CN112940686A - 一种有机相变储热材料及制备方法 - Google Patents
一种有机相变储热材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112940686A CN112940686A CN201911261532.XA CN201911261532A CN112940686A CN 112940686 A CN112940686 A CN 112940686A CN 201911261532 A CN201911261532 A CN 201911261532A CN 112940686 A CN112940686 A CN 112940686A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- organic phase
- parts
- heat storage
- storage material
- phase change
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011232 storage material Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 83
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 82
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 52
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000004386 Erythritol Substances 0.000 claims description 8
- UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N Erythritol Natural products OCC(O)C(O)CO UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 claims description 8
- 235000019414 erythritol Nutrition 0.000 claims description 8
- 229940009714 erythritol Drugs 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 7
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 7
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 7
- 244000247812 Amorphophallus rivieri Species 0.000 claims description 6
- 235000001206 Amorphophallus rivieri Nutrition 0.000 claims description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002752 Konjac Polymers 0.000 claims description 6
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000000252 konjac Substances 0.000 claims description 6
- 235000010485 konjac Nutrition 0.000 claims description 6
- MRBKEAMVRSLQPH-UHFFFAOYSA-N 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole Chemical compound COC1=CC=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 MRBKEAMVRSLQPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N Tert-Butylhydroquinone Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(O)=CC=C1O BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 5
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 5
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004250 tert-Butylhydroquinone Substances 0.000 claims description 5
- 235000019281 tert-butylhydroquinone Nutrition 0.000 claims description 5
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 5
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 claims description 5
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 claims description 5
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 claims description 5
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 claims description 5
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 239000004255 Butylated hydroxyanisole Substances 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003109 Disodium ethylene diamine tetraacetate Substances 0.000 claims description 3
- 235000019282 butylated hydroxyanisole Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940043253 butylated hydroxyanisole Drugs 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019301 disodium ethylene diamine tetraacetate Nutrition 0.000 claims description 3
