一种相变材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及涂料技术领域，公开了一种相变材料及其制备方法和应用，包括将聚乙二醇加入脱水后的甲苯中，溶解后依次加入γ

【技术实现步骤摘要】
一种相变材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及涂料
，具体为一种相变材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]相变材料(PCMs)以其储能和热调节功能而闻名于世，能在恒定的转变温度下吸收和释放大量潜热，在热管理中得到了广泛应用。它们利用自身的高潜热容量来储存能量，并在从固体到液体的相变过程中协同冷却目标环境。在热管理中得到了广泛的应用。固
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液和固
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固是文献中研究最多的两种基本相受态。然而。对于基于固液相变的PCMs来说，防止材料的泄露和变形是实际应用中的首要要求，因为一些组分，例如石蜡、脂肪酸、聚(乙二醇)(PEG)会在相交温度以上焙化成液体。尽管有许多研究致力于通过物理包装提高它们的稳定性，但是液体的固有性质在高温下仍保持不变。相比之下，基于固
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固相变的PCMs很少因化学交联而发生泄露或形变。PCMs能够在可调温度范围内的狭窄温度区间内工作，并且具有调节热供需失衡的巨大潜力，但大多数相变材料为粉末、片状或块状刚性形式，难以粘附在热源或目标基板上。
[0003]现有技术通过PEG与γ
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异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)反应，旋蒸产物，并在60℃条件下干燥3h，然后在弱酸中水解后，得到具有高活性硅醇基团的反应性聚乙二醇(RPEG)，通过简单的将预聚体浇筑到PS塑料模具中，制备出交联相变材料(RPCMs)涂层。RPCMs涂层可在各种基材上粘附，包括棉织物、木材、马口铁，甚至不规则的物体。该涂层表现出明显的固r/>‑
固相变性质和较高的储能密度。但是该制备方法通过反应后旋蒸、干燥后再进行弱酸水解的步骤，得到反应性聚乙二醇，由此制备的PCMs薄膜柔韧性较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种相变材料及其制备方法和应用，解决了现有技术制备相变材料时，通过PEG与IPTS反应，旋蒸产物，干燥后在弱酸中水解，得到反应性聚乙二醇，由此制备的PCMs薄膜柔韧性较差的问题。
[0005]一种相变材料，所述相变材料中各原料按以下重量份配比反应：
[0006][0007]所述相变材料的制备方法，具体步骤如下：
[0008](a)将聚乙二醇加入脱水后的甲苯中，溶解后依次加入γ
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异氰酸丙基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，反应后挥发掉溶剂得RPEG，在60～62℃下加入预热的盐酸，反应完
得反应性聚乙二醇预聚体溶液；
[0009](b)将步骤(a)得到的反应性聚乙二醇预聚体溶液烘干后，得到相变材料薄膜。
[0010]优选的，步骤(a)中所述聚乙二醇在真空干燥箱60～80℃干燥12～14hrs，所述甲苯用4A分子筛脱水72～96hrs。
[0011]优选的，步骤(a)中溶解聚乙二醇时升温到65～70℃，完全溶解后冷却到40～42℃。
[0012]优选的，步骤(a)中所述盐酸浓度为0.1mol/L。
[0013]优选的，步骤(a)中所述盐酸为预热到60～65℃的盐酸。
[0014]优选的，步骤(a)中滴加盐酸后的反应条件为60～62℃条件下反应3～4hrs。
[0015]优选的，步骤(b)中烘干条件为50～55℃，10～12hrs。
[0016]优选的，所述一种制备方法制备得到的相变材料。
[0017]优选的，所述相变材料具有相变形态稳定性。
[0018]本专利技术的第二个目的在于，所述相变材料用于制备相变涂料。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1、本专利技术提供的制备相变材料的方法，挥发掉溶剂得到RPEG之后，不进行干燥，直接在60～62℃下加入预热的盐酸，保持溶液温度恒定的条件下继续反应，成膜后柔韧性非常好，具有相变形态稳定性，用于制备相变涂料；本专利技术还改变了IPTS的用量，通过同时改变制备方法和IPTS用量，使成膜后效果得到较大提升。
[0021]2、开始加入盐酸时溶液呈乳白色，随着搅拌时间的延长逐渐变成半透明状态，待反应完，将预聚体溶液烘干后，形成的是透明相变材料薄膜，而现有技术形成的是半透明薄膜。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1提供的PCMs分别在30℃(a)、60℃(b)、70℃(c)下的热稳定性图；
[0023]图2为PEG分别在30℃(a)、60℃(b)、70℃(c)下的热稳定性图；
[0024]图3为本专利技术提供的不同实施例和对比例的DSC曲线；
[0025]图4为本专利技术实施例1制备的相变材料的柔韧性图。
具体实施方式
[0026]下面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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0028]实施例1
[0029]一种相变材料的制备方法，包括如下步骤：
[0030](a)PEG在真空干燥箱60℃干燥12hrs，甲苯用4A分子筛脱水72h；将10重量份的PEG
倒入装有100重量份的甲苯的三口烧瓶中，升温到65℃；待完全溶解后冷却到40℃，依次加入0.66重量份的γ
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异氰酸丙基三乙氧基硅烷(IPTS)和0.25重量份的二月桂酸二丁基锡(DBT)，然后磁力搅拌6hrs，最后通过真空旋蒸去除甲苯，得到RPEG；
[0031](b)将提前预热到60℃的150重量份的盐酸(0.1mol/L)逐滴加入到搅拌中、且处于旋蒸温度的RPEG中，在60℃条件下搅拌3hrs得到RPEG预聚体溶液；
[0032](c)将RPEG预聚体溶液倒入直径为53mm的聚苯乙烯基培养皿中，并置于50℃的烘箱中，经过10hrs烘干后，从塑料基板上剥离得到PCMs薄膜。
[0033]实施例2
[0034]一种相变材料的制备方法，包括如下步骤：
[0035](a)PEG在真空干燥箱70℃干燥13hrs，甲苯用4A分子筛脱水84h；将10重量份的PEG倒入装有100重量份的甲苯的三口烧瓶中，升温到68℃；待完全溶解后冷却到41℃，依次加入0.79重量份的IPTS和0.05重量份的DBT，然后磁力搅拌6hrs，最后通过真空旋蒸去除甲苯，得到RPEG；
[0036](b)将提前预热到60℃的50重量份的盐酸(0.1mol/L)逐滴加入到搅拌中、且处于旋蒸温度的RPEG中，在61℃条件下搅拌3hrs得到RPEG预聚体溶液；
[0037](c)将RPEG预聚体溶液倒入直径为53mm的聚苯乙烯基培养皿中，并置于53℃的烘箱中，经过12hrs烘干后，从塑料基板上剥离得到PCMs薄膜。
[0038]实施例3...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变材料的制备方法，其特征在于，所述相变材料中各原料按以下重量份配比反应：所述相变材料的制备方法，具体步骤如下：(a)将聚乙二醇加入脱水后的甲苯中，溶解后依次加入γ
‑
异氰酸丙基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡，反应后挥发掉溶剂得RPEG，在60～62℃下加入预热的盐酸，反应完得反应性聚乙二醇预聚体溶液；(b)将步骤(a)得到的反应性聚乙二醇预聚体溶液烘干后，得到相变材料薄膜。2.根据权利要求1所述一种相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)中所述聚乙二醇在真空干燥箱60～80℃干燥12～14hrs，所述甲苯用4A分子筛脱水72～96hrs。3.根据权利要求2所述一种相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(a)中溶解聚乙二醇时升温到65～70℃，完全溶解后冷却到40～42℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁超博，刘春蕾，张伟，贺杰，韩阳阳，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：