一种高密度相变储能材料的制备制造技术

本发明专利技术属于新材料研发领域，具体涉及一种高密度相变储能材料及其制备与应用。本发明专利技术所述相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：聚氨酯40~70重量份；十水硫酸钠30~60重量份；交联剂1~5重量份；过氧化二异丙苯0.5~2重量份；二月桂酸二丁基锡0.5~1重量份；增稠剂1~6重量份；固化剂5~10重量份。本发明专利技术的相变储能材料通过可逆的固-固相转变实现能量的储存和释放，相变温度在40~80℃，相变焓可达140J/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】
一种高密度相变储能材料的制备
本专利技术属于新材料研发领域，具体涉及一种高密度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交低，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高密度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-固相转变实现能量的储存和释放，相变温度在40～80℃，相变焓可达140J/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高密度相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：聚氨酯40～70重量份；十水硫酸钠30～60重量份；交联剂1～5重量份；过氧化二异丙苯0.5～2重量份；二月桂酸二丁基锡0.5～1重量份；增稠剂1～6重量份；固化剂5～10重量份。优选地，所述聚氨酯的分子量范围是1000-10000。更优选2000-4000。优选地，所述交联剂选自异丁基三乙氧基硅烷、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任一种或多种的组合。优选地，所述增稠剂选自羟甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺中的任一种或多种的组合。更优选地，所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量范围是10000-15000。所述聚丙烯酰胺的分子量范围是10000-15000。优先地，所述固化剂为三氟化硼乙腈、三甲基六亚甲基二胺、3-二乙胺基丙胺中的任一种或多种的组合。本专利技术的第二方面，还进一步提供了一种制备前述高密度相变储能材料的方法，包括以下步骤：(1)将聚氨酯与交联剂、过氧化二异丙苯、二月桂酸二丁基锡混合，制备聚氨酯预聚体；(2)将步骤(1)所得聚氨酯预聚体与十水硫酸钠混合，再加入增稠剂和固化剂固化即得高密度相变储能材料。优选地，步骤(1)中，将聚氨酯与交联剂、过氧化二异丙苯、二月桂酸二丁基锡在70℃下混合6h，制备聚氨酯预聚体。优选地，步骤(2)中，聚氨酯预聚体和十水硫酸钠在140～150℃条件下采用搅拌器混合，搅拌器转速设为2000rpm，持续3h。优选地，步骤(2)中，加入固化剂后，采用通氮气的方法进行固化。本专利技术的第三方面，还提供了前述高密度相变储能材料在中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-固相转变实现能量的储存和释放，相变温度在40-80℃，相变焓可达140J/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。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本实施例的高密度相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：聚氨酯(分子量2000)40重量份；十水硫酸钠30重量份；交联剂异丁基三乙氧基硅烷1重量份；增稠剂羟甲基纤维素钠2重量份；引发剂DCP过氧化二异丙苯0.5重量份；催化剂二月桂酸二丁基锡0.5重量份；固化剂三氟化硼乙腈5重量份。制备方法：将聚氨酯(分子量2000)取40重量份，与交联剂异丁基三乙氧基硅烷1重量份，引发剂DCP过氧化二异丙苯0.5重量份；催化剂二月桂酸二丁基锡0.5重量份混合,在70℃下混合6h，制备聚氨酯预聚体。然后将形成的聚氨酯预聚体在140℃下与十水硫酸钠30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，再加入增稠剂羟甲基纤维素钠2重量份、固化剂三氟化硼乙腈5重量份数在低温下固化，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2本实施例的高密度相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：聚氨酯(分子量3000)70重量份；十水硫酸钠60重量份；交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺5重量份；增稠剂聚乙烯吡咯烷酮(分子量10000～15000)6重量份；引发剂DCP过氧化二异丙苯2重量份；催化剂二月桂酸二丁基锡1重量份；固化剂三甲基六亚甲基二胺10重量份数。制备方法：将聚氨酯(分子量3000)取70重量份，与交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺5重量份，引发剂DCP过氧化二异丙苯2重量份；催化剂二月桂酸二丁基锡1重量份混合,在70℃下混合6h，制备聚氨酯预聚体。然后将形成的聚氨酯预聚体在150℃下与十水硫酸钠60重量份在高速搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌器转速设为2100rpm，持续3h后，再加入增稠剂聚乙烯吡咯烷酮(分子量10000～15000)6重量份、固化剂三甲基六亚甲基二胺10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本实施例的高密度相变储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：聚氨酯(分子量4000)55重量份；十水硫酸钠45重量份；交联剂异丁基三乙氧基硅烷2.5重量份；增稠剂聚丙烯酰胺(分子量10000～15000)1重量份数；引发剂DCP过氧化二异丙苯1重量份数；催化剂二月桂酸二丁基锡0.8重量份数；固化剂3-二乙胺基丙胺8重量份数。制备方法：将聚氨酯(分子量4000)取55重量份，与交联剂异丁基三乙氧基硅烷2.5重量份，引发剂DCP过氧化二异丙苯1重量份；催化剂二月桂酸二丁基锡0.8重量份混合,在80℃下混合6h，制备聚氨酯预聚体。然后将形成的聚氨酯预聚体在140℃下与十水硫酸钠45重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：聚氨酯40～70重量份；十水硫酸钠30～60重量份；交联剂1～5重量份；过氧化二异丙苯0.5～2重量份；二月桂酸二丁基锡0.5～1重量份；增稠剂1～6重量份；固化剂5～10重量份。

【技术特征摘要】
1.一种高密度相变储能材料，其原料含有以下重量份的组分：聚氨酯40～70重量份；十水硫酸钠30～60重量份；交联剂1～5重量份；过氧化二异丙苯0.5～2重量份；二月桂酸二丁基锡0.5～1重量份；增稠剂1～6重量份；固化剂5～10重量份。2.根据权利要求1所述的高密度相变储能材料，其特征在于，所述聚氨酯的分子量范围是1000-10000。3.根据权利要求1所述的高密度相变储能材料，其特征在于，所述聚氨酯的分子量范围是2000-4000。4.根据权利要求1所述的高密度相变储能材料，其特征在于，所述交联剂选自异丁基三乙氧基硅烷、N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的高密度相变储能材料，其特征在于，所述增稠剂选自羟甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺中的任一种或多种的组合。6....

【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：上海邦中新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31