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SPSPIUSUWPLVKD-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibutyl-6-methylphenol Chemical compound CCCCC1=CC=C(C)C(O)=C1CCCC SPSPIUSUWPLVKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 claims description 2
- QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N propionamide Chemical compound CCC(N)=O QLNJFJADRCOGBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229940080818 propionamide Drugs 0.000 claims description 2
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N trimethylolethane Chemical compound OCC(C)(CO)CO QXJQHYBHAIHNGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 claims description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 claims description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000011368 organic material Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 6
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001938 differential scanning calorimetry curve Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
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)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及相变储热材料及制备方法技术领域，特别是涉及一种有机相变储热材料，包括重：80～97份的有机相变材料，1～15份的氧化抑制剂，1～5份的增稠剂，1～5份的成核剂，0.1～5份的增强导热材料。制备方法包括：将有机相变材料加热搅拌熔融后，再加入氧化抑制剂、增稠剂、成核剂和增强导热材料搅拌混合均匀，即得。本发明解决现有技术中有机相变材料作为储能主体材料容易出现氧化以及导热系数相对较低的问题，通过选取适合的材料及配比，有效防止了有机材料的过冷和相分离现象，表现出良好的循环稳定性，此外，还具有抗氧化能力强和导热性较好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及相变储热材料及制备方法技术领域，特别是涉及一种有机相变储热材料及制备方法。
背景技术
随着能源短缺和环境污染问题的日益突出，人们越来越重视新能源的利用以及提高能源的利用率。能量存储技术是作为解决能量供给--需求失衡问题的重要方法，备受国内外企业及相关研究机构的青睐。而其中，以相变储能材料为基础的热能存储是目前应用范围最广的能量存储技术之一。相变储能即利用相变材料相变时吸热或放热来进行能量的存储和释放，其相对于显热储热，具有储能密度高、温度恒定等优点，相变储能材料能将暂时不用的能量储存起来，到需要时再将其释放，这就可以缓解能量供求之间的矛盾，节约能源。利用相变储能材料的这个特性，可以将其用在烘干，热水领域方面，通过相变材料进行储热，从而节约运行成本。
在现有技术中，有机相变材料作为储能主体材料，容易出现氧化的问题，并且有机相变材料的导热系数相对较低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种有机相变储热材料，用于解决现有技术中有机相变材料作为储能主体材料容易出现氧化以及导热系数相对较低的问题，同时，本发明还将提供一种制备有机相变储热材料的方法。本发明通过选取适合的材料及配比，有效防止了有机材料的过冷和相分离现象，表现出良好的循环稳定性，此外，还具有抗氧化能力强和导热性较好的优点。
为实现上述目的及其他相关目的，
本发明的第一方面，提供一种有机相变储热材料，所述有机相变储热材料包括重量份数的如下组分：80～97份的有机相变材料，1～15份的氧化抑制剂，1～5份的增稠剂，1～5份的成核剂，0.1～5份的增强导热材料。
有机相变储热材料的储热主体材料为有机相变材料，有机相变材料会产生氧化问题，通过抗氧化剂的还原作用，降低有机材料体系中的氧含量，提高材料储热量。将有机相变材料和氧化抑制剂混合能够有效解决有机材料的氧化问题；增稠剂使本发明有机相变储热材料体系具有一定的粘稠度，使得成核剂可以均匀分散，解决了材料分层现象，提高了材料的循环稳定性。有机相变材料和增强导热材料结合克服了有机相变材料的导热系数相对较低，将增强导热材料均匀分散在相变储能材料体系中，在相变储能体系中构成强导热网络或支撑材料，拓展了材料的应用范围。
于本发明的一实施例中，所述有机相变储热材料包括重量份数的如下组分：90～95份的有机相变材料，6～10份的氧化抑制剂，2～4份的增稠剂，2～4份的成核剂，2～4份的增强导热材料。
于本发明的一实施例中，所述有机相变材料为赤藓糖醇、三羟甲基乙烷、硬脂酸、木糖醇、乙二醇、聚乙二醇、新戊二醇、乙酰胺、丙酰胺中的至少一种；
所述氧化抑制剂为乙二胺四乙酸二钠、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、叔丁基氢醌中的至少一种。
于本发明的一实施例中，所述有机相变材料为赤藓糖醇、木糖醇、聚乙二醇中的至少一种；
所述氧化抑制剂为乙二胺四乙酸二钠、丁基羟基茴香醚中的至少一种。
于本发明的一实施例中，所述增强导热材料为纳米氧化铝、石墨、膨胀石墨、泡沫铜、泡沫铝中的至少一种。
于本发明的一实施例中，所述增强导热材料为纳米氧化铝、膨胀石墨中的至少一种。
于本发明的一实施例中，所述增稠剂为聚丙烯酸钠、瓜尔胶、羟甲基纤维素钠、黄原胶、海泡石、魔芋粉中的至少一种；
所述成核剂为碳酸钙、氟化钙、磷酸钙、氟化钠、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛中的至少一种。
本发明的第二方面，提供一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，再加入氧化抑制剂搅拌均匀，再加入增稠剂搅拌均匀，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，即得相变储能材料。
于本发明的一实施例中，所述步骤一中加热温度为100～150℃，所述步骤一中搅拌速率为800～1200r/min；所述步骤二中搅拌速率为2000～3000r/min。
于本发明的一实施例中，所述步骤一中加热温度为135℃，所述步骤一中搅拌速率为1000r/min；所述步骤二中搅拌速率为2500r/min。
