CN117964983A - 一种粘性复合相变材料、粘性复合相变片材及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种粘性复合相变材料、粘性复合相变片材及其制备方法和应用。所述粘性复合相变材料的制备原料按重量份数计包括以下组分：聚苯乙烯5～45份、脂肪酸甲酯5～50份、苯乙烯系热塑性弹性体5～15份、结晶高分子聚烯烃5～35份。本发明所述粘性复合相变材料通过在聚苯乙烯‑脂肪酸甲酯体系中添加结晶高分子聚烯烃，利用相变材料相变过程在无定形区域与结晶区域扩散的速率和状态的不同，有效调节相变复合材料的体积收缩/膨胀性能。
Description
技术领域
本发明涉及调温材料技术领域，具体涉及一种粘性复合相变材料、粘性复合相变片材及其制备方法和应用。
背景技术
相变材料具有在改变其物理状态时吸收或释放大量热能的能力。以固－液相变为例，从固态到液态，相变材料吸收并储存大量的潜热；从液态到固态，相变材料将储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热，而且相变完成前温度几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。这种材料一旦在人们生活被广泛应用，将成为节能环保的最佳绿色环保载体。
但是复合相变材料能够吸收/放出的热量是有限的，本领域采取多种方式与相变材料相结合，从而发挥出材料的调温能力。而具有粘性的复合相变材料利用其相变前后体积的变化，可以提供很好的导热、储热功能。但是如果其体积的变化不能得到有效的调节，会影响其调温效果。
CN108329893A公开了一种柔性热界面相变复合薄片材料及其制备方法，该柔性热界面相变复合薄片材料包括膨胀石墨、相变材料及弹性体材料，通过在真空加热状态下浸渍相变材料，将相变材料填充于压缩膨胀石墨薄片的孔隙中，得到膨胀石墨/相变复合薄片材料。该相变复合薄片材料虽然通过膨胀石墨的添加具有较高的导热效率，但该薄片材料体积的变化不能得到有效的调节，调温效果较差。
CN114892307A公开了一种用于电子元器件热管理的气凝胶基相变复合材料，所述气凝胶为纳米片分散液和交联剂溶液混合反应后冷冻成型、冷冻干燥制备得到。所述有机相变材料为石蜡、月桂酸、十八烷、己二酸、癸酸、棕榈酸、硬脂酸、赤藻糖醇、D-甘露醇、邻苯二甲酸酐、尿素、乙酰胺、邻苯二甲酸酐、聚乙二醇或高密度聚乙烯中的至少一种；所述纳米片分散液中纳米片材质为石墨烯、氮化硼、二硫化钼、二硫化钨、黑磷、二氧化锰、蒙脱土、膨胀石墨或膨胀蛭石中的至少一种；该相变复合薄片材料虽然以气凝胶为载体，使有机相变材料负载封装在气凝胶中的方式，提高了相变材料的封装率，但该薄片材料体积的变化也不能得到有效的调节，调温效果较差。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种粘性复合相变材料，所述粘性复合相变材料的制备原料按重量份数计包括以下组分：聚苯乙烯20～40份、脂肪酸甲酯30～60份、苯乙烯系热塑性弹性体5～15份、结晶高分子聚烯烃5～35份。本发明在聚苯乙烯-脂肪酸甲酯的体系中加入结晶高分子聚烯烃，利用相变材料相变过程在无定形区域与结晶区域扩散的速率和状态的不同，可有效调节相变复合材料的体积收缩/膨胀性能。
本发明的目的之二在于提供一种所述的粘性复合相变材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、苯乙烯系热塑性弹性体和结晶高分子聚烯烃混合，进行密炼，得到所述粘性复合相变材料。
本发明的目的之三在于提供一种粘性复合相变片材，所述粘性复合相变片材由如上述的粘性复合相变材料经压片得到。
本发明的目的之四在于提供一种所述的粘性复合相变片材的制备方法，所述粘性复合相变片材的制备方法包括以下步骤：将上述的粘性复合相变材料进行压片，得到所述粘性复合相变片材。
本发明的目的之五在于提供一种所述的粘性复合相变材料、或所述的粘性复合相变片材在制备调温材料中的应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种粘性复合相变材料，所述粘性复合相变材料的制备原料按重量份数计包括以下组分：
聚苯乙烯5～45份、脂肪酸甲酯5～50份、苯乙烯系热塑性弹性体5～15份、结晶高分子聚烯烃5～35份。
为了使粘性复合相变材料具有良好的调温效果，对其体积收缩/膨胀率都会有具体要求，而通过调节粘性相变复合材料的体积收缩-膨胀性能，可以控制其与接触物之间的空穴和接触面积的大小，从而得到更好的调温效果。
基于此，本发明在聚苯乙烯-脂肪酸甲酯的体系中加入结晶高分子聚烯烃的方式，利用相变材料相变过程在无定形区域与结晶区域扩散的速率和状态的不同，得到了一种有效调节相变复合材料体积收缩/膨胀的粘性复合相变材料。所述粘性复合相变材料在电子设备的热保护和散热方面、功能织物等领域具有巨大的应用前景。
在所述粘性复合相变材料的制备原料中，聚苯乙烯的添加量为5～45份，例如可以是5份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、45份等。
在所述粘性复合相变材料的制备原料中，脂肪酸甲酯的添加量为5～50份，例如可以是5份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份、40份、42份、44份、46份、48份、50份等。
在所述粘性复合相变材料的制备原料中，苯乙烯系热塑性弹性体的添加量为5～15份，例如可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份等。
在所述粘性复合相变材料的制备原料中，结晶高分子聚烯烃的添加量为5～35份，例如可以是5份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、35份等。
优选地，所述聚苯乙烯的重均分子量为6×104～10×104g/mol，例如可以是6×104g/mol、6.5×104g/mol、7×104g/mol、7.5×104g/mol、8×104g/mol、8.5×104g/mol、9×104g/mol、9.5×104g/mol、10×104g/mol等。
优选地，所述聚苯乙烯的熔融指数为3～8g/10min，例如可以是3g/mol、3.5g/mol、4g/mol、4.5g/mol、5g/mol、5.5g/mol、6g/mol、6.5g/mol、7g/mol、7.5g/mol、8g/mol等。
优选地，所述脂肪酸甲酯的结构式如下式I所示：
其中，R1选自碳原子数为10以上(例如可以是10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30等)的直链或支链烷基，优选为C12～C24直链或支链烷基，进一步优选为C14～C18直链或支链烷基。
作为本发明一些实施例，所述脂肪酸甲酯包括但不限于十烷酸甲酯(羊蜡酸甲酯)、十二烷酸甲酯(月桂酸甲酯)、十四烷酸甲酯(肉豆蔻酸甲酯)、十六烷酸甲酯(棕榈酸甲酯)、十八烷酸甲酯(硬脂酸甲酯)、二十烷酸甲酯(花生酸甲酯)、二十二烷酸甲酯(山嵛酸甲酯)等。
优选地，所述脂肪酸甲酯选自硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、月桂酸甲酯或花生酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述苯乙烯系热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯二嵌段聚合物、星型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化苯乙烯-丁二烯/戊二烯-苯乙烯三嵌段聚合物中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述结晶高分子聚烯烃选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或结晶聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.945～0.970g/cm3，例如可以是0.945g/cm3、0.950g/cm3、0.955g/cm3、0.960g/cm3、0.965g/cm3、0.970g/cm3等；高密度聚乙烯的重均分子量为60000～300000g/mol，例如可以是60000g/mol、80000g/mol、100000g/mol、120000g/mol、140000g/mol、160000g/mol、180000g/mol、200000g/mol、220000g/mol、240000g/mol、260000g/mol、280000g/mol、300000g/mol等；高密度聚乙烯的分子量分布宽度指数为3～20，例如可以是3、4、6、8、10、12、14、16、18、20等；高密度聚乙烯的熔融指数为1～19.6g/10min，例如可以是1g/10min、2g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min、19.6g/10min等。
优选地，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.920～0.930g/cm3，例如可以是0.920g/cm3、0.921g/cm3、0.922g/cm3、0.923g/cm3、0.924g/cm3、0.925g/cm3、0.926g/cm3、0.927g/cm3、0.928g/cm3、0.929g/cm3、0.930g/cm3等；线性低密度聚乙烯的重均分子量为1.0×105～1.5×105g/mol，例如可以是1.0×105g/mol、1.1×105g/mol、1.2×105g/mol、1.3×105g/mol、1.4×105g/mol、1.5×105g/mol等；线性低密度聚乙烯的分子量分布宽度指数为4～5，例如可以是4、4.2、4.4、4.6、4.8、5等；线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.7～20g/10min，例如可以是0.7g/10min、1g/10min、2g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min、20g/10min等。
优选地，所述结晶聚丙烯的密度为0.90～0.91g/cm3，例如可以是0.90g/cm3、0.902g/cm3、0.904g/cm3、0.906g/cm3、0.908g/cm3、0.91g/cm3等；结晶聚丙烯的重均分子量为1.4×105～1.8×105g/mol，例如可以是1.4×105g/mol、1.5g/mol、1.6g/mol、1.7g/mol、1.8g/mol等；结晶聚丙烯的分子量分布宽度指数为1.6～1.8，例如可以是1.6、1.65、1.7、1.75、1.8等；结晶聚丙烯的熔融指数为2.69～24.55g/10min，例如可以是2.69g/10min、4g/10min、6g/10min、8g/10min、10g/10min、12g/10min、14g/10min、16g/10min、18g/10min、20g/10min、22g/10min、24.55g/10min等。
优选地，所述粘性复合相变材料的制备原料中还包括导热无机填料0.5～5份，例如可以是0.5份、0.6份、0.8份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份等。
优选地，所述导热无机填料选自氧化铝、氮化硼、碳粉或膨胀石墨中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中，所述导热无机填料具有优越的热稳定性和化学稳定性、高机械强度以及高的热导率，在所述粘性复合相变材料中添加导热无机填料，可通过在聚合物中构建连续的无机骨架的方式，来进一步提高复合材料的导热性能。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的粘性复合相变材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、苯乙烯系热塑性弹性体和结晶高分子聚烯烃混合，进行密炼，得到所述粘性复合相变材料。
优选地，所述密炼的温度为170～190℃，例如可以是170℃、172℃、175℃、178℃、180℃、182℃、185℃、188℃、190℃等。
优选地，所述混合的过程中还需添加导热无机填料。
优选地，所述密炼的时间为0.5～2h，例如可以是0.5h、0.6h、0.8h、1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h、2h等。
第三方面，本发明提供一种粘性复合相变片材，所述粘性复合相变片材由如第一方面所述的粘性复合相变材料经压片得到。
优选地，所述粘性复合相变片材的厚度为1～3mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3mm等。
优选地，所述粘性复合相变片材的热膨胀率为0.9～1.6％，例如可以是0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.6％、1.6％等。
优选地，所述粘性复合相变片材的热收缩率为0.9～1.6％，例如可以是0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％等。
第四方面，本发明提供一种所述的粘性复合相变片材的制备方法，所述粘性复合相变片材的制备方法包括以下步骤：
将所述的粘性复合相变材料进行压片，得到所述粘性复合相变片材。
优选地，所述压片在硫化机中进行。
优选地，所述压片的压力为1～3MPa，例如可以是1MPa、1.2MPa、1.4MPa、1.6MPa、1.8MPa、2MPa、2.2MPa、2.4MPa、2.6MPa、2.8MPa、3MPa等。
第五方面，本发明提供一种所述的粘性复合相变材料、或所述的粘性复合相变片材在制备调温材料中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过在聚苯乙烯-硬脂酸甲酯的体系中加入结晶高分子的方式，利用相变材料相变过程在无定形区域与结晶区域扩散的速率和状态的不同，可有效调节相变复合材料的体积收缩/膨胀性能；
(2)本发明通过调节粘性相变复合材料的体积收缩-膨胀性能，可以控制其与接触物之间的空穴和接触面积的大小，从而使想变材料获得更好的调温效果。
具体实施方式
除非本文另有定义，连同本发明使用的科学和技术术语应具有本领域普通技术人员通常理解的含义。术语的含义和范围应当清晰，然而，在任何潜在不明确性的情况下，本文提供的定义优先于任何字典或外来定义。在本申请中，除非另有说明，“或”的使用意味着“和/或”。此外，术语“包括”及其他形式的使用是非限制性的。
需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
实施例1
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例2
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例3
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例4
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例5
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例6
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例7
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例8
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例9
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例10
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例11
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例12
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
实施例13
本实施例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；与实施了1的区别仅在于不添加导热无机填料，结晶高分子聚烯烃的含量增至7份，其他组分含量及制备方法与实施例1完全一致。
对比例1
本对比例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料和苯乙烯系热塑性弹性体按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
对比例2
本对比例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
对比例3
本对比例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
对比例4
本对比例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；
所述粘性复合相变材料按重量份数计包括以下组分：
上述粘性复合相变片材由以下步骤制备得到：
S1、粘性复合相变材料的制备：
将上述聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、导热无机填料、苯乙烯系热塑性弹性体、结晶高分子聚烯烃按配比在高混机中混合后，置于在密炼机中，加热至180℃，密炼1h，得到所述粘性复合相变材料。
S2、粘性复合相变片材的制备：
将上述粘性复合相变材料在硫化机中压片，热板温度为室温，压力为2MPa，得到厚度为2mm的粘性复合相变片材。
对比例5
本对比例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；与实施了10的区别仅在于，将硬脂酸甲酯替换成等质量的十八烷，其他组分含量及制备方法与实施例10完全一致。
对比例6
本对比例提供一种粘性复合相变材料，及由其制备得到的片材；与实施了10的区别仅在于，将硬脂酸甲酯替换成等质量的硬脂酸乙酯，其他组分含量及制备方法与实施例10完全一致。
测试例
测试样品：实施例1～13提供的粘性复合相变片材、对比例1～6提供的粘性复合相变片材；
测试方法：
(1)焓值：按《GB/T 19466.3-2004/ISO 11357-3》，使用差示扫描量热仪DSC，在氮气保护下，以升降温速率10℃/min进行测定。
(2)热膨胀率和热收缩率：剪取边长20×20×1mm的压片；置于铝箔上面，用记号笔在四边做好标记；置于加热好的热板或者烘箱，加热温度为相变温度+20℃，加热时间10min；然后冷却至相变温度-20℃；测量试验后的压片经纬向的尺寸；计算热膨胀率和热收缩率。
具体测试结果如表1所示：
表1
如表1测试数据可知，本发明所述粘性复合相变片材的焓值为52～95J/g；且可通过高熔点调节剂和成核剂的含量调整，控制所述粘性复合相变片材的热膨胀率为0.9～1.6％；所述粘性复合相变片材的热收缩率为0.9～1.6％，特别是热收缩率得到有效提升。
由对比例1～3可知，不添加结晶高分子聚烯烃、结晶高分子聚烯烃的含量过低、或采用非结晶型的无归高分子聚烯烃，所述粘性复合相变片材的热收缩率下降明显。
由对比例4可知，不采用聚苯乙烯-脂肪酸甲酯体系，而采用结晶高分子聚烯烃-脂肪酸甲酯体系所制备得到的复合相变片材的热膨胀率和热收缩率均下降及其明显。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种粘性复合相变材料，其特征在于，所述粘性复合相变材料的制备原料按重量份数计包括以下组分：
聚苯乙烯5～45份、脂肪酸甲酯5～50份、苯乙烯系热塑性弹性体5～15份、结晶高分子聚烯烃5～35份。
2.根据权利要求1所述的粘性复合相变材料，其特征在于，所述聚苯乙烯的重均分子量为6×104～10×104g/mol；
优选地，所述聚苯乙烯的熔融指数为3～8g/10min；
优选地，所述脂肪酸甲酯的结构式如下式I所示：
其中，R1选自碳原子数为10以上的直链或支链烷基，优选为C12～C24直链或支链烷基，进一步优选为C14～C18直链或支链烷基；
优选地，所述脂肪酸甲酯选自硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、月桂酸甲酯或花生酸甲酯中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的粘性复合相变材料，其特征在于，所述苯乙烯系热塑性弹性体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段聚合物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯二嵌段聚合物、星型苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物或氢化苯乙烯-丁二烯/戊二烯-苯乙烯三嵌段聚合物中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述结晶高分子聚烯烃选自高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或结晶聚丙烯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述高密度聚乙烯的密度为0.945～0.970g/cm3；高密度聚乙烯的重均分子量为60000～300000g/mol；高密度聚乙烯的分子量分布宽度指数为3～20；高密度聚乙烯的熔融指数为1～19.6g/10min；
优选地，所述线性低密度聚乙烯的密度为0.920～0.930g/cm3；线性低密度聚乙烯的重均分子量为1.0×105～1.5×105g/mol；线性低密度聚乙烯的分子量分布宽度指数为4～5；线性低密度聚乙烯的熔融指数为0.7～20g/10min；
优选地，所述结晶聚丙烯的密度为0.90～0.91g/cm3；结晶聚丙烯的重均分子量为1.4×105～1.8×105g/mol；结晶聚丙烯的分子量分布宽度指数为1.6～1.8；结晶聚丙烯的熔融指数为2.69～24.55g/10min。
4.根据权利要求1所述的粘性复合相变材料，其特征在于，所述粘性复合相变材料的制备原料中还包括导热无机填料0.5～5份；
优选地，所述导热无机填料选自氧化铝、氮化硼、碳粉或膨胀石墨中的任意一种或至少两种的组合。
5.一种根据权利要求1～4中任一项所述的粘性复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将聚苯乙烯、脂肪酸甲酯、苯乙烯系热塑性弹性体和结晶高分子聚烯烃混合，进行密炼，得到所述粘性复合相变材料。
6.根据权利要求5所述的粘性复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述密炼的温度为170～190℃；所述密炼的时间为0.5～2h；
优选地，所述混合的过程中还需添加导热无机填料。
7.一种粘性复合相变片材，其特征在于，所述粘性复合相变片材由如权利要求1～4中任一项所述的粘性复合相变材料经压片得到。
8.根据权利要求7所述的粘性复合相变片材，其特征在于，所述粘性复合相变片材的厚度为1～3mm；
优选地，所述粘性复合相变片材的热膨胀率为0.9～1.6％；
优选地，所述粘性复合相变片材的热收缩率为0.9～1.6％。
9.一种根据权利要求7或8所述的粘性复合相变片材的制备方法，其特征在于，所述粘性复合相变片材的制备方法包括以下步骤：
将权利要求1～4中任一项所述的粘性复合相变材料进行压片，得到所述粘性复合相变片材；
优选地，所述压片在硫化机中进行；
优选地，所述压片的压力为1～3MPa。
10.一种根据权利要求1～4中任一项所述的粘性复合相变材料、或权利要求7或8所述的粘性复合相变片材在制备调温材料中的应用。
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| CN202410167091.1A CN117964983B (zh) | 2024-02-06 | 一种粘性复合相变材料、粘性复合相变片材及其制备方法和应用 |
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| US20200358154A1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-11-12 | Rogers Corporation | Battery packaging materials, methods of manufacture, and uses thereof |
| CN112867775A (zh) * | 2018-10-02 | 2021-05-28 | Oci有限公司 | 潜热储存组合物 |
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| 徐文姣;孔祥坤;包建军;: "填充型导热复合材料中的双逾渗效应", 高分子材料科学与工程, no. 05, 15 May 2013 (2013-05-15) * |
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