一种碳类粉体稠化的蜡类聚集体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳类粉体稠化的蜡类聚集体及其制备方法，其组分包括蜡和碳类粉体，所述蜡浸润在所述碳类粉体表面；其制备方法为将蜡类在高于其熔点温度下加热至熔化，在一定温度下边搅拌边加入碳类粉体，在一定温度下炼制一段时间，冷却至室温即得到该产品。这种碳类粉体稠化的蜡类聚集体在蜡类熔点以下为固体，在熔点以上至200℃范围内为不流淌的半流体状，显著降低了蜡类物质在固‑液相变过程中的渗漏率，且蜡类的热导率显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种碳类粉体稠化的蜡类聚集体及其制备方法
本专利技术涉及含蜡聚集体
，尤其涉及一种碳类粉体稠化的蜡类聚集体及其制备方法。
技术介绍
蜡类以其种类繁多、无毒、相变潜热大等优点被广泛应用于多种领域。但是低熔点的蜡类在其熔点及以上温度下无法保持其原有形状，产生流淌，致使在其应用体系中产生泄漏现象。为了解决蜡类在其熔点及以上温度下的泄漏问题，人们尝试了多种方法。LiX等(Fabricationandstabilityofform-stablediatomite/paraffinphasechangematerialcomposites[J].Energy&Buildings，2014，76(2)：284-294.)通过向熔化的石蜡中加入硅藻土制备了粉状的硅藻土/石蜡定型相变材料，并通过表面改性降低了石蜡在混凝土体系中的渗出率。LuZ等(Preparationandcharacterizationofexpandedperlite/paraffincompositeasform-stablephasechangematerial[J].SolarEnergy，2014，108(108)：460-466.)通过向石蜡中加入膨胀珍珠岩制备了膨胀珍珠岩/石蜡相变材料，得到的复合相变材料可在95℃下保持2h无石蜡渗出。Wei等(PreparationandcharacterizationofnovelpolyamideparaffinMEPCMbyinterfacialpolymerizationtechnique.JApplPolymSci2013；127：4588-93.)通过界面聚合法制备出了一种新型的聚酰胺/石蜡相变材料微胶囊，其可以在水中和有机溶剂中很好分散，表现出了良好的化学稳定性和热稳定性。YeH等(Preparationofpolyethylene-paraffincompoundasaform-stablesolid-liquidphasechangematerial[J].SolarEnergyMaterials&SolarCells，2000，64(1)：37-44.)制备了一系列聚乙烯/石蜡(PPC)定型相变材料，探究了聚乙烯及石蜡的种类对PPC储热及其他性能的影响。本课题组在之前的研究中(赵天波，李红宇，罗观，等.二脲基蜡类聚集体及其制备方法，中国专利技术专利CN106281237A.2017.)通过二异氰酸酯与有机单胺反应得到二脲基稠化剂稠化的蜡-基础油体系。(赵天波，韩雪，罗观，等.一种固体纳米性颗粒稠化的蜡类聚集体及其制备方法，中国专利技术专利CN106751939A.2017.)通过使用固体纳米颗粒稠化蜡类得到了固体纳米颗粒稠化的蜡类聚集体。以上两种专利技术专利所述蜡类聚集体炼制温度较高，达170℃以上。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在蜡类熔点以上至200℃范围内为不流淌的半流体状的具有较高热导率的蜡类聚集体，该蜡类聚集体可以显著降低蜡类在固-液相变过程中的渗漏率。该蜡类聚集体由不同质量比的蜡类和碳类粉体组成，采用蜡类对碳类粉体进行浸润。本专利技术的另一目的在于提供一种上述蜡类聚集体的制备方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：本专利技术是采用碳类粉体与蜡类按一定质量比例在加热保温条件下混合制备出碳类粉体稠化的蜡类聚集体，所述蜡浸润在所述碳类粉体表面。制备出的所述碳类粉体稠化的蜡类聚集体在蜡类熔点以上至200℃范围内为不流淌的半流体状，且具有较高的热导率，在不影响蜡类本身正常使用的条件下显著降低了蜡类在固-液相变过程中的渗漏率。作为进一步优化，所述蜡类占总重量的80％～95％，所述碳类粉体占总重量的5％～20％。作为进一步优化，所述蜡是指植物蜡、动物蜡、矿物蜡、石油蜡、合成蜡中的一种或几种的组合物，优选石油蜡。其中植物蜡包括但不限于木蜡、杨梅蜡；动物蜡包括但不限于蜂蜡、羊毛蜡；矿物蜡包括但不限于褐煤蜡、地蜡；石油蜡主要指粗晶蜡和微晶蜡，包括但不限于50号、60号、70号石蜡；合成蜡包括但不限于费托蜡、聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙酯共聚蜡。作为进一步优化，所述碳类粉体是指石墨粉、炭黑粉、石墨化炭黑粉、活性炭粉、石墨烯粉、氧化石墨烯粉、石墨烯纳米片、改性石墨烯粉、改性氧化石墨烯粉、改性石墨烯纳米片粉、富勒烯粉体、碳纳米管粉体中的一种或几种的组合物。其中优选石墨烯粉体、氧化石墨烯粉体、石墨烯纳米片。其中炭黑粉包括但不限于灯黑、槽黑、炉黑；石墨烯粉包括但不限于氧化还原法制备的石墨烯、机械剥离法制备的石墨烯、单层石墨烯、少层石墨烯、多层石墨烯；氧化石墨烯粉包括但不限于单层氧化石墨烯、少层氧化石墨烯、多层氧化石墨烯；改性石墨烯粉包括但不限于N、B、P掺杂功能化改性石墨烯。本专利技术还提供了上述的上述蜡类聚集体的制备方法，包括以下步骤：(1)将蜡加热至其熔点及以上，使蜡完全熔化；(2)将碳类粉体与(1)所得蜡类液体混合，在一定温度下炼制一定时间；(3)停止加热，冷却至室温即可得到碳类粉体稠化的蜡类聚集体。作为进一步优化，所述步骤(1)的加热温度为50～120℃，加热时间为0.5～3h。所述步骤(2)的加热温度为60～200℃，反应时间为0.5～3h。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体通过碳类粉体的物理吸附作用将蜡类分子吸附在碳类粉体表面，这种碳类粉体稠化的蜡类聚集体在蜡类熔点以上至200℃范围内为不流淌的半流体状，显著降低了蜡类在固-液相变过程中的渗漏率。(2)蜡类物质的热导率显著提高。(3)本专利技术所选用的碳类粉体来源广泛、种类多、易于购得。(4)本专利技术所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体在制备方法上，炼制温度较低，最低可达60℃，制备方法简便易行。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为蜡类及其聚集体热导率数据；(a)实施例1、(b)实施例2、(c)实施例3、(d)实施例4、(e)实施例5；图2为碳类粉体稠化的蜡类聚集体的渗漏率；(a)实施例1、(b)实施例2、(c)实施例3、(d)实施例4、(e)实施例5。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。实施例1：将82.0g50号石蜡加热至70℃，保持1h，使石蜡完全熔化。在搅拌下将18.0g石墨烯纳米片加入到熔化的石蜡体系中，调整温度至75℃，在此温度下炼制2h。停止加热，自然冷却，继续搅拌至混合物凝固。继续静置自然冷却至室温得到产品。实施例2：将85.0g60号植物木蜡加热至75℃，保持1.5h，使木蜡完全熔化。在搅拌下将5.0g石墨烯纳米片和10.0g多层氧化石墨烯加入到熔化的木蜡体系中，调整温度至85℃，在此温度下炼制1.5h。停止加热，自然冷却，继续搅拌至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在于，包括蜡、碳类粉体，所述蜡浸润在所述碳类粉体表面。

【技术特征摘要】
1.一种碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在于，包括蜡、碳类粉体，所述蜡浸润在所述碳类粉体表面。2.根据权利1所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在，所述蜡占总重量的80％～95％，所述碳类粉体占总重量的5％～20％。3.根据权利要求1～2任一项所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在于，所述蜡是指植物蜡、动物蜡、矿物蜡、石油蜡、合成蜡中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在于，所述植物蜡包括但不限于木蜡、杨梅蜡；动物蜡包括但不限于蜂蜡、羊毛蜡；矿物蜡包括但不限于褐煤蜡、地蜡；石油蜡为粗晶蜡或微晶蜡，包括但不限于50号、60号、70号石蜡；合成蜡包括但不限于费托蜡、聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙酯共聚蜡。5.根据权利要求1～3任一项所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在于，所述蜡是石油蜡。6.根据权利要求1～2任一项所述的碳类粉体稠化的蜡类聚集体，其特征在于，所述碳类粉体是指石墨粉、炭黑粉、石墨化炭黑粉、膨胀石墨粉、活性炭粉、石墨烯粉、氧化石墨烯粉、石墨烯纳米片、改性石墨烯粉、改性氧化石墨烯粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵天波，卢瑞瑶，罗观，郑保辉，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，北京理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51