如上所述，本发明的一种有机相变储热材料及制备方法，具有以下有益效果：有机相变储热材料的储热主体材料为有机相变材料，有机相变材料会产生氧化问题，影响材料储热量。将有机相变材料和氧化抑制剂混合能够有效解决有机材料的氧化问题；增稠剂使本发明有机相变储热材料体系具有一定的粘稠度，使得成核剂可以均匀分散，解决了材料分层现象，提高了材料的循环稳定性。有机相变材料和增强导热材料结合克服了有机相变材料的导热系数相对较低，将增强导热材料均匀分散在相变储能材料体系中，在相变储能体系中构成强导热网络或支撑材料，拓展了材料的应用范围。
附图说明
图1显示为对比例1中有机相变储热材料的DSC曲线。
图2显示为对比例1中有机相变储热材料的T-t曲线。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
对比例1
一种有机相变储热材料，所述相变储热材料包括重量份数的如下组分：有机相变材料(92g的赤藓糖醇)，增稠剂(1g的瓜尔胶)，成核剂(1g的氟化钙，1g的磷酸钙)，增强导热材料(3g的纳米氧化铝)。
一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，加热温度为135℃，再加入增稠剂搅拌均匀，搅拌速率为1000r/min，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，搅拌速率为2500r/min，即得相变储能材料。
DSC(差示量热扫描仪)测试上述有机相变储热材料的相变温度，结果如图1所示，相变温度为118℃。上述实施例制备得到的相变储能材料的温度时间曲线(T-t曲线)如图2所示，从图2中也可以看出相变温度为118℃。由于对比例1中没有添加氧化抑制剂，其相变温度较高。
将上述有机相变储热材料进行循环稳定性测试，其焓值为359.13kJkg，循环3500次储热量衰减20％。由于对比例1中没有添加氧化抑制剂，其循环稳定性较低。
hot disk(热常数分析仪)测试上述有机相变储热材料的导热系数，导热系数为0.83W/m.k，在其他组分组成不变的前提下，通过对比加入增强导热材料和不添加增强导热材料两组导热系数的数据，添加增强导热材料后导热系数提高了50％。对比例1中的对照组如实施例2所示，对比例2相对于对比例1而言没有添加增强导热材料(3g的纳米氧化铝)。
对比例2
一种有机相变储热材料，所述相变储热材料包括重量份数的如下组分：有机相变材料(92g的赤藓糖醇)，氧化抑制剂(1g的乙二胺四乙酸二钠)，增稠剂(1g的瓜尔胶)，成核剂(1g的氟化钙，1g的磷酸钙)。
一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，加热温度为135℃，再加入增稠剂搅拌均匀，搅拌速率为1000r/min，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，搅拌速率为2500r/min，即得相变储能材料。
DSC(差示量热扫描仪)测试上述有机相变储热材料的相变温度，相变温度为101℃。将上述有机相变储热材料进行循环稳定性测试，其焓值为331kJkg，循环3500次储热量衰减10％。
hot disk(热常数分析仪)测试上述有机相变储热材料的导热系数，导热系数为0.55W/m.k。由于对比例2中没有添加增强导热材料，其导热系数较低。
实施例1
一种有机相变储热材料，所述相变储热材料包括重量份数的如下组分：有机相变材料(92g的赤藓糖醇)，氧化抑制剂(1g的乙二胺四乙酸二钠)，增稠剂(1g的魔芋粉，1g的瓜尔胶)，成核剂(1g的氟化钙，1g的磷酸钙)，增强导热材料(3g的纳米氧化铝)。
一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，加热温度为135℃，再加入氧化抑制剂搅拌均匀，再加入增稠剂搅拌均匀，搅拌速率为1000r/min，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，搅拌速率为2500r/min，即得相变储能材料。
DSC(差示量热扫描仪)测试上述有机相变储热材料的相变温度，相变温度为118℃。
将上述有机相变储热材料进行循环稳定性测试，其焓值为326kJkg，循环3500次储热量衰减10％。
hot disk(热常数分析仪)测试上述有机相变储热材料的导热系数，在其他组分组成不变的前提下，通过对比加入增强导热材料和不添加增强导热材料两组导热系数的数据，对照组(未添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为0.53W/m.k，实验组(添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为0.738W/m.k。
实施例2
一种有机相变储热材料，所述相变储热材料包括重量份数的如下组分：有机相变材料(92g的赤藓糖醇)，氧化抑制剂(2g的乙二胺四乙酸二钠)，增稠剂(1g的魔芋粉，1g的瓜尔胶)，成核剂(1g的氟化钙)，增强导热材料(3g的纳米氧化铝)。
一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，加热温度为135℃，再加入氧化抑制剂搅拌均匀，再加入增稠剂搅拌均匀，搅拌速率为1000r/min，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，搅拌速率为2500r/min，即得相变储能材料。
DSC(差示量热扫描仪)测试上述有机相变储热材料的相变温度，相变温度为118℃。
将上述有机相变储热材料进行循环稳定性测试，其焓值为326kJkg，循环3500次储热量无衰减。
hot disk(热常数分析仪)测试上述有机相变储热材料的导热系数，在其他组分组成不变的前提下，通过对比加入增强导热材料和不添加增强导热材料两组导热系数的数据，对照组(未添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为0.55W/m.k，实验组(添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为1.48W/m.k，。
实施例3
一种有机相变储热材料，所述相变储热材料包括重量份数的如下组分：有机相变材料(92g的木糖醇)，氧化抑制剂(2g的丁基羟基茴香醚)，增稠剂(1g的魔芋粉，1g的瓜尔胶)，成核剂(1g的氟化钙)，增强导热材料(3g的膨胀石墨)。
一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，加热温度为135℃，再加入氧化抑制剂搅拌均匀，再加入增稠剂搅拌均匀，搅拌速率为1000r/min，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，搅拌速率为2500r/min，即得相变储能材料。
DSC(差示量热扫描仪)测试上述有机相变储热材料的相变温度，相变温度为118℃。
将上述有机相变储热材料进行循环稳定性测试，其焓值为323kJkg，循环3500次储热量无衰减。
hot disk(热常数分析仪)测试上述有机相变储热材料的导热系数，在其他组分组成不变的前提下，通过对比加入增强导热材料和不添加增强导热材料两组导热系数的数据，对照组(未添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为0.53W/m.k，实验组(添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为1.352W/m.k，。
