.5，按所述的设置质量比，制备过程同实施例1。
采用TA instruments DSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为121.6J·g-1)，结果如图5所示：在吸热曲线中出现了1个正常吸热峰；放热区间为15-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃。
实施例6：
十水硫酸钠、相变调节剂与膨胀石墨的设定质量比同实施例3为：83:10:7，其中相变调节剂组分比例按十二水合磷酸氢二钠：硅藻土：聚丙烯酰胺：十二烷基苯磺酸钠＝2.5:2:2.5:3，按所述的设置质量比，制备过程同实施例1。
采用TAinstruments DSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为118.3J·g-1)，结果如图6所示：在吸热曲线中出现了1个正常吸热峰；放热区间为15-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃。
实施例7：
十水硫酸钠、相变调节剂与膨胀石墨的设定质量比为83:9:8，其中相变调节剂组分比例同实施例2按十二水合磷酸氢二钠：硅藻土：聚丙烯酰胺：十二烷基苯磺酸钠＝3:2:2:3，按所述的设置质量比，制备过程同实施例1。
采用TAinstruments DSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为117.9J·g-1)，结果如图7所示：在吸热曲线中出现了1个正常吸热峰；放热区间为15-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃。
实施例8：
十水硫酸钠、相变调节剂与膨胀石墨的设定质量比为80:11:9，其中相变调节剂组分比例按十二水合磷酸氢二钠：硅藻土：聚丙烯酰胺：十二烷基苯磺酸钠＝3:2:2:3，按所述的设置质量比，制备过程同实施例1。
采用TA instruments DSC Q2000测试材料的储热行为(其相变潜热为99.01J·g-1)，结果如图8所示：在吸热曲线中出现了1个正常吸热峰；放热区间为15-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃。
对比例1：
采用TAinstruments DSC Q2000测试十水硫酸钠的储热行为(其相变潜热为169.3J·g-1)，结果如图10所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰；放热区间为0-10℃，在放热曲线中出现了1个具有大闭环的放热峰，相变材料过冷度大于25℃。此外，十水硫酸钠的红外热像测试结果见图9。
对比例2
和实施例1相比，区别仅在于，不添加复合相变调节剂，其他物料比例为十水硫酸钠：膨胀石墨＝93:7。
采用TAinstruments DSC Q2000测试该案例的复合相变材料的储热行为(其相变潜热为146.4J·g-1)，结果如图11所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰；无放热曲线，说明其过冷度大于30℃。
对比例3
和实施例1相比，区别在于，不添加复合相变调节剂中的十二水磷酸氢二钠，其他物料比例为十水硫酸钠：硅藻土：聚丙烯酰胺：十二烷基苯磺酸钠：膨胀石墨＝86:2:2:3:7和制备过程同实施例1。
采用TAinstruments DSC Q2000测试该案例的复合相变材料的储热行为(其相变潜热为48.97J·g-1)，结果如图12所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰；放热区间为0-10℃，放热曲线中出现了2个放热峰，无闭环，过冷度大于25℃。
对比例4
和实施例1相比，区别在于，不添加复合相变调节剂中的十二烷基苯磺酸钠，其他物料比例为十水硫酸钠：十二水磷酸氢二钠：硅藻土：聚丙烯酰胺：膨胀石墨＝86:3:2:2:7和制备过程同实施例1。
采用TAinstruments DSC Q2000测试该案例的复合相变材料的储热行为(其相变潜热为93.08J·g-1)，结果如图13所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰，吸热峰峰高较实施例2低，其吸热峰峰面积(相变潜热)经分析较实施例2降低30％，储热能力降低明显；放热区间为10-25℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度小于10℃。
对比例5
和实施例1相比，区别在于，不添加复合相变调节剂中的十二水磷酸氢二钠和十二烷基苯磺酸钠，其他物料比例为十水硫酸钠:：硅藻土：聚丙烯酰胺：膨胀石墨＝89:2:2:7和制备过程同实施例1。
采用TAinstruments DSC Q2000测试该案例的复合相变材料的储热行为(其相变潜热为67.47J·g-1)，结果如图14所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰，峰面积(相变潜热)较同等十水硫酸钠含量大大减小；放热区间为5-15℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度大于15℃。
对比例6
和实施例1相比，区别在于，仅添加复合相变调节剂中的硅藻土，其物料比例为十水硫酸钠:：硅藻土：膨胀石墨＝91:2:7和制备过程同实施例1。
