CN115011311B

CN115011311B - 一种复合相变材料及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN115011311B
Application number: CN202210616644.8A
Authority: CN
Inventors: 凌子夜; 何欣; 谢震霆; 陈翰灏; 陈星霖; 张正国
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2022-06-01
Filing date: 2022-06-01
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2042-06-01
Also published as: CN115011311A

Abstract

本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种复合相变材料及其制备方法和应用。本发明提供的复合相变材料，包括以下制备份数的组分：1～5份二氧化硅气凝胶，5～22份气相二氧化硅，1.5～8份纤维，0.5～4份硅油和60～105份无机盐。在本发明中，气相二氧化硅表面的硅羟基和二氧化硅气凝胶表面的硅氧基形成氢键，气相二氧化硅和二氧化硅气凝胶形成稳定的网络结构提高了复合相变材料的机械强度；同时二氧化硅气凝胶起阻断熔盐的作用降低复合相变材料的热导率。在本发明中，所述纤维掺杂在所述复合相变材料中，进一步提高复合相变材料的机械强度。本发明提供的复合相变材料具有较低热导率的同时具有良好的力学强度。

Description

一种复合相变材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种复合相变材料及其制备方法和应用。

背景技术

相变材料可以在温度几乎恒定的条件下提供较高的储热密度，在电子热防护、建筑、纺织品等领域都有很强的应用潜力。它利用相变材料在相变过程中吸收或者释放热量来实现能量的储存和释放，在这个过程中其温度基本维持不变。相变材料的出现，使得恒温时间变长，可以实现更加有效的隔热防护。目前，使用较多的相变材料主要分为有机相变材料、无机相变材料和复合相变材料，其中无机相变材料中的无机熔盐由于其潜热高、分布广和价格低廉等优点，成为了广泛应用的中高温相变材料。

热导率是相变材料重要的物性参数之一，它决定了材料传热速度的快慢。在隔热材料中，热导率越低，隔热性能越好。在现有的公开技术中，气凝胶类材料的热导率是最低的，二氧化硅气凝胶颗粒的热导率低至0.023W·m^-1·K^-1。因此，许多研究都会仿照气凝胶的形式，采用溶胶凝胶法制备复合相变材料以达到降低热导率的目的。例如，中国专利CN107488020中公开了一种相变凝胶保温材料，它是将相变材料溶解分散于水中脱水干燥得到相变凝胶保温材料。制备得到的材料热导率可达0.065W·m^-1·K^-1，有效的改善了材料的热导率。但是，相应的，由于凝胶类材料自身结构的局限性导致相变材料的机械强度极低，抗折强度仅为0.31MPa。因此，尽管此种方法可以有效的降低材料热导率，但同时牺牲了复合相变材料的机械强度，使其在类似于飞机黑匣子这样易受外力冲击的行业里不适用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种复合相变材料及其制备方法和应用，本发明提供的复合相变材料具有较低热导率的同时具有良好的机械强度，能够用于易受外力冲击设备的热防护。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合相变材料，包括以下制备份数的组分：