实施例4
一种有机相变储热材料，所述相变储热材料包括重量份数的如下组分：有机相变材料(92g的新戊二醇)，氧化抑制剂(2g的叔丁基氢醌)，增稠剂(1g的魔芋粉，1g的瓜尔胶)，成核剂(1g的氟化钙)，增强导热材料(3g的泡沫铜)。
一种制备上述有机相变储热材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，加热温度为135℃，再加入氧化抑制剂搅拌均匀，再加入增稠剂搅拌均匀，搅拌速率为1000r/min，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，搅拌速率为2500r/min，即得相变储能材料。
DSC(差示量热扫描仪)测试上述有机相变储热材料的相变温度，相变温度为118℃。
将上述有机相变储热材料进行循环稳定性测试，其焓值为329kJkg，循环3500次储热量衰减5％。
hot disk(热常数分析仪)测试上述有机相变储热材料的导热系数，在其他组分组成不变的前提下，通过对比加入增强导热材料和不添加增强导热材料两组导热系数的数据，对照组(未添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为0.58W/m.k，实验组(添加增强导热材料的相变储能材料)的导热系数为1.638W/m.k。
综上所述，本发明通过选取适合的材料及配比，有效防止了有机材料的过冷和相分离现象，表现出良好的循环稳定性，此外，还具有抗氧化能力强和导热系数较好的优点。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种有机相变储热材料，其特征在于，所述有机相变储热材料包括重量份数的如下组分：80～97份的有机相变材料，1～15份的氧化抑制剂，1～5份的增稠剂，1～5份的成核剂，0.1～5份的增强导热材料。
2.根据权利要求1所述的一种有机相变储热材料，其特征在于：所述有机相变储热材料包括重量份数的如下组分：90～95份的有机相变材料，6～10份的氧化抑制剂，2～4份的增稠剂，2～4份的成核剂，2～4份的增强导热材料。
3.根据权利要求1或2所述的一种有机相变储热材料，其特征在于：所述有机相变材料为赤藓糖醇、三羟甲基乙烷、硬脂酸、木糖醇、乙二醇、聚乙二醇、新戊二醇、乙酰胺、丙酰胺中的至少一种；
所述氧化抑制剂为乙二胺四乙酸二钠、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、叔丁基氢醌中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种有机相变储热材料，其特征在于：所述有机相变材料为赤藓糖醇、木糖醇、聚乙二醇中的至少一种；
所述氧化抑制剂为乙二胺四乙酸二钠、丁基羟基茴香醚中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的一种有机相变储热材料，其特征在于：所述增强导热材料为纳米氧化铝、石墨、膨胀石墨、泡沫铜、泡沫铝中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种有机相变储热材料，其特征在于：所述增强导热材料为纳米氧化铝、膨胀石墨中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的一种有机相变储热材料，其特征在于：所述增稠剂为聚丙烯酸钠、瓜尔胶、羟甲基纤维素钠、黄原胶、海泡石、魔芋粉中的至少一种；
所述成核剂为碳酸钙、氟化钙、磷酸钙、氟化钠、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛中的至少一种。
8.一种制备如权利要求1～7任一项所述有机相变储热材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、按照上述重量份的配比将有机相变材料加热搅拌熔融后，再加入氧化抑制剂搅拌均匀，再加入增稠剂搅拌均匀，得到粘稠状混合物待用；
步骤二、向粘稠状混合物中加入成核剂和增强导热材料，搅拌混合均匀，即得相变储能材料。
9.根据权利要求8所述的一种制备有机相变储热材料的方法，其特征在于：所述步骤一中加热温度为100～150℃，所述步骤一中搅拌速率为800～1200r/min；所述步骤二中搅拌速率为2000～3000r/min。
10.根据权利要求8或9所述的一种制备有机相变储热材料的方法，其特征在于：所述步骤一中加热温度为135℃，所述步骤一中搅拌速率为1000r/min；所述步骤二中搅拌速率为2500r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911261532.XA CN112940686A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | 一种有机相变储热材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911261532.XA CN112940686A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | 一种有机相变储热材料及制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112940686A true CN112940686A (zh) | 2021-06-11 |
Family
ID=76225888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911261532.XA Pending CN112940686A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | 一种有机相变储热材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112940686A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105492566A (zh) * | 2013-08-29 | 2016-04-13 | 得克萨斯系统大学董事会 | 蓄热单元、其组合物及其制备和使用方法 |
| CN106675525A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-17 | 贺迈新能源科技（上海）有限公司 | 一种双相变点的相变蓄冷材料及制备方法 |
| CN106753256A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 贺迈新能源科技（上海）有限公司 | 一种双向控温的相变材料、制备方法及其用途 |
| CN107236278A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-10-10 | 江苏启能新能源材料有限公司 | 一种储能相变材料 |
| CN107603571A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-19 | 华北电力大学 | 定型膨胀石墨基赤藓糖醇中温复合相变储热材料的制备 |