采用TAinstruments DSC Q2000测试该案例的复合相变材料的储热行为(其相变潜热为18.44J·g-1)，结果如图15所示：在吸热曲线中出现了1个吸热峰，峰面积(相变潜热)较同等十水硫酸钠含量大大减小；放热区间为0-15℃，在放热曲线中出现了1个无闭环曲线的正常放热峰，过冷度大于15℃。

Claims (9)

1.一种复合相变储热材料，其特征在于：包括十水硫酸钠和复合相变调节剂；所述的复合相变调节剂包括十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺和十二烷基苯磺酸钠；
其中，十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2-4:1-3:1-3:2-4。
2.如权利要求1所述的复合相变储热材料，其特征在于：复合相变调节剂中，十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为3:2:2:3。
3.如权利要求1所述的复合相变储热材料，其特征在于：十水硫酸钠的重量份为80-85份；
复合相变调节剂的重量份为8-11份。
4.如权利要求1所述的复合相变储热材料，其特征在于：还包含多孔基底；所述的多孔基底为膨胀石墨。
5.如权利要求4所述的复合相变储热材料，其特征在于：多孔基底的重量份为5-10份。
6.如权利要求4所述的复合相变储热材料，其特征在于：多孔基底的重量份为7-10份。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的复合相变储热材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一
按设计的组分配取十水硫酸钠、十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、膨胀石墨；先在配取的十水硫酸钠中加入十二水合磷酸氢二钠、硅藻土、聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠，搅拌均匀，在40-60℃下加热，得到混合物A；
步骤二
先将步骤一配取膨胀石墨置于容器底部，再将步骤一所得混合物A均匀覆盖于膨胀石墨上，在负压条件下控制温度为40-60℃，得到所述复合相变储热材料。
8.如权利要求7所述的复合相变储热材料的制备方法，其特征在于，步骤二中，先将步骤一配取膨胀石墨置于容器底部，再将步骤一混合物A均匀覆盖于膨胀石墨上，抽真空至容器内气压小于等于-0.1MPa后，停止抽气，使容器保持负压状态静置后置于恒温水浴锅中于40-60℃维持30-50min，于超声处理3-8min后，冷却，去负压使空气返回容器中，取出容器中的混合物，得到复合相变储热材料。
9.一种权利要求1-6任一项所述的复合相变储热材料或权利要求7-8任一项所述制备方法制得的复合相变储热材料的应用，其特征在于，应用于建筑围护结构。
CN201910934014.3A 2019-09-29 2019-09-29 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用 Active CN112574716B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910934014.3A CN112574716B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用
PCT/CN2019/126846 WO2021056870A1 (zh) 2019-09-29 2019-12-20 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910934014.3A CN112574716B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112574716A CN112574716A (zh) 2021-03-30
CN112574716B true CN112574716B (zh) 2022-02-25

Family

ID=75110993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910934014.3A Active CN112574716B (zh) 2019-09-29 2019-09-29 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112574716B (zh)
WO (1) WO2021056870A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113555065A (zh) * 2021-06-04 2021-10-26 南方科技大学 一种三元相图绘制方法
CN114836176B (zh) * 2022-04-13 2024-01-26 合肥学院 一种定型高导热复合相变材料及其制备方法
CN115368876B (zh) * 2022-08-31 2023-12-26 西北大学 一种十二水合磷酸氢二钠复合相变蓄热材料及制备方法
CN115467439B (zh) * 2022-08-31 2024-05-28 河北工业大学 复层相变通风墙和建筑物
CN117050510A (zh) * 2023-09-27 2023-11-14 中国矿业大学 一种低放热聚氨酯泡沫材料及其制备方法与应用

