CN112961425A - 一种利用废弃包装制备的储热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废弃包装制备的储热材料及其制备方法，储热材料包括以下重量分组份：废弃铝塑复合包装微粉为100份，吸附性填料为10‑30份，导热性填料为0‑30份，石蜡为50‑100份，制备方法为，将回收的废弃铝塑复合包装进行处理后获得洁净的破碎料，将破碎料进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉，将废弃铝塑复合包装微粉、吸附性填料和导热性填料在高混机中高速混合，得到预混料，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机挤出造粒，获得高导热相变储热材料。本发明的优点在于采用简单、环保工艺实现了废弃铝塑复合包装的资源化利用，制备的材料导热性能好、循环稳定性好、发生固‑液相变时不易泄露。
Description
技术领域
本发明涉及生活垃圾中的废弃包装资源化利用技术领域，特别涉及一种利用废弃包装制备的储热材料及其制备方法。
背景技术
铝塑复合包装由于具有防潮、防气、防味、耐寒、耐油、耐高温、隔氧遮光、易封性强等功能，以及使用方便、成本低廉等特点，在世界各地的食品、医药、化工和电子包装中得到了广泛的应用。随着其在日常生活中的应用越来越多，铝塑复合包装在城市生活垃圾中的占比不断增加。铝塑复合包装通常由几个层压层组成，包括线性低密度聚乙烯(LLDPE，70％)、铝(Al，15％)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，15％)。目前将这些复合包装材料中的不同组分进行分离和分类技术难度较大，因此这些包装材料多以焚烧和填埋的方式进行处置，但该种处置方式会对环境造成严重的二次污染，同时还会造成铝和塑料资源的浪费。目前虽有一些对废弃铝塑复合包装材料进行资源化回收利用的方法，如中国专利申请号为CN101912868A公开了“一种废弃铝塑复合包装材料分离回收技术”，该方法采用物理、化学方法，将铝塑复合材料破碎，再通过配置分离剂，将铝塑包装材料分离，最后将二者分散、提取，该方法虽存在一些潜在的价值，但仍存在二次污染风险，同时存在废溶剂处理困难、分离结果不完全、难实现商业化应用等问题。
随着全球人口的快速增长和经济发展，石油天然气等不可再生能源日益枯竭，能源危机日趋严重。然而，在能源的开采与利用过程中，能量利用率低的问题却依然没有有效的解决办法。相变储热材料是一种新型绿色的能源材料，它虽然自身不能产生任何形式的能量，但是可以利用其相变热效应，将外界环境中的热量以潜热的形式储存起来，在合适的条件下自主地将能量释放利用，达到提高能量利用率的目的，同时也解决了能源供求在时间和空间上的不匹配问题。石蜡是一种应用广泛的有机相变储热材料，具有相变潜热高、几乎没有过冷现象、熔化时蒸气压力低、化学稳定性较好、多次吸放热后相变温度和相变潜热变化小、没有相分离和腐蚀性、价格低廉等优点，但存在导热系数低和固-液相变过程中易泄漏等缺点，使其在太阳能利用和建筑领域的推广应用中存在一定困难。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种利用废弃铝塑复合包装制备的高导热相变储热材料及其制备方法，该方法采用简单、环保工艺实现了废弃铝塑复合包装的资源化利用，制备的相变储热材料导热性能好、循环稳定性好、发生固-液相变时不易泄露。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种利用废弃包装制备的储热材料，其特征在于，包括以下重量分组份：
优选的，所述废弃铝塑复合包装微粉采用生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装制备而成。
优选的，所述吸附性填料为碳酸钙、白炭黑、硅藻土或蒙脱土中的一种。
优选的，所述导热性填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝或膨胀石墨中的一种或几种。
优选的，所述石蜡为液体石蜡和固体石蜡的混合物，所述石蜡的相转变温度为25～65℃，所述石蜡的相转变温度通过调整液体石蜡和固体石蜡的比例进行变化。
一种利用废弃包装制备的储热材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，废弃铝塑复合包装微粉制备：将从生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装依次经过破碎、摩擦清洗、一次漂洗、二次漂洗、脱水干燥工艺过程进行处理，获得洁净的废弃铝塑复合包装破碎料，将破碎料由送料螺杆送入磨盘型固相力化学反应器中进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉；
S2，混料：将废弃铝塑复合包装微粉、吸附性填料和导热性填料在高混机中高速混合5-15min，得到预混料；
S3，储热材料制备：石蜡加热熔融后，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得高导热相变储热材料。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本申请中利用生活垃圾中的废弃铝塑复合包装材料制备高导热相变储热材料，实现了资源的循环利用，具有一定的环保性，同时这些废弃铝塑复合包装材料来源广泛、价格便宜，用于制备相变储热材料时成本低，容易被市场接受。
2、本申请中以废弃铝塑复合包装材料为石蜡相变储热材料的载体，采用固相力化学反应技术对铝塑复合包装材料进行微粉化，在提高铝塑复合材料中各相之间相容性和分散性的同时，使其中的铝原位氧化成具有导热性的氧化铝，即保证了载体材料的强度，也提高了相变材料的热导性，同时材料中辅以导热填料和吸附性填料，协同解决了石蜡相变储热材料的导热性差和易渗漏的问题。
3、本发明的相变储热材料具有导热性能好、热效率高、防渗漏性好等特点。可广泛应用于室内天花板、墙体、地暖、废热回收和太阳能热利用等多种技术领域，其制备方法简便、经济、实用，易于推广应用。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
实施例1
本实施例中高导热相变储热材料包括以下原料重量份组份：
废弃铝塑复合包装微粉 100份
碳酸钙 10份
石蜡 50份
所述高导热相变储热材料的制备方法包括如下步骤：