优选的，所述二氧化硅气凝胶的粒径为0.5～5nm。

优选的，所述气相二氧化硅的粒径为1～200nm，比表面积为100～600m²/g；所述气相二氧化硅表面硅羟基的含量为3～25mg/g。

优选的，所述纤维包括玻璃纤维或中空纤维；

纤维的长度为3～10mm；

所述无机盐包括硝酸盐、碳酸盐、氯化物盐、醋酸盐、磷酸盐和硫酸盐中的一种或多种。

优选的，所述复合相变材料的密度为1200～2500kg/m³。

本发明还提供了上述技术方案所述复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：

将无机盐熔融，得到无机熔盐；

将二氧化硅气凝胶、气相二氧化硅和无机熔盐第一混合，得到混合料；

将所述混合料、硅油和纤维第二混合，得到初级复合相变材料；

将所述初级复合相变材料进行热压，得到所述复合相变材料。

优选的，所述热压的温度为50～200℃；所述热压的压力为10～20MPa；所述热压的时间为10～30min。

优选的，所述第一混合前包括：将二氧化硅气凝胶、气相二氧化硅和无机熔盐进行干燥；

所述干燥的温度为60～120℃；所述干燥的时间为10～24h。

优选的，所述第一混合包括以下步骤：

将气相二氧化硅和无机熔盐进行第11混合，得到第一混合料；

将二氧化硅气凝胶和所述第一混合料进行第12混合，得到所述混合料；

所述第11混合和第12混合独立在搅拌的条件下进行，所述搅拌的温度独立的为70～250℃；所述搅拌的时间独立的为30～70min。

本发明还提供了上述技术方案所述复合相变材料或上述技术方案所述制备方法制备得到的复合相变材料在对飞机黑匣子、发动机进行热防护方面的应用。

本发明提供了一种复合相变材料，包括以下制备份数的组分：1～5份二氧化硅气凝胶，5～22份气相二氧化硅，1.5～8份纤维，0.5～4份硅油和60～105份无机盐。在本发明中，气相二氧化硅构建为三维网络结构，无机盐吸附于三维网络结构中在提高无机盐负载量从而提高了复合相变材料的储热密度的同时避免产生漏液；同时气相二氧化硅表面的硅羟基和二氧化硅气凝胶表面的硅氧基形成氢键，气相二氧化硅和二氧化硅气凝胶形成稳定的网络结构提高了复合相变材料的机械强度；同时二氧化硅气凝胶起阻断熔盐的作用降低复合相变材料的热导率。在本发明中，所述纤维掺杂在所述复合相变材料中，进一步提高复合相变材料的机械强度。本发明提供的复合相变材料具有较低热导率的同时具有良好的力学强度。

附图说明

图1为气相二氧化硅结构示意图；

图2为二氧化硅气凝胶SEM图；

图3为实施例1制备得到的复合相变材料的结构示意图；

图4为实施例1制备得到的复合相变材料的实物图；

图5为实施例1制备得到的复合相变材料的DSC图谱；

图6为实施例1制备得到的相变材料的抗折强度的测试结果图。

具体实施方式

本发明提供了一种复合相变材料，包括以下制备份数的组分：

本发明提供的复合相变材料包括1～5份二氧化硅气凝胶，优选为2～4份，更优选为2.4～3.6份。在本发明中，所述二氧化硅气凝胶的粒径优选为0.5～5mm，更优选为1～3mm。

以二氧化硅气凝胶的质量份数为基准，本发明提供的复合相变材料包括5～22份气相二氧化硅，优选为9～22份，更优选为10～15份。在本发明中，所述气相二氧化硅的粒径优选为1～200nm，更优选为30～80nm；所述气相二氧化硅的比表面积优选为100～600m²/g，更优选为200～400m²/g；所述气相二氧化硅表面硅羟基的含量优选为3～25mg/g，更优选为8～15mg/g。

在本发明中，所述气相二氧化硅具有三维笼状结构，气相二氧化硅表面的硅羟基和二氧化硅气凝胶中的硅氧基相互作用形成氢键，使二氧化硅粒子间形成稳定的网络结构，提高了复合相变材料的机械强度。

在本发明中，二氧化硅气凝胶具有多孔结构，且气相二氧化硅和二氧化硅气凝胶均具有较大的比表面积，有优异的吸附能力，在降低漏液的情况下大大提高了无机盐的负载量，提高复合相变材料的储热密度。

以二氧化硅气凝胶的质量份数为基准，本发明提供的复合相变材料包括1.5～8份纤维，优选为1.8～6份，更优选为2.4～5.4份。在本发明中，所述纤维优选包括玻璃纤维或中空纤维，更优选为玻璃纤维。在本发明中，所述纤维的长度优选为2～10mm，更优选为3～5mm。在本发明中，所述纤维均匀分散于复合相变材料中，利于提高复合相变材料的力学强度。

以二氧化硅气凝胶的质量份数为基准，本发明提供的复合相变材料包括0.5～4份硅油，优选为0.9～3份，更优选为2.4～3份。在本发明中，所述硅油具有良好的润湿性能够避免复合相变材料发生龟裂，提高复合相变材料的机械强度。

以二氧化硅气凝胶的质量份数为基准，本发明提供的复合相变材料包括60～105份无机盐，优选为64～100.5份，更优选为96～100份。在本发明中，所述无机盐优选包括硝酸盐、碳酸盐、氯化物盐、醋酸盐、磷酸盐和硫酸盐中的一种或多种，更优选为硝酸盐、碳酸盐、氯化物、醋酸盐和磷酸盐中的一种或多种，最优选为硝酸盐和氯化物的混合物、醋酸盐或磷酸盐。在本发明中，当无机盐为两种以上上述具体物质时，本发明对具体物质的配比特殊限定，采用任意配比即可。在本发明中，所述硝酸盐优选包括硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾，更优选为硝酸锂。在本发明中，所述碳酸盐优选包括碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾，更有选为碳酸钠。在本发明中，所述氯化物盐优选包括氯化钠、氯化钾或氯化钡，更优选为氯化钾。本发明中所述醋酸盐优选包括醋酸钠或醋酸钾，更优选为醋酸钠；所述醋酸钠优选为三水合醋酸钠，所述醋酸钾优选为三水合醋酸钾。在本发明中，所述磷酸盐优选包括磷酸氢二钠，所述磷酸氢二钠优选为十二水合磷酸氢二钠。在本发明中，所述硫酸盐优选包括硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸钠或硫酸铜，更优选为硫酸钠；所述硫酸铝钾优选为十二水合硫酸铝钾，所述硫酸镁优选为七水合硫酸镁，所述硫酸钠优选为十水合硫酸钠，所述硫酸铜优选为五水合硫酸铜。

在本发明的实施例中，所述无机盐为十二水合磷酸氢二钠、质量比为60.3:40.2的硝酸锂和氯化钾的混合物或质量比为47.3:49.6的硝酸锂和硝酸钾的混合物。

在本发明中，所述复合相变材料的密度优选为1200～2500kg/m³，更优选为1500～2000kg/m³，最优选为1700～1800kg/m³。

在本发明中，气相二氧化硅表面的硅羟基与无机盐具有良好的相容性和润湿性，无机盐在毛细力的作用下吸附于气相二氧化硅的三维笼状结构中提高无机盐负载量的同时提高了无机盐的稳定性，有效防止漏液的发生。

本发明提供的复合相变材料具有机械性极佳，无机盐负载量高，热导率低，有效防止漏液等优势。

将无机盐熔融，得到无机熔盐；

本发明将无机盐熔融，得到无机熔盐。在本发明中，当无机盐为不带结晶水的无机盐时，所述熔融前优选还包括：将无机盐进行干燥；将干燥后的无机盐进行研磨。在本发明中，当无机盐为带结晶水的无机盐，所述熔融前优选还包括：将无机盐进行研磨。

在本发明中，所述干燥的温度优选为60～120℃，更优选为80～120℃；所述干燥的时间优选为10～24h，更优选为20～24h。在本发明中，所述无机盐容易吸水受潮，本发明经过干燥能够除去无机盐中水分，避免无机盐中水分对复合相变材料性能的影响。

在本发明中，所述研磨后无机盐的平均粒径优选为200μm～800μm，更优选为300μm～500μm。在本发明中，所述研磨优选在粉碎机中进行。本发明对所述研磨的方式无特殊限定，只要能够才到所需粒径即可。

本发明经过研磨利于无机盐熔融，当无机盐为多种物质时利于多种无机盐充分混合，便于熔融过程中形成多元熔盐。

在本发明中，所述熔融的温度优选根据无机盐的熔点确定即可。在本发明中，所述熔融温度优选为70～250℃，更优选为80～220℃；所述熔融的时间优选为2～6h，更优选为4～5h。本发明对所述熔融的方式无特殊限定，只要能够是无机盐熔融即可。