| CN108003841A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-08 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 一种相变吸波导热材料及其制备方法和用途 |
| CN108084973A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-05-29 | 天津天爱环保技术开发有限公司 | 一种储热用相变复合材料、制备方法及其应用 |
-
2019
- 2019-12-10 CN CN201911261532.XA patent/CN112940686A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105492566A (zh) * | 2013-08-29 | 2016-04-13 | 得克萨斯系统大学董事会 | 蓄热单元、其组合物及其制备和使用方法 |
| CN106675525A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-17 | 贺迈新能源科技（上海）有限公司 | 一种双相变点的相变蓄冷材料及制备方法 |
| CN106753256A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-05-31 | 贺迈新能源科技（上海）有限公司 | 一种双向控温的相变材料、制备方法及其用途 |
| CN107236278A (zh) * | 2017-07-27 | 2017-10-10 | 江苏启能新能源材料有限公司 | 一种储能相变材料 |
| CN107603571A (zh) * | 2017-09-26 | 2018-01-19 | 华北电力大学 | 定型膨胀石墨基赤藓糖醇中温复合相变储热材料的制备 |
| CN108003841A (zh) * | 2017-12-04 | 2018-05-08 | 合肥联宝信息技术有限公司 | 一种相变吸波导热材料及其制备方法和用途 |
| CN108084973A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-05-29 | 天津天爱环保技术开发有限公司 | 一种储热用相变复合材料、制备方法及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Song et al. | Experimental and numerical investigation on dodecane/expanded graphite shape-stabilized phase change material for cold energy storage | |
| Ng et al. | Synthesis of novel phase change material microcapsule and its application | |
| Wen et al. | Preparation and properties of fatty acid eutectics/expanded perlite and expanded vermiculite shape-stabilized materials for thermal energy storage in buildings | |
| Yang et al. | Thermal conductivity enhancement of recycled high density polyethylene as a storage media for latent heat thermal energy storage | |
| Jiao et al. | Preparation and properties of lauric acid–stearic acid/expanded perlite composite as phase change materials for thermal energy storage | |
| CN109337653B (zh) | 一种分段储热复合相变材料及其制备方法 | |
| Karaipekli et al. | Thermal conductivity improvement of stearic acid using expanded graphite and carbon fiber for energy storage applications | |
| CN111647116B (zh) | 一种导热弹性定形相变储能材料的制备方法 | |
| Yang et al. | Thermal performance of stearic acid/carbon nanotube composite phase change materials for energy storage prepared by ball milling | |
| CN112940685A (zh) | 一种相变储能材料及制备方法 | |
| CN111621264B (zh) | 一种纳米改性三水醋酸钠相变储热材料及其制备方法 | |
| CN102533224A (zh) | 一种低温相变蓄冷剂 | |
| CN204178800U (zh) | 相变控温式高压电缆 | |
| CN113088030B (zh) | 一种具有交联网络结构的柔性相变复合材料及其制备方法 | |
| CN109321211A (zh) | 一种石墨化分级多孔碳复合相变储能材料及其制备方法 | |
| Sari et al. | Fatty acid/expanded graphite composites as phase change material for latent heat thermal energy storage | |
| CN107556972B (zh) | 常低温相变储能介质及其制备方法 | |
| CN113214796B (zh) | 一种复合无机盐相变蓄冷剂及其制备方法 | |
| CN104583356A (zh) | 烷烃基潜热储存材料组合物及其用途 | |
| CN107446553A (zh) | 一种复合相变储能材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Thermally-induced flexible composite phase change material with enhanced thermal conductivity | |
| CN106118610A (zh) | 聚乙二醇/石墨烯定型相变材料的制备方法 | |
| CN107739595A (zh) | 一种用于空调蓄冷的无机相变材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Physical‐Entanglements‐Supported Polymeric Form Stable Phase Change Materials with Ultrahigh Melting Enthalpy | |
| CN108441174B (zh) | 一种相变储热材料及其制备方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210611 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |