自封装复合无机相变储能材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自封装复合无机相变储能材料及其制备方法，由多孔颗粒、结晶水合盐和高分子树脂制备而成：将按配方比例的结晶水合盐在反应罐中加热搅拌熔炼形成液体状；将炼制好的结晶水合盐液体倒入已盛有一定比例多孔颗粒的槽式搅拌器中，抽真空搅拌，此时液体状结晶水合盐全部进入多孔颗粒微空隙中，形成复合无机相变材料；加入高分子树脂及固化剂，搅拌均匀，在一定形状的模具中浇注成型；在常温下固化并养护一段时间得到具有一定强度的自封装复合无机相变储能材料成型成品。通过上述方式，本发明专利技术自封装复合无机相变储能材料及制备方法能够克服无机相变储能材料不能暴露在空气中的缺点，制备工艺简单、相变潜热大、使用寿命长。

Self encapsulation composite inorganic phase change energy storage material and its preparation method

The invention discloses a self encapsulation composite inorganic phase change energy storage material and a preparation method thereof, which is prepared from porous particles, crystal hydrated salt and polymer resin: the crystal hydrated salt according to the formula proportion is heated and stirred in the reaction tank to form a liquid shape; the refined crystal hydrated salt liquid is poured into a tank type agitator filled with a certain proportion of porous particles, and is vacuumed and stirred At this time, the liquid crystalline hydrated salt enters into the micropore of porous particles to form a composite inorganic phase change material; the polymer resin and curing agent are added, stirred evenly, and poured into a mold of a certain shape; the self encapsulated composite inorganic phase change energy storage material with a certain strength is formed by curing and curing at room temperature for a period of time. Through the above method, the self encapsulation composite inorganic phase change energy storage material and the preparation method can overcome the disadvantage that the inorganic phase change energy storage material can not be exposed to the air, the preparation process is simple, the phase change latent heat is large, and the service life is long.

【技术实现步骤摘要】
自封装复合无机相变储能材料及制备方法
本专利技术涉及相变蓄热材料
，特别是涉及一种自封装复合无机相变储能材料及制备方法。
技术介绍
相变储能材料是指在特定的温度（相变温度）下发生固液相变时，伴随着大量吸热和放热的一种物质，具有储能密度大，在吸热和放热过程中近乎等温等特点，广泛应用于热流密度调节和控温领域，实现热流密度的削峰填谷，提高能源的利用效率。现有相变材料可分为有机相变材料、无机相变材料和复合相变材料。无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐、金属合金和其他无机物，其中应用最广泛的是结晶水合盐和熔融盐，具有材料便宜、蓄热密度大等优点。在中低温（-40℃-120℃）相变储能领域，性价比最高的是结晶水合盐，但结晶水合盐具有腐蚀性强、固液相变过程中体积变化大、不能和空气接触以及导热性能差等缺点，带来储能装置制造成本高、寿命短等缺陷。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种自封装复合无机相变储能材料及制备方法，以多孔颗粒作为吸附基材，将结晶水合盐填充在多孔颗粒微空隙中，以高分子树脂作为多孔颗粒间隙填充剂和基体，形成自封装无机相变储能材料固体模块，能够克服无机相变储能材料不能暴露在空气中的缺点，具有制备工艺简单、相变潜热大、使用寿命长等优点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种自封装复合无机相变储能材料，包括多孔颗粒、结晶水合盐和高分子树脂，将结晶水合盐填充在多孔颗粒的微空隙中形成复合无机相变材料，以高分子树脂作为多孔颗粒间隙填充剂和基体，加入固化剂后形成自封装复合无机相变储能材料固体模块。在本专利技术一个较佳实施例中，多孔颗粒包括活性炭、膨胀石墨、多孔蛭石颗粒、膨润土和高比表面积的白土中的一种，多孔颗粒的孔隙率为0.7~0.9。在本专利技术一个较佳实施例中，结晶水合盐包括碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐及醋酸盐中的一种或几种。在本专利技术一个较佳实施例中，高分子树脂为热固性高分子树脂，包括环氧树脂、不饱和树脂和酚醛树脂中的一种或几种，固化剂为三乙烯四胺、过氧化甲乙酮或六次甲基四胺中一种或几种。在本专利技术一个较佳实施例中，结晶水合盐的原料组份包括十水硫酸钠、硼砂、聚芳硫醚砜、氯化铵、氯化钾和去离子水，各组分的质量百分比为：十水硫酸钠70~80%、硼砂1~5%、聚芳硫醚砜1~1.5%、氯化铵12~20%、氯化钾3~6%和去离子水0.1~0.5%。在本专利技术一个较佳实施例中，结晶水合盐中原料组份的质量百分比为：十水硫酸钠75.5%、硼砂3%、聚芳硫醚砜1.25%、氯化铵16%、氯化钾4%和去离子水0.25%。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种自封装复合无机相变储能材料的制备方法，包括如下制备步骤：a、无机相变材料的制备：将各组分按照质量百分比为：十水硫酸钠70~80%、硼砂1~5%、聚芳硫醚砜1~1.5%、氯化铵12~20%、氯化钾3~6%和去离子水0.1~0.5%，倒入在反应罐中加热至50℃-60℃搅拌熔炼1h-2.5h，炼制成结晶水合盐液体状；b、复合无机相变材料的制备：将炼制好的结晶水合盐液体倒入已盛有一定比例多孔颗粒的槽式搅拌器中，然后再抽真空搅拌，此时液体状结晶水合盐全部进入多孔颗粒微空隙中，形成复合无机相变材料；c、复合无机相变材料的固化封装：在复合无机相变材料中加入一定比例的高分子树脂、固化剂和催化剂，然后搅拌均匀，在一定形状的模具中浇注成型；d、复合无机相变材料的成型：在常温下硬化并养护12-24h，得到具有一定强度的自封装复合无机相变储能材料成型成品。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤b中当选用活性炭或膨胀石墨作为吸附材料时，对其先进行氧化处理：在反应釜中加入活性炭或膨胀石墨，通入臭氧20~50min后排出空气，密封保持一定压力，在80~120℃下搅拌反应5-8h，对其表面进行氧化处理。在本专利技术一个较佳实施例中，多孔颗粒的质量为复合无机相变材料总质量的25~30%。在本专利技术一个较佳实施例中，步骤c中各组分的质量百分比为：复合无机相变材料69.4~79.7%，高分子树脂19.6~28.4%，固化剂0.4~2.8%，催化剂0~0.3%。本专利技术的有益效果是：本专利技术自封装复合无机相变储能材料及制备方法能够克服无机相变储能材料不能暴露在空气中的缺点，具有制备工艺简单、相变潜热大、使用寿命长等优点。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例包括：一种自封装复合无机相变储能材料，包括多孔颗粒、结晶水合盐和高分子树脂，以多孔颗粒作为吸附基材，将结晶水合盐填充在多孔颗粒的微空隙中，以高分子树脂作为多孔颗粒间隙填充剂和基体，并加入固化剂后形成自封装复合无机相变储能材料固体模块。所述多孔颗粒包括活性炭、膨胀石墨、多孔蛭石颗粒、膨润土和高比表面积的白土中的一种，多孔颗粒的孔隙率为0.7~0.9。所述结晶水合盐包括碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐及醋酸盐中的一种或几种。