得到无机熔盐后，本发明将二氧化硅气凝胶、气相二氧化硅和无机熔盐第一混合，得到混合料。在本发明中，所述第一混合前优选还包括：将二氧化硅气凝胶和气相二氧化硅进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为60～120℃，更优选为80～120℃；所述干燥的时间优选为10～24h，更优选为20～24h。在本发明中，二氧化硅气凝胶和气相二氧化硅具有高比表面积的多孔结构易于吸附空气中水份，本发明经过干燥能够除去二氧化硅气凝胶和气相二氧化硅中水分，避免二氧化硅气凝胶和气相二氧化硅中水分对复合相变材料性能的影响。

在本发明中，所述第一混合优选包括以下步骤：

将二氧化硅气凝胶和所述第一混合料进行第12混合，得到所述混合料。

本发明将气相二氧化硅和无机熔盐进行第11混合，得到第一混合料。在本发明中，所述第11混合前优选还包括：将气相二氧化硅进行预热。在本发明中，所述预热的温度优选与无机熔盐的温度一致。本发明对所述预热的时间无特殊要求，只要能够达到所需的温度即可。在本发明中，所述预热使气相二氧化硅的温度尽可能达到无机熔盐的温度，避免气相二氧化硅的加入使无机熔盐体系迅速降温凝固，不利于气相二氧化硅吸附熔融状态下的无机盐。

在本发明中，所述第11混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的温度的优选为70～250℃，更优选为80～220℃；所述搅拌的时间优选为30～70min，更优选为40～60min。在本发明中，所述搅拌的温度优选与无机盐熔融温度一致。本发明对所述搅拌的转速无特殊要求只要能够充分混合即可。

在本发明的实施例中，所述搅拌为间隔搅拌，所述间隔搅拌的间隔时间为10～20min，更优选为15～18min；每次搅拌的时间为1～3min。本发明为了使无机盐处于熔融状态需要保持一定的温度，所以需要将混合材料置于烘箱中保温，间隔一段时间将材料取出搅拌一次，搅拌后再置于烘箱中保温以保证无机盐处于熔融状态使无机熔盐和气相二氧化硅材料充分接触。

在本发明中，所述无机熔盐优选在第11混合过程中吸附于气相二氧化硅的三维笼状网络结构中，气相二氧化硅和无机熔盐复合时，气相二氧化硅构建的三维网络结构将无机熔盐吸附固定在网络结构间，有效防止高温环境下漏液。气相二氧化硅阻断了无机熔盐的导热通路，降低材料的热导率。

得到第一混合料后，本发明将二氧化硅气凝胶和所述第一混合料进行第12混合，得到所述混合料。在本发明中，所述第12混合前优选还包括：将二氧化硅气凝胶进行预热。在本发明中，所述预热的温度优选与第一混合料的温度一致。本发明对所述预热的时间无特殊要求，只要达到所需的温度即可。在本发明中，所述预热使二氧化硅气凝胶的温度尽可能达到第一混合料的温度，避免二氧化硅气凝胶的加入使无机熔盐体系迅速降温凝固，不利于二氧化硅气凝胶吸附熔融状态下的无机盐；同时本发明对二氧化硅气凝胶进行预热能够避免低温二氧化硅气凝胶加入导致无机熔盐降温凝固，导致熔盐与二氧化硅基体混合不均，从而影响复合相变材料的性能。

在本发明中，所述第12混合优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的温度优选为70～250℃，更优选为80～220℃；所述搅拌的时间优选为30～70min，更优选为40～60min。在本发明中，所述搅拌的温度优选与无机盐熔融温度一致。本发明对所述搅拌的转速无特殊要求只要能够充分混合即可。

在本发明的实施例中，所述搅拌为间隔搅拌，所述间隔搅拌的间隔时间为10～20min，更优选为15～18min；每次搅拌的时间为1～3min。本发明为了使无机盐处于熔融状态需要保持一定的温度，所以需要将混合材料置于烘箱中保温，间隔一段时间将材料取出搅拌一次，搅拌后再置于烘箱中保温以保证无机盐处于熔融状态使无机熔盐和二氧化硅气凝胶充分接触。

在本发明中，所述二氧化硅气凝胶优选在第12混合过程中与气相二氧化硅结合形成稳定的网络结构，同时二氧化硅气凝胶能够起到阻隔熔盐的作用，降低复合相变材料的热导率。

本发明现将气相二氧化硅和无机熔盐混合，然后再将二氧化硅气凝胶和第一混合料进行混合利于将气相二氧化硅、二氧化硅气凝胶和无机熔盐混合均匀。

得到混合料后本发明将所述混合料、硅油和纤维第二混合，得到初级复合相变材料。在本发明中，所述第二混合前优选还包括：将所述混合料进行粉碎。在本发明中，所述粉碎后混合料的粒径优选为200μm～800μm，更优选为300μm～500μm。本发明对所述粉碎无特殊要求，只要能够达到所需的粒径即可。在本发明中，所述粉碎优选在粉碎机中进行。

在本发明中，制备混合料在搅拌吸附过程中有部分材料结块，导致无机盐在气相二氧化硅分布不均匀，制备的材料不够均一，粉碎可以使所有材料分散均匀，利于得到化学成分均一的材料。

本发明对所述第二混合无特殊要求，只要能够混合均匀即可。在本发明中，所述硅油起润湿的作用降低粉体表面能，提高粉体连接性能，从而增大复合相变材料机械强度。

得到初级复合相变材料后，本发明将所述初级复合相变材料进行热压，得到所述复合相变材料。在本发明中，所述热压优选在模具中进行，本发明对所述模具的形状和尺寸无特殊要求，根据复合相变材料的需要设定即可。

在本发明中，所述热压的温度优选为30～200℃，更优选为50～160℃，最优选为100～150℃；所述热压的压力优选为10～20MPa，更优选为12～15MPa；所述热压的时间优选为10～30min，更优选为15～25min。

本发明经过热压无机盐再次熔融，在高温和外部压力的作用下，液态的无机熔盐充分进入到气相二氧化硅和二氧化硅气凝胶颗粒的网络和多孔结构中。

在本发明中，所述热压后优选还包括：将热压后产品进行脱模，得到所述复合相变材料。在本发明中，所述脱模前优选包括将热压后产品进行冷却。在本发明中，所述冷却后产品的温度优选为20～35℃，更优选为25～30℃。本发明对所述冷却的方式无特殊限定只要能够达到所需的温度即可。本发明对所述脱模无特殊要求，采用本领域常规的方式即可。

在本发明中，所述无机盐为相变材料，二氧化硅气凝胶颗粒和气相二氧化硅为吸附剂和导热调节剂，纳米二氧化硅的高表面能促进无机盐在气相二氧化硅网络结构及二氧化硅气凝胶颗粒的孔隙中渗透，纤维用于提高复合相变材料的机械强度。

本发明以无机盐、二氧化硅气凝胶颗粒、气相二氧化硅、硅油和纤维为原料，通过混合，分散，热压制备得到储热性能良好，机械强度优秀，稳定性高，热导率低的复合相变材料，本发明的制备方法简单，操作便捷，易于工业化生产和使用。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将二氧化硅气凝胶(粒径为2mm)、气相二氧化硅(粒径为100nm，比表面积为300m²/g，硅羟基含量为9.5mg/g)、硅油和长度为5mm的玻璃纤维120℃烘干24h；

将64.13g的十二水合磷酸氢二钠置于粉碎机中按照10000r/min的转速研磨30s得到平均粒径为400μm的十二水合磷酸氢二钠后于80℃加热熔融4h，得到十二水合磷酸氢二钠熔盐；

将21.38g干燥的气相二氧化硅80℃预热后加入到十二水合磷酸氢二钠熔盐中，80℃保温吸附60min，每隔15min搅拌一次每次搅拌2min，得到第一混合料；

将2.7g干燥的二氧化硅气凝胶80℃预热后加入第一混合料中，80℃保温吸附45min，每隔15min搅拌一次每次搅拌2min，得到混合料；将所述混合料利用粉碎机粉碎至粒径为400μm后与0.9g硅油、1.8g玻璃纤维混合，得到初级复合相变材料；

将所述初级复合相变材料置于模具中，在12MPa的压力下30℃热压20min，自然冷却至25℃后脱模，得到复合相变材料。

图1为中气相二氧化硅结构示意图，气相二氧化硅具有笼状网络结构。由图1可以看出，气相二氧化硅具有3D的网络结构，大量的气相二氧化硅和无机熔盐复合后可以构建稳定的网络结构。

图2为二氧化硅气凝胶SEM图，由图2可知二氧化硅气凝胶颗粒表面有大量的气孔，吸附无机熔盐的同时降低热导率。

图3为复合相变材料的结构示意图，由图3可知多孔的二氧化硅气凝胶颗粒均匀的分散在复合相变材料中，促进无机熔盐吸附的同时进一步阻断无机熔盐的导热通路，降低复合相变材料的热导率。

实施例1制备得到的复合相变材料的实物图如图4所示。

实施例2

将二氧化硅气凝胶(粒径为3mm)、气相二氧化硅(粒径为200nm，比表面积为350m²/g，硅羟基含量为9.5mg/g)、硅油、长度为4mm的玻璃纤维、硝酸锂和氯化钾120℃烘干24h；将60.3g干燥的硝酸锂和40.2g氯化钾置于粉碎机中按照10000r/min的转速研磨30s得到平均粒径为400μm的硝酸锂和氯化钾混合物后于220℃加热熔融4h，得到二元无机熔盐；

将11.2g干燥的气相二氧化硅220℃预热后加入到二元无机熔盐中，220℃保温吸附60min，每隔15min搅拌一次每次搅拌2min，得到第一混合料；

将2.4g干燥的二氧化硅气凝胶220℃预热后加入第一混合料中，220℃保温吸附45min，每隔15min搅拌一次每次搅拌2min，得到混合料；将所述混合料利用粉碎机粉碎至粒径为400μm后与2.4g硅油、2.4g玻璃纤维混合，得到初级复合相变材料；

将所述初级复合相变材料置于模具中，在压力为12MPa温度为160℃的条件下热压20min，自然冷却至25℃后脱模，得到复合相变材料。

实施例3

将二氧化硅气凝胶(粒径为2mm)、气相二氧化硅(粒径为300nm，比表面积为350m²/g，硅羟基含量为11mg/g)、硅油、长度为3mm的玻璃纤维、硝酸锂和硝酸钾120℃烘干24h；将47.3g干燥的硝酸锂和49.6g硝酸钾置于粉碎机中按照10000r/min的转速研磨30s得到平均粒径为400μm的硝酸锂和硝酸钾混合物后于220℃加热熔融4h，得到二元无机熔盐；

将9.7g干燥的气相二氧化硅220℃预热后加入到二元无机熔盐中，220℃保温吸附60min，每隔15min搅拌一次每次搅拌2min，得到第一混合料；

将3.6g干燥的二氧化硅气凝胶220℃预热后加入第一混合料中，220℃保温吸附45min，每隔15min搅拌一次每次搅拌2min，得到混合料；将所述混合料利用粉碎机粉碎至粒径为400μm后与2.4g硅油、5.4g玻璃纤维混合，得到初级复合相变材料；

对比例1

所述保温材料包括：氧化镁48份、七水合硫酸镁35份、石蜡11份、聚乙二醇10份、十水合硫酸钠12份、六水合氯化钙9份、十水合碳酸钠9份、氢氧化铝12份、过氧化氢8份、聚丙烯纤维15份、玻璃纤维13份。

(1)将48份氧化镁分散于去离子水中，然后加入35份七水合硫酸镁，磁力搅拌50min，搅拌温度为40℃，获得基体液；

(2)将15份聚丙烯纤维和13份玻璃纤维加入步骤(1)制得的基体液中，边加入边搅拌，直至分散均匀，置于65℃环境中脱水干燥，去除多余水分，制得保温材料基体；

(3)将11份石蜡、10份聚乙二醇、12份十水合硫酸钠、9份六水合氯化钙、9份十水合碳酸钠、12份氢氧化铝与步骤(2)获得的保温材料基体混合，60℃反应8小时，获得相变保温材料基体；

(4)向步骤(3)获得的相变保温材料基体中加入8份过氧化氢，35℃反应16h，制得相变胶凝保温材料。

检测实施例1～3制备得到的复合相变材料的表观密度，其结果列于表1中。

将实施例1制备得到的复合相变材料置于50℃的环境中静置10h，未发现明显漏液，高温储存后质量减少幅度列于表1中；实施例2～3制备得到的复合相变材料置于220℃的环境中静置10h，未发现明显漏液，高温储存后质量减少幅度列于表1中.

