一种新型高分子基可加工储能材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型高分子基可加工储能材料按重量份数包括以下组分：PEG85~90份，PBT5~10份，1,3,5

【技术实现步骤摘要】
一种新型高分子基可加工储能材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于储能
，具体涉及一种新型高分子基可加工储能材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]相变储能材料(Phase change materials，PCMs)是指处于某一温度范围内时会发生相态变化的一类材料，由于相态的变化往往伴随着大量热量的吸收和释放，因此PCMs能够被用于储能领域，以实现对可再生能源的回收和利用。聚乙二醇(Polyethylene glycol，PEG)相较于熔融盐类相变材料，其具有更适宜的相变温度；相较于多元醇类，其具有更高的相变潜热；相对于其他的PCMs，PEG在相变前后还展现出了良好的物理和化学稳定性以及低的成本。但是，PEG在相变过程中，由固态转变为液态，容易发生泄漏，因此，通常需要进行封装。
[0003]中国专利CN202210712181.5中公开了一种利用糖类辅助碳基材料建立三维网络，制备碳基气凝胶，再添加由纳米粒子改性的PEG制备得到复合相变材料。中国专利CN202210820416.2公开了一种以高弹性的热塑性聚氨酯作为封装载体，高热焓值的PEG为相变储能分子，氮化硼纳米片作为导热增强填料制备得到高导热柔性相变复合材料。中国专利CN202210230824.2中公开了一种将相变储能材料PEG与异佛尔酮二异氰酸酯及1，4
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丁二醇在无水无氧的加热环境中进行预聚和扩链反应，反应完成后再将得到的材料进行干燥制备得到聚氨酯基固
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固相变材料。中国专利CN202011351511.X中公开了一种以对苯二甲酸、己二酸、1，4
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丁二醇、PEG、有机磷酸酯以及酯化催化剂为原料，惰性气体氛围中，通过酯化反应和缩聚反应制备得到可降解相变储能弹性体。
[0004]从以上现有技术可以看出，物理封装聚乙二醇在使用过程会发生相分离，导致材料在长久使用过程中会发生PEG泄露的问题。化学封装中通过引入异氰酸酯进行扩链制备基于PEG的相变材料，都需要用到有机溶剂溶解PEG和异氰酸酯进行扩链反应，会产生严重的污染环境。而通过在生产聚对苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate，PBT)的过程中进行原料替换，将一部分1，4丁二醇替换成PEG制备得到直链型相变储能材料，在保持相变材料形状稳定的前提下，相变材料的热焓值远低于PEG的热焓值，且生产工艺复杂，不利于应用推广。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种新型高分子基可加工相变储能材料及其制备方法。
[0006]为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种新型高分子基可加工相变储能材料，按重量份数包括以下组分制成按重量份数包括以下组分：PEG85～90份，PBT5～10份，1,3,5
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苯三甲酸1.5～3份，己二酸2～3.5份，催化剂0.001～0.005份。
[0008]其中，所述PEG为PEG
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200、400、600、800、1000、1500、2000、3000、4000、6000、8000、10000、20000中的一种或几种。
[0009]本
技术实现思路
还包括所述的新型高分子基可加工相变储能材料制备方法，包括以下步骤：
[0010]将一定配比的PBT、己二酸、1,3,5
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苯三甲酸、PEG、和催化剂加入到反应釜中，在惰性气体保护下加热进行熔融得到熔融共混物。且持续升温并开启反应釜的真空系统，在高温高真空状态下，开始酯化和酯交换反应，制备得到新型高分子基可加工相变储能材料。
[0011]其中，熔融温度为180～250℃，酯化和酯交换反应温度为220～280℃，反应时间为1～2h；聚合反应釜真空度为100～1000Pa。
[0012]其中，催化剂为氧化锗、乙二醇锑、三氧化二锑、钛酸正丁酯、乙酸锑中的至少一种；
[0013]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具备以下优点：
[0014]1)本专利技术以PBT为主封装材料，1,3,5
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苯三甲酸和己二酸为辅助封装材料，基于酯交换和酯化反应，对PEG进行化学封装，制备得到的新型高分子基可加工相变储能材料是一种典型固
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固相变材料，在使用过程中不会发生固
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液转变，出现PEG泄露的情况。且在制备过程中不需要有机溶剂，也无有毒有害物质产生，非常绿色环保符合国家的绿色发展战略。
[0015]2)本专利技术中主封装剂PBT与PEG发生酯交换反应，同时辅助封装剂1,3,5
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苯三甲酸、己二酸与PEG发生酯化反应，最终生产了包含交联网络状结构得嵌段共聚物。由于易结晶，且结晶度高的PBT作为主封装材料，本专利技术辅助封装剂1,3,5
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苯三甲酸用量低，所制备的储能材料中交联网络状结构中的化学交联点少，从而保证了其可热塑性加工性。
[0016]3)本专利技术中装剂1,3,5
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苯三甲酸和己二酸的加入，减少了主封装剂PBT的使用量，不仅有利于制备高PEG含量的储能材料，又保证了储能材料在相变过程中不发生发生PEG泄露，而且还能很好的维持材料在相变过程中的形状。所以本专利技术得到相变焓值高，稳定性好的相变储能材料。
[0017]3)本专利技术酯化反应和酯交换反应条件相同且可以同时进行，极大缩减了相变储能材料的生产时间，由原来的反应时间高达4小时以上(原材料的熔点的分子链长度等特有性能)缩短至1～2小时。本专利技术采用一锅法合成相变储能材料，制备工艺非常简单，很适合于工业化生产。
附图说明
[0018]图1是实施例1～5的DSC结晶曲线。
[0019]图2是实施例1～5的DSC的熔融曲线。
[0020]图3是对比例1～2的DSC结晶曲线。
[0021]图4是对比例1～2的DSC的熔融曲线。
[0022]图5是实施例5中在70℃下加热1小时前后样品的照片。
[0023]图6是对比例2在70℃下加热1小时前后样品的数码照。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。以下实施例仅用于
更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0025]实施例1
[0026]将10份PBT、3.5份己二酸、1.5份1,3,5
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苯三甲酸、85份PEG
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6000、和0.001份三氧化二锑加入到反应釜，在惰性气体保护下加热至180℃得到熔融共混物。且持续升温至220℃并开启反应釜的真空系统，在真空度为500Pa状态下，开始酯化和酯交换反应2h，制备得到新型高分子基可加工相变储能材料。
[0027]实施例2
[0028]将5份PBT、3.5份己二酸、1.5份1,3,5
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苯三甲酸、90份PEG
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型高分子基可加工相变储能材料，其特征在于，按重量份数包括以下组分：PEG85~90份， PBT5~10份，1, 3, 5
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苯三甲酸1.5~3份，己二酸2~3.5份，催化剂0.001~0.005份。2.根据权利要求1所述的一种新型高分子基可加工相变储能材料，其特征在于：所述PEG为PEG
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200、400、600、800、1000、1500、2000、3000、4000、6000、8000、10000、20000中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种新型高分子基可加工相变储能材料，其特征在于：所述催化剂为氧化锗、乙二醇锑、三氧化二锑、钛酸正丁酯、乙酸锑中的至少一种。4.一种基于权利要求1~3所述的新型高分子基可加工相变储能材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颖，郜建舟，闫东广，顾鹏翔，
申请(专利权)人：江苏苏能新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：