所述基体为为热固性高分子树脂，包括环氧树脂、不饱和树脂和酚醛树脂中的一种或几种，所述固化剂为三乙烯四胺、过氧化甲乙酮或六次甲基四胺中的一种或几种。所述自封装复合无机相变储能材料由多孔颗粒、结晶水合盐和高分子树脂按照如下步骤制备而成：a、将按一定配方比例的结晶水合盐在反应罐中加热搅拌熔炼形成液体状；b、将炼制好的结晶水合盐液体倒入已盛有一定比例多孔颗粒的槽式搅拌器中，抽真空搅拌，此时液体状结晶水合盐全部进入多孔颗粒微空隙中，形成复合无机相变材料；c、加入一定比例的高分子树脂、固化剂和催化剂，搅拌均匀，在一定形状的模具中浇注成型；d、在常温下固化并养护12-24h得到具有一定强度的自封装复合无机相变储能材料成型成品。自封装复合无机相变储能材料克服了无机相变储能材料不能暴露在空气中的缺点，具有制备工艺简单、相变潜热大、使用寿命长等优点。实施例一无机相变材料的制备：将各组分按照质量百分比为：十水硫酸钠75.5%、硼砂3%、聚芳硫醚砜1.25%、氯化铵16%、氯化钾4%和去离子水0.25%倒入在反应罐中加热至50℃-60℃搅拌熔炼1h-2.5h，炼制成相变温度点为6.4℃的结晶水合盐，相变潜热为141kJ/kg。实施例二活性炭吸附无机相变材料制备复合无机相变材料：选用活性炭作为吸附材料，对其进行氧化处理：在反应釜中加入活性炭，通入臭氧30min排出空气，密封保持一定压力，在100℃下搅拌反应6h，对其表面进行氧化处理，制得改性活性炭，使活性炭表面更易吸附无机相变材料；将炼制好的结晶水合盐液体和复合相变材料总质量的25%的改性活性炭倒入槽式搅拌器中，然后再抽真空搅拌0.8h，此时液体状结晶水合盐全部进入多孔颗粒微空隙中，形成活性炭复合无机相变材料颗粒。实施例三膨胀石墨吸附无机相变材料制备复合无机相变材料：选用膨胀石墨作为吸附材料，对其进行氧化处理：在反应釜中加入活性炭，通入臭氧30min排出空气，密封保持一定压力，在100℃下搅拌反应8h，对其表面进行氧化处理，制得改性膨胀石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，包括多孔颗粒、结晶水合盐和高分子树脂，将结晶水合盐填充在多孔颗粒的微空隙中形成复合无机相变材料，以高分子树脂作为多孔颗粒间隙填充剂和基体，加入固化剂后形成自封装复合无机相变储能材料固体模块。

【技术特征摘要】
1.一种自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，包括多孔颗粒、结晶水合盐和高分子树脂，将结晶水合盐填充在多孔颗粒的微空隙中形成复合无机相变材料，以高分子树脂作为多孔颗粒间隙填充剂和基体，加入固化剂后形成自封装复合无机相变储能材料固体模块。2.根据权利要求1所述的自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，多孔颗粒包括活性炭、膨胀石墨、多孔蛭石颗粒、膨润土和高比表面积的白土中的一种，多孔颗粒的孔隙率为0.7~0.9。3.根据权利要求1所述的自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，结晶水合盐包括碱及碱土金属的卤化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐及醋酸盐中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，高分子树脂为热固性高分子树脂，包括环氧树脂、不饱和树脂和酚醛树脂中的一种或几种，固化剂为三乙烯四胺、过氧化甲乙酮或六次甲基四胺中一种或几种。5.根据权利要求3所述的自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，结晶水合盐的原料组份包括十水硫酸钠、硼砂、聚芳硫醚砜、氯化铵、氯化钾和去离子水，各组分的质量百分比为：十水硫酸钠70~80%、硼砂1~5%、聚芳硫醚砜1~1.5%、氯化铵12~20%、氯化钾3~6%和去离子水0.1~0.5%。6.根据权利要求5所述的自封装复合无机相变储能材料，其特征在于，结晶水合盐中原料组份的质量百分比为：十水硫酸钠75.5%、硼砂3%、聚芳硫醚砜1.25%、氯化铵16%、氯化钾4%和去离子水0.25%。7.一种如权利要求1~6任一项所述的自封装复合无机相变储能材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋绿林，薛小强，
申请(专利权)人：常州海卡太阳能热泵有限公司，常州宝利美石墨烯有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32