相变材料组合物、相变材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及相变材料技术领域，公开了一种相变材料组合物、相变材料及其制备方法和应用。该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：90

【技术实现步骤摘要】
相变材料组合物、相变材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及相变材料
，具体涉及一种相变材料组合物、相变材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]无机水合盐相变储能材料作为一种新型节能储能材料，利用其潜热储能、释能，可以解决能量时空不匹配的问题，从而做到能量的循环再生利用，提高能源利用率。
[0003]无机水合盐相变储能材料在高温时吸热，将外界多余热量以潜热的形式存储，在环境温度降低时，将存储的热能再次释放至环境中，达到适时、自动调控环境温度的目的，维持环境温度相对稳定。其优异的温度调节和储能特性使其在很多领域如太阳能利用、建筑隔热保温、电子器件的热保护、食品保鲜等得到了广泛的应用。
[0004]然而，单纯的无机水合盐在相变过程中存在相分离、过冷度大、泄漏不稳定等问题。因此，如何减少相分离、降低腐蚀性以及提高材料的热性能对于相变材料的实际应用至关重要。
[0005]为了解决上述问题研究者提出了很多方案，比如通过引入增稠剂来增大体系的粘度，降低相分离程度，同时抓取水分，不让水分子逃离无机盐。然而，现有常用的增稠剂多为有机高分子，在高温等因素下，受储藏环境等影响，易于分解，分解后导致粘度降低，从而导致材料性能下降。
[0006]CN112680197A公开了一种无机水合盐相变材料及其制备方法，该方法通过引入水、多元醇等多羟基小分子破坏PVA、PSSA的分子内氢键，降低其结晶度，实现连续的低温热塑加工。
[0007]然而，前述方法制备得到的相变材料单位体积的焓值较低，而且仍然具有较大的过冷度。
[0008]因此，开发出一种能够有效抑制相分离、降低过冷度且单位质量热焓值高的相变材料，具有重要意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有技术相变材料存在单位质量热焓值较低、相分离严重、过冷度大的缺陷。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种相变材料组合物，该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：
[0011]90
‑
98重量％的无机水合盐、1
‑
8重量％的缓释型成核剂、0.2
‑
5重量％的增稠剂和0.2
‑
3重量％的缓蚀剂；
[0012]所述缓释型成核剂中含有活性成分以及包裹在所述活性成分表面的亲水型气凝胶，所述活性成分选自十二水合磷酸氢二钠、焦磷酸钠十水合物、硅酸钠、十水合硼酸钠、十水合碳酸钠、八水合氢氧化钡、六水合氯化锶、硼砂、六水氯化镁中的至少一种；在所述缓释
型成核剂中，所述亲水型气凝胶与所述活性成分的含量质量比为1：8
‑
30。
[0013]本专利技术第二方面提供一种制备相变材料的方法，该方法包括：将第一方面所述的组合物中的各组分进行混合。
[0014]本专利技术第三方面提供一种由第二方面所述的方法制备得到的相变材料。
[0015]本专利技术第四方面提供第三方面所述的相变材料在电器中的应用。
[0016]本专利技术第五方面提供第三方面所述的相变材料在厨房电器中的应用。
[0017]本专利技术采用亲水型气凝胶包覆水合盐活性成分形成缓释型成核剂，将该缓释型成核剂应用于相变材料中，能够有效抑制相变材料的相分离，获得单位质量热焓值高、过冷度低的相变材料。
附图说明
[0018]图1是实施例1制备得到的相变材料的初始单位质量热焓值DSC曲线图和循环12000次后的单位质量热焓值DSC曲线图；
[0019]图2是实施例2制备的相变材料的过冷度时间
‑
温度曲线。
具体实施方式
[0020]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0021]需要说明的是，在本专利技术的各方面中，针对各方面中的相同的组分，本专利技术仅在其中一方面中描述一次而不重复进行描述，本领域技术人员不应理解为对本专利技术的限制。
[0022]需要说明的是，在本专利技术中，未说明的原料均可由一般途径的商购获得，本领域技术人员可以根据需要进行采购，在本专利技术中，不再一一赘述。
[0023]本专利技术中，未作相反说明的情况下，所述常温或室温均表示25
±
2℃。
[0024]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种相变材料组合物，该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：
[0025]90
‑
98重量％的无机水合盐、1
‑
8重量％的缓释型成核剂、0.2
‑
5重量％的增稠剂和0.2
‑
3重量％的缓蚀剂；
[0026]所述缓释型成核剂中含有活性成分以及包裹在所述活性成分表面的亲水型气凝胶，所述活性成分选自十二水合磷酸氢二钠、焦磷酸钠十水合物、硅酸钠、十水合硼酸钠、十水合碳酸钠、八水合氢氧化钡、六水合氯化锶、硼砂、六水氯化镁中的至少一种；在所述缓释型成核剂中，所述亲水型气凝胶与所述活性成分的含量质量比为1：8
‑
30。
[0027]优选地，以所述组合物的总重量为基准，所述组合物中含有90
‑
96重量％无机水合盐、2
‑
6重量％缓释型成核剂、1
‑
3重量％增稠剂和0.5
‑
2重量％缓蚀剂。
[0028]优选地，在所述缓释型成核剂中，所述亲水型气凝胶与所述活性成分的含量质量比为1：20
‑
30。专利技术人发现，采用该优选情况下的具体实施方式，能够获得循环性能更优异、过冷度更低的相变材料。
[0029]优选地，所述亲水型气凝胶的比表面积为100
‑
600m2/g，孔隙率为80
‑
99％，平均孔
径为1
‑
100nm，密度为1
‑
100kg/m3。
[0030]更优选地，所述亲水型气凝胶的比表面积为200
‑
600m2/g，孔隙率为85
‑
95％，平均孔径为50
‑
80nm，密度为5
‑
40kg/m3。
[0031]优选地，所述亲水型气凝胶选自石墨烯气凝胶、纳米二氧化硅气凝胶、氮化硅气凝胶、氮化硼气凝胶和MXene气凝胶中的至少一种。
[0032]优选地，所述无机水合盐选自三水合醋酸钠、六水合氯化钙、十水合氢氧化钡、七水合硫酸镁中的至少一种。
[0033]优选地，所述缓蚀剂选自苯骈三氮唑、巯基苯骈噻唑、九水偏硅酸钠、甲基苯骈三氮唑、聚天冬氨酸中的至少一种。
[0034]优选地，所述增稠剂选自明胶、黄原胶、羧甲基纤维素钠、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变材料组合物，其特征在于，该组合物中含有两者以上混合保存或各自独立保存的以下组分：90
‑
98重量％的无机水合盐、1
‑
8重量％的缓释型成核剂、0.2
‑
5重量％的增稠剂和0.2
‑
3重量％的缓蚀剂；所述缓释型成核剂中含有活性成分以及包裹在所述活性成分表面的亲水型气凝胶，所述活性成分选自十二水合磷酸氢二钠、焦磷酸钠十水合物、硅酸钠、十水合硼酸钠、十水合碳酸钠、八水合氢氧化钡、六水合氯化锶、硼砂、六水氯化镁中的至少一种；在所述缓释型成核剂中，所述亲水型气凝胶与所述活性成分的含量质量比为1：8
‑
30。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，以所述组合物的总重量为基准，所述组合物中含有90
‑
96重量％无机水合盐、2
‑
6重量％缓释型成核剂、1
‑
3重量％增稠剂和0.5
‑
2重量％缓蚀剂。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，在所述缓释型成核剂中，所述亲水型气凝胶与所述活性成分的含量质量比为1：20
‑
30。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的组合物，其中，所述亲水型气凝胶的比表面积为100
‑
600m2/g，孔隙率为80
‑
99％，平均孔径为1
‑
100nm，密度为1
‑
100kg/m3；优选地，所述亲水型气凝胶的比表面积为200
‑
600m2/g，孔隙率为85
‑
95％，平均孔径为50
‑
80nm，密度为5
‑
40kg/m3。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的组合物，其中，所述亲水型气凝胶选自石墨烯气凝胶、纳米二氧化硅气凝胶、氮化硅气凝胶、氮化硼...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕晟东，谢云云，
申请(专利权)人：佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：