S1，废弃铝塑复合包装微粉制备：将从生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装依次经过破碎、摩擦清洗、一次漂洗、二次漂洗、脱水干燥工艺过程进行处理，获得洁净的废弃铝塑复合包装破碎料，将破碎料由送料螺杆送入磨盘型固相力化学反应器中进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉；
S2，混料：将废弃铝塑复合包装微粉和碳酸钙在高混机中高速混合5min，得到预混料；
S3，储热材料制备：石蜡加热熔融后，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得高导热相变储热材料。
实施例2
本实施例中高导热相变储热材料包括以下原料重量份组份：
所述高导热相变储热材料的制备方法包括如下步骤：
S1，废弃铝塑复合包装微粉制备：将从生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装依次经过破碎、摩擦清洗、一次漂洗、二次漂洗、脱水干燥工艺过程进行处理，获得洁净的废弃铝塑复合包装破碎料，将破碎料由送料螺杆送入磨盘型固相力化学反应器中进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉；
S2，混料：将废弃铝塑复合包装微粉、碳酸钙和氧化铝在高混机中高速混合10min，得到预混料；
S3，储热材料制备：石蜡加热熔融后，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得高导热相变储热材料。
实施例3
本实施例中高导热相变储热材料包括以下原料重量份组份：
所述高导热相变储热材料的制备方法包括如下步骤：
S1，废弃铝塑复合包装微粉制备：将从生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装依次经过破碎、摩擦清洗、一次漂洗、二次漂洗、脱水干燥工艺过程进行处理，获得洁净的废弃铝塑复合包装破碎料，将破碎料由送料螺杆送入磨盘型固相力化学反应器中进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉；
S2，混料：将废弃铝塑复合包装微粉、白炭黑和氮化铝在高混机中高速混合10min，得到预混料；
S3，储热材料制备：石蜡加热熔融后，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得高导热相变储热材料。
实施例4
本实施例中高导热相变储热材料包括以下原料重量份组份：
所述高导热相变储热材料的制备方法包括如下步骤：
S1，废弃铝塑复合包装微粉制备：将从生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装依次经过破碎、摩擦清洗、一次漂洗、二次漂洗、脱水干燥工艺过程进行处理，获得洁净的废弃铝塑复合包装破碎料，将破碎料由送料螺杆送入磨盘型固相力化学反应器中进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉；
S2，混料：将废弃铝塑复合包装微粉、白炭黑、氮化铝和膨胀石墨在高混机中高速混合15min，得到预混料；
S3，储热材料制备：石蜡加热熔融后，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得高导热相变储热材料。
对比例
对比例中相变储热材料包括以下原料重量份组份：
LLDPE 100份
碳酸钙 10份
石蜡 50份
所述相变储热材料的制备方法为：将LLDPE与碳酸钙在高混机中高速混合5min，得到预混料，石蜡加热熔融，将预混料加入到熔融的石蜡中，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得相变储热材料。
实验例
对上述实施例1-4和对比例中制得的相变储热材料的相变温度、导热性和石蜡固-液相变化时的失重情况进行检测，并记录于下表1中：
表1相变储热材料的性能结果
从上表数据可知，本发明所述高导热相变储热材料，以石蜡为相变材料，以废弃铝塑复合包装材料为载体，辅以吸附性填料和导热性填料，使得所述石蜡可吸附于吸附性填料的孔隙中予以形态固定，避免了石蜡相变材料在固-液相变化时的渗漏问题，同时提高了相变材料的导热性，所制得储能材料导热性能好、热效率高，进一步扩大了所述相变储热材料的适用范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种利用废弃包装制备的储热材料，其特征在于，包括以下重量分组份：
废弃铝塑复合包装微粉 100份
吸附性填料 10-30份
导热性填料 0-30份
石蜡 50-100份。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃包装制备的储热材料，其特征在于：所述废弃铝塑复合包装微粉采用生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃包装制备的储热材料，其特征在于：所述吸附性填料为碳酸钙、白炭黑、硅藻土或蒙脱土中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃包装制备的储热材料，其特征在于：所述导热性填料为氧化铝、氧化镁、氧化锌、氮化铝或膨胀石墨中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种利用废弃包装制备的储热材料，其特征在于：所述石蜡为液体石蜡和固体石蜡的混合物，所述石蜡的相转变温度为25~65℃，所述石蜡的相转变温度通过调整液体石蜡和固体石蜡的比例进行变化。
6.一种利用废弃包装制备的储热材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，废弃铝塑复合包装微粉制备：将从生活垃圾中分选回收的废弃铝塑复合包装依次经过破碎、摩擦清洗、一次漂洗、二次漂洗、脱水干燥工艺过程进行处理，获得洁净的废弃铝塑复合包装破碎料，将破碎料由送料螺杆送入磨盘型固相力化学反应器中进行研磨细化，获得废弃铝塑复合包装微粉；
S2，混料：将废弃铝塑复合包装微粉、吸附性填料和导热性填料在高混机中高速混合5-15min，得到预混料；
S3，储热材料制备：石蜡加热熔融后，将预混料加入到熔融的石蜡中混合，采用双螺杆挤出机在160-220℃下挤出造粒，获得高导热相变储热材料。
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