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406806A (en) * 1981-03-19 1983-09-27 Canadian Patents & Development Limited Thermal energy storage
CN1570015A (zh) * 2003-07-16 2005-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种Na2HPO4·12H2O储热材料及其制备方法
CN1821340A (zh) * 2006-03-23 2006-08-23 南京大学 太阳能热水器相变储热材料及其制备方法
CN101343530A (zh) * 2008-02-15 2009-01-14 上海海事大学 一种相变蓄热材料及其制备方法
CN103045175A (zh) * 2012-12-18 2013-04-17 天津科技大学 一种高性能中温相变储能材料及其制备方法
CN103194179A (zh) * 2013-04-01 2013-07-10 河南理工大学 一种复合相变蓄热材料及其制备方法
CN103525373A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 中国科学院大连化学物理研究所 一种复合定形相变储热材料及其制备方法
CN104004500A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 西北农林科技大学 一种低温无机相变蓄热材料及制备方法
CN104357020A (zh) * 2014-11-28 2015-02-18 巴彦淖尔市卓越建筑材料有限公司 一种纳米改性无机室温相变储热材料及其制备方法
CN104479634A (zh) * 2014-12-18 2015-04-01 青海大学 一种低温相变储能材料
CN105238363A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 中国科学院青海盐湖研究所 一种相变储能介质
CN105623621A (zh) * 2016-02-25 2016-06-01 北京佳华泰科技有限公司 无机相变材料及其制备方法、用途和试剂盒
CN105694823A (zh) * 2016-04-08 2016-06-22 新疆农业大学 一种适用于温室应用的磷酸氢二钠蓄热体系的制备方法
CN105733517A (zh) * 2016-03-17 2016-07-06 江苏省农业科学院 一种农用低温相变蓄热材料及制备方法
CN108531138A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 西北大学 低过冷度四元十二水磷酸氢二钠基相变蓄热材料

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100427562C (zh) * 2006-06-24 2008-10-22 浙江华特新材料股份有限公司 膜包覆多孔吸附型无机相变复合材料生产方法
CN102173114A (zh) * 2010-12-10 2011-09-07 北京工业大学 一种相变储能热垫及其制备方法
CN102827588A (zh) * 2012-09-19 2012-12-19 杨宁 一种节能控温相变材料
CN103242806B (zh) * 2013-05-08 2016-08-10 杭州鲁尔能源科技有限公司 无机盐相变蓄冷材料
CN105950120B (zh) * 2016-06-17 2019-06-21 北京宇田相变储能科技有限公司 一种用于太阳能蓄热的相变储能材料
CN106928908A (zh) * 2017-02-19 2017-07-07 广州市芯检康生物科技有限公司 一种新型的气凝胶多功能材料及其制备方法
CN107201215A (zh) * 2017-07-06 2017-09-26 贺迈新能源科技（上海）有限公司 一种低温无机相变储能材料及其制备方法
CN108531136A (zh) * 2018-04-08 2018-09-14 曹斌斌 一种高效复合相变材料及其制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406806A (en) * 1981-03-19 1983-09-27 Canadian Patents & Development Limited Thermal energy storage
CN1570015A (zh) * 2003-07-16 2005-01-26 中国科学院大连化学物理研究所 一种Na2HPO4·12H2O储热材料及其制备方法
CN1821340A (zh) * 2006-03-23 2006-08-23 南京大学 太阳能热水器相变储热材料及其制备方法
CN101343530A (zh) * 2008-02-15 2009-01-14 上海海事大学 一种相变蓄热材料及其制备方法
CN103525373A (zh) * 2012-07-05 2014-01-22 中国科学院大连化学物理研究所 一种复合定形相变储热材料及其制备方法
CN103045175A (zh) * 2012-12-18 2013-04-17 天津科技大学 一种高性能中温相变储能材料及其制备方法
CN103194179A (zh) * 2013-04-01 2013-07-10 河南理工大学 一种复合相变蓄热材料及其制备方法
CN104004500A (zh) * 2014-05-20 2014-08-27 西北农林科技大学 一种低温无机相变蓄热材料及制备方法
CN104357020A (zh) * 2014-11-28 2015-02-18 巴彦淖尔市卓越建筑材料有限公司 一种纳米改性无机室温相变储热材料及其制备方法
CN104479634A (zh) * 2014-12-18 2015-04-01 青海大学 一种低温相变储能材料
CN105238363A (zh) * 2015-10-28 2016-01-13 中国科学院青海盐湖研究所 一种相变储能介质
CN105623621A (zh) * 2016-02-25 2016-06-01 北京佳华泰科技有限公司 无机相变材料及其制备方法、用途和试剂盒
CN105733517A (zh) * 2016-03-17 2016-07-06 江苏省农业科学院 一种农用低温相变蓄热材料及制备方法
CN105694823A (zh) * 2016-04-08 2016-06-22 新疆农业大学 一种适用于温室应用的磷酸氢二钠蓄热体系的制备方法
CN108531138A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 西北大学 低过冷度四元十二水磷酸氢二钠基相变蓄热材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
十水硫酸钠相变蓄热材料的改性及其在模拟机房中的应用;刘欣;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20131215(第S2期);第B015-116页 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021056870A1 (zh) 2021-04-01
CN112574716A (zh) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112574716B (zh) 一种复合相变调节剂及其复合相变储热材料的制备方法和应用
CN109337653B (zh) 一种分段储热复合相变材料及其制备方法
Qu et al. Study on properties of phase change foam concrete block mixed with paraffin/fumed silica composite phase change material
Chen et al. Polyurethane macro-encapsulation for CH3COONa· 3H2O-Na2S2O3· 5H2O/Melamine sponge to fabricate form-stable composite phase change material
US10351748B2 (en) Nanometer molten salt heat-transfer and heat-storage medium, preparation method and use thereof
CN106118610B (zh) 聚乙二醇/石墨烯定型相变材料的制备方法
CN113429941A (zh) 一种复合相变材料及其制备方法
CN105621918A (zh) 一种可作为轻骨料的建筑相变储热复合材料
CN109370536A (zh) 复合相变储热材料、制备方法及保温材料
CN111117572A (zh) 一种复合相变材料及制备方法
Zhang et al. Characterization of expanded graphite-based erythritol/urea eutectic phase change material and corresponding mathematical solar heating application analysis
CN111560236A (zh) 一种相变储热材料及其制备方法和应用
CN106867466A (zh) 利用粉煤灰和水合无机盐合成无机相变储能材料的方法
CN105038720A (zh) 一种可高效利用太阳能的定形相变复合材料及其制备方法
CN107722944B (zh) 一种果冻状凝胶型复合低温相变蓄冷材料及其制备方法
CN107446434A (zh) 一种新型基于相变储热的保温涂料及其制备方法
CN104357020B (zh) 一种纳米改性无机室温相变储热材料及其制备方法
CN108251071A (zh) 一种蓄冷剂及其制备方法
CN101798497A (zh) 复合相变储能材料及其制备方法
CN111440598A (zh) 一种冷暖两用的分段式相变储能材料及其制备方法和应用
CN112175582B (zh) 一种二水合草酸/矾盐共晶物相变材料及其制备方法
CN107523266B (zh) 一种环保型节能建筑材料的制备方法
CN114736658A (zh) 一种基于三水醋酸钠的有机-无机共熔混合物相变蓄热材料及制备方法
Zhang et al. Achieving efficient energy utilization by PCM in the food supply chain: Encapsulation technologies, current applications, and future prospects
CN103145929A (zh) 一种泥炭与聚乙二醇接枝的复合相变储能材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant