一种价廉质优的混合相变储能材料制造技术

本发明专利技术属于新材料研发领域，具体涉及一种价廉质优的混合相变储能材料及其制备与应用。本发明专利技术所述混合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：2，2-二甲基-丙醇55~58重量份；硼砂25~30重量份；交联剂2~4重量份；增稠剂2~6重量份。本发明专利技术的混合相变储能材料通过可逆的固-液相转变实现能量的储存和释放，相变温度在40-60℃，相变焓可达240J/g，材料储能密度高，热稳定性好，无液体渗漏和相分离，制备工艺简单，无毒无害。在相变储能材料方面有很好的利用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种价廉质优的混合相变储能材料
本专利技术属于新材料研发领域，具体涉及一种混合相变储能材料及其制备与应用。
技术介绍
相变储能是近代物理对能量储存的理论认识，已经形成比较成熟的理论，但相变储能材料的开发空间还很大。由于目前能源消耗的极速增长，和能源高效利用的迫切需要，对相变储能材料的研究就显得很重要，因为它是节省能源和利用能源的体现。储能材料按储能的方式大体分为：显热储能、潜热储能和化学反应储能三大类。相变储能是一种潜热储能方式，它利用材料在相变过程中的热效应来储存和释放能量。潜热储能按照相变的方式一般分为四类：固-固相变、固-液相变、固-气相变、液-气相变。传统的相变储能材料主要包括无机类的结晶水和盐和熔融盐，以及有机类化合物、有机类聚合物，如脂肪烃、多元醇类、芳香烃类酰胺类、聚烯烃类、聚多元醇类、聚烯醇类、聚烯酸类等。无机类如结晶水和盐类通常是中、低温相变储能中比较多，有如下优点：使用范围广、导热系数大、熔解热较大、储能密度大。同时存在如下缺点：一是过冷现象，二是相分离。有机类相变储能材料，优点是在固体状态时成型性较好，一般不容易出现过冷现象和相分离、材料的腐蚀性较小，性能比较稳定、毒性小，成本低；同时该类材料有如下缺点：导热系数小，储能密度小，并且有机物一般熔点较低，不适于高温场合中应用，且易挥发、易燃烧甚至爆炸或被空气中的氧气缓慢氧化而老化。US4708812，CN1844269A，CN1903971A介绍了相变微胶囊，以有机聚合物作为囊壁材料将相变材料包裹密封，相变焓较大，但是相变时体积变化较大，反复收缩和膨胀使材料使用寿命较短，而且芯壳之间为物理相互作用，仍会发生渗漏和相分离。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种价廉质优的混合相变储能材料及其制备与应用，所述相变储能材料通过可逆的固-液相转变实现能量的储存和释放，相变温度在40-60℃，相变焓可达240J/g，材料储能密度高，热稳定性好，无液体渗漏和相分离，制备工艺简单，无毒无害，在相变储能材料方面有很好的利用价值。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面提供一种混合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：2，2-二甲基-丙醇55～58重量份；硼砂25～30重量份；交联剂2～4重量份；增稠剂2～6重量份。优选地，所述交联剂选自甲苯二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的任一种或多种的组合。进一步优选地，所述甲苯二异氰酸酯选自2，4-甲苯二异氰酸酯或2，6-甲苯二异氰酸酯。优选地，所述增稠剂选自聚乙烯醇或聚乙烯蜡中的任一种或多种的组合。进一步优选地，所述聚乙烯醇的分子量范围是16000～20000。进一步优选地，所述聚乙烯蜡的分子量范围是2000～3000。本专利技术的第二方面，还进一步提供了一种制备前述混合相变储能材料的方法，包括以下步骤：(1)将2，2-二甲基-丙醇与交联剂混合，制备2，2-二甲基-丙醇预聚体；(2)将步骤(1)所得2，2-二甲基-丙醇预聚体与硼砂混合，再加入增稠剂，固化即得混合相变储能材料。优选地，步骤(1)中，混合时，是在在50℃～65℃下混合4h～6h。优选地，步骤(2)中，2，2-二甲基-丙醇预聚体和硼砂在95～105℃条件下混合。优选地，步骤(2)中，2，2-二甲基-丙醇预聚体和硼砂混合时，在高速搅拌器中混合，搅拌转速设定为1800rpm～2300rpm，持续3h～4h。优选地，步骤(2)中，固化时，可选用通氮气的方法进行固化。本专利技术的第三方面，还提供了前述混合相变储能材料在能量储存和温度控制领域中的用途。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的相变储能材料通过可逆的固-液相转变实现能量的储存和释放，相相变温度在40-60℃，相变焓可达240J/g，材料储能密度高，热稳定性好，无液体渗漏和相分离，制备工艺简单，无毒无害，成本低廉。在相变储能材料方面有很好的利用价值。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的保护范围。以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。实施例1本实施例的混合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：2，2-二甲基-丙醇55重量份；硼砂25重量份；交联剂：2，4-甲苯二异氰酸酯2重量份；增稠剂：聚乙烯醇(分子量16000)2重量份数。制备方法：将2，2-二甲基-丙醇55重量份，与交联剂：2，4-甲苯二异氰酸酯2重量份混合，在50℃下混合6h，制备2，2-二甲基-丙醇预聚体。然后将形成的2，2-二甲基-丙醇预聚体在95℃下与硼砂25重量份在高速搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌器转速设为2000rpm，持续3h后，再加入增稠剂：聚乙烯醇(分子量16000)2重量份在低温下固化，可选择制冷剂通氮气的方法进行低温固化。固化完成即得所要的相变储能材料。此外，经试验发现，本实施例中的聚乙烯醇的分子量还可以是20000。所述交联剂还可以采用2，6-甲苯二异氰酸酯。均可达到相同的效果。实施例2本实施例的混合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：2，2-二甲基-丙醇56重量份；硼砂28重量份；交联剂：丙烯酸羟乙酯3重量份；增稠剂：聚乙烯蜡(分子量2000)3重量份数。制备方法：将2，2-二羧甲基-丙醇56重量份；与交联剂：丙烯酸羟乙酯3重量份混合,在60℃下混合4h，制备2，2-二羧甲基-丙醇预聚体。然后将形成的2，2-二羧甲基-丙醇预聚体在105℃下与硼砂28重量份在高速搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌器转速设为1800rpm，持续4h后，再加入增稠剂：聚乙烯蜡(分子量2000)3重量份在低温下固化，可选择制冷剂通氮气的方法进行低温固化。固化完成即得所要的相变储能材料。实施例3本实施例的混合相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：2，2-二甲基-丙醇58重量份；硼砂30重量份；交联剂：甲基丙烯酸羟乙酯4重量份；增稠剂：聚乙烯蜡(分子量3000)6重量份数。制备方法：2，2-二羧甲基-丙醇58重量份；与交联剂：甲基丙烯酸羟乙酯4重量份混合，在65℃下混合6h，制备2，2-二羧甲基－丙醇预聚体。然后将形成的2，2-二羧甲基-丙醇预聚体在105℃下与硼砂30重量份在高速搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌器转速设为2300rpm，持续4h后，再加入增稠剂：聚乙烯蜡(分子量3000)6重量份在低温下固化，可选择制冷剂通氮气的方法进行低温固化。固化完成即得所要的相变储能材料。实施例4将上述实施例1～3制备所得材料，进行实验测试结果如下：综上所述，本专利技术中制得的一种相变储能材料储能密度高、热稳定好，所以，本专利技术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专利技术的原理及其功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
中具有通常知识者在未脱离本专利技术所揭示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：2，2‑二甲基‑丙醇55～58重量份；硼砂25～30重量份；交联剂2～4重量份；增稠剂2～6重量份。

【技术特征摘要】
1.一种混合相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：2，2-二甲基-丙醇55～58重量份；硼砂25～30重量份；交联剂2～4重量份；增稠剂2～6重量份。2.根据权利要求1所述的混合相变储能材料，其特征在于，所述交联剂选自甲苯二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯或甲基丙烯酸羟乙酯中的任一种或多种的组合。3.根据权利要求2所述的混合相变储能材料，其特征在于，所述甲苯二异氰酸酯选自2，4-甲苯二异氰酸酯或2，6-甲苯二异氰酸酯。4.根据权利要求1所述的混合相变储能材料，其特征在于，所述增稠剂选自聚乙烯醇或聚乙烯蜡中的任一种或多种的组合。5.一种制备如权利要求1～4任一权利要求所述混合相变储能材料的方法，包括以下步骤：(1)将2，2-二甲基-丙醇与交联剂混合，制备2，2-二甲基-丙醇预聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：储江顺，毕宏海，彭艳华，毕宏清，程启山，汪丽，陈旭睿，毕宏俊，欧阳贵，薛明跃，
申请(专利权)人：上海邦中高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31