利用Hot-disk检测实施例1～3制备得到的复合相变材料的热导率，其结果列于表1中；同时利用Hot-disk检测实施例1～3中对应无机盐的热导率，其结果列于表1中。

利用DSC检测实施例1～3制备得到的复合相变材料的潜热，其结果列于表1中。实施例1制备得到的复合相变材料的DSC图谱如图5所示。

本发明利用差式扫描量热仪测定实施例1～3制备得到的复合相变材料的焓值，根据测试焓值与纯盐的焓值的比即可得到复合相变材料无机盐的负载量，其结果列于表1中。

采用电子万能试验机测试实施例1～3和对比例制备得到的相变材料的抗折强度，其结果列于表1中。实施例1制备得到的相变材料的抗折强度的测试结果图如图6所示。

表1实施例1～3制备得到的复合相变材料的性能参数

结合表1和图2可知，本申请提供的复合相变材料具有良好的防漏液性能；本申请提供的复合相变材料具有较高的无机盐负载量具有较高的储热密度；本申请提供的复合相变材料具有较低热导率的同时具有较高的抗折强度。本申请提供的复合相变材料的抗折强度较对比文件1的相变胶凝保温材料的抗折强度提高了16倍，本申请提供的复合相变材料具有较高的机械强度和良好的稳定性。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims

1.一种复合相变材料，包括以下制备份数的组分：

二氧化硅气凝胶 1~5份；

气相二氧化硅 5~22份；

纤维 1.5~8份；

硅油 0.5~4份；

无机盐 60~105份；

所述二氧化硅气凝胶的粒径为1~3mm；所述气相二氧化硅的粒径为1~200nm；

所述复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：

将无机盐熔融，得到无机熔盐；

2.根据权利要求1所述复合相变材料，其特征在于，所述气相二氧化硅的比表面积为100~600m²/g；所述气相二氧化硅表面硅羟基的含量为3~25mg/g。

3.根据权利要求1所述复合相变材料，其特征在于，所述纤维包括玻璃纤维或中空纤维；

纤维的长度为3~10mm；

所述无机盐包括硝酸盐、碳酸盐、氯化物盐、醋酸盐、磷酸盐和硫酸盐中的一种或多种；

所述硝酸盐包括硝酸锂、硝酸钠或硝酸钾；所述碳酸盐包括碳酸锂、碳酸钠或碳酸钾；所述氯化物盐包括氯化钠、氯化钾或氯化钡；所述醋酸盐包括醋酸钠、醋酸钾、三水合醋酸钠或三水合醋酸钾；所述磷酸盐包括磷酸氢二钠或十二水合磷酸氢二钠；所述硫酸盐包括硫酸铝钾、硫酸镁、硫酸钠、硫酸铜、十二水合硫酸铝钾、七水合硫酸镁、十水合硫酸钠或五水合硫酸铜。

4.根据权利要求1~3任一项所述复合相变材料，其特征在于，所述复合相变材料的密度为1200~2500kg/m³。

5.权利要求1~4任一项所述复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：

将无机盐熔融，得到无机熔盐；

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述热压的温度为50~200℃；所述热压的压力为10~20MPa；所述热压的时间为10~30min。

7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述第一混合前包括：将二氧化硅气凝胶和气相二氧化硅进行干燥；

所述干燥的温度为60~120℃；所述干燥的时间为10~24h。

8.根据权利要求5或7所述制备方法，其特征在于，所述第一混合包括以下步骤：

所述第11混合和第12混合独立在搅拌的条件下进行，所述搅拌的温度独立的为70~250℃；所述搅拌的时间独立的为30~70min。

9.权利要求1~4任一项所述复合相变材料或权利要求5~8任一项所述制备方法制备得到的复合相变材料在对飞机黑匣子、发动机进行热防护方面的应用。