一种低温相变复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种低温相变复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。本发明专利技术提供的低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；(2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；(3)将所述改性高炉渣和所述含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料。实施例的结果显示，本发明专利技术中使用酸液改性高炉渣获得的低温相变复合材料储热率为9.31W/(m2·

【技术实现步骤摘要】
一种低温相变复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，尤其涉及一种低温相变复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]低温相变材料是低温(＜200℃)情况下相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程中吸收或者释放潜热，能够解决能量供求在时间和空间上分配不平衡的矛盾，有效地提高能源利用率。石蜡作为应用最为广泛的有机相变材料具有相变温度稳定、无毒性、潜热高、无腐蚀性、凝固时无过冷现象、价格便宜等优点，但是热导率低、单位体积储热能力偏弱、密度小等问题，限制相变复合材料在低温相变过程中储能能力，在石蜡中掺入高导热材料，使相变过程中复合材料整体热阻降低，即提高材料的导热率，增强复合相变材料的导热能力。
[0003]目前公开的专利技术专利CN111100606A：一种低温复合相变储能材料及制备方法和用途中，公开了所述相变储能微胶囊，以有机相变材料作为芯材，但有机相变材料导热率低，不利于相变过程储放热能力，为提高材料和载体的导热率均选择添加氧化石墨烯，氧化石墨烯添加量大，成本高。万倩等人研究了在石蜡中添加高导热率骨架泡沫铝，改善石蜡导热率低问题，但是存在石蜡泄露问题，影响复合材料的推广和应用。高炉渣孔隙度小，多孔结构容纳材料有限，使用高炉渣作为石蜡的载体，需要加入大量的高炉渣，导致石蜡的相对用量减少，反而降低了复合材料的储热率。因此需要提供一种氧化石墨烯添加量少，稳定性好、储热率高且导热率高的低温相变复合材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种低温相变复合材料及其制备方法，本专利技术提供的低温相变复合材料具有很高的储热率和稳态导热系数，同时复合材料的稳定性好，石蜡不会发生泄漏。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；
[0008](2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；
[0009](3)将所述步骤(1)得到的改性高炉渣和所述步骤(2)得到的含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料；
[0010]所述步骤(1)和步骤(2)的制备没有先后顺序。
[0011]优选地，所述步骤(1)中高炉渣的粒度＞200目。
[0012]优选地，所述步骤(1)中酸液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为0.5～4mol/L。
[0013]优选地，所述步骤(1)中碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为2～8mol/L。
[0014]优选地，所述步骤(1)中酸液或碱液的体积与高炉渣的质量比为(4～10)mL：1g。
[0015]优选地，所述步骤(2)含有氧化石墨烯的石蜡中氧化石墨烯的质量百分含量≤10％。
[0016]优选地，所述步骤(2)中的分散剂为司班80。
[0017]优选地，所述步骤(2)中混合的方式为依次进行磁力搅拌和超声处理。
[0018]优选地，所述步骤(3)中混合的方式为真空吸附法。
[0019]本专利技术提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的低温相变复合材料。
[0020]本专利技术提供了一种低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；(2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；(3)将所述步骤(1)得到的改性高炉渣和所述步骤(2)得到的含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料；所述步骤(1)和步骤(2)的制备没有先后顺序。本专利技术采用高炉渣作为载体，可以提高复合材料的稳定性，使用酸液或者碱液对高炉渣进行改性处理，在高炉渣表面及内部形成大量不规则孔隙，提高了高炉渣对石蜡的容纳量，进而提高了复合材料的储热率；在石蜡中添加氧化石墨烯能够提高石蜡的导热率，在利用高炉渣为载体基础上，可以使氧化石墨烯添加量较少，同时提高复合材料的稳定性，解决相变材料的泄露问题。实施例的结果显示，本专利技术中使用酸液改性高炉渣获得的低温相变复合材料储热率为9.31W/(m2·
K)，稳态导热系数为0.65W/(m
·
K)；使用碱液改性高炉渣获得的低温相变复合材料储热率为8.90W/(m2·
K)，稳态导热系数为0.45W/(m
·
K)。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的制备方法中使用吸附室进行混合的示意图；
[0022]图2为实施例1提供的低温相变复合材料的实物图；
[0023]图3为对比例1提供的复合材料的实物图；
[0024]图4为实施例2提供的低温相变复合材料的实物图；
[0025]图5为对比例2提供的复合材料的实物图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；
[0028](2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；
[0029](3)将所述步骤(1)得到的改性高炉渣和所述步骤(2)得到的含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料；
[0030]所述步骤(1)和步骤(2)的制备没有先后顺序。
[0031]本专利技术使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣。
[0032]在本专利技术中，所述高炉渣的粒度优选＞200目，更优选为＞230目；所述高炉渣的比表面积优选为1.93～2.37m2/g，更优选为2.00～2.30m2/g，进一步优选为2.05～2.25m2/g；所述高炉渣的孔容优选为0.0049～0.0075cm3/g，更优选为0.0053～0.0072cm3/g，进一步优选为0.0056～0.0068cm3/g；所述高炉渣的孔径优选为11.19～11.87nm，更优选为11.25～11.80nm，进一步优选为11.35～11.75nm。
[0033]在本专利技术中，当所述高炉渣不符合上述条件时，本专利技术优选对高炉渣进行研磨处
理。本专利技术对所述研磨的具体操作没有特殊的限定，能够使高炉渣的粒度符合要求即可。本专利技术通过对高炉渣进行研磨，可以增大高炉渣的比表面积，提高高炉渣与酸液或碱液的接触面积，进一提高酸液或碱液对高炉渣的改性效果。
[0034]在本专利技术中，按质量百分比计，所述高炉渣的成分优选包括：CaO28～40％、SiO225～35％、MgO7～12％、A12O310～17％和余量的杂质。在本专利技术中，当高炉渣中SiO2的含量高时，优选使用碱液进行改性；当高炉渣中金属氧化物含量高时，优选使用酸液进行改性。本专利技术采用上述改性方案，有利于提高高炉渣表面改性的处理效果。
[0035]在本专利技术中，所述酸液优选为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度优选为0.5～4mol/L，更优选为1.5～3.5mol/L，进一步优选为3.5mol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；(2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；(3)将所述步骤(1)得到的改性高炉渣和所述步骤(2)得到的含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料；所述步骤(1)和步骤(2)的制备没有先后顺序。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中高炉渣的粒度＞200目。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中酸液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为0.5～4mol/L。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智慧，任倩倩，邱明伟，杜培培，徐博，龙跃，赵鹏越，王铮铮，曹亚然，邢磊，
申请(专利权)人：华北理工大学，
类型：发明
国别省市：