一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料，以质量分数计，包括75％基材，1

【技术实现步骤摘要】
一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及相变储能
，尤其涉及一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]能源是经济和社会发展的动力，能源问题是现代化进程中值得高度重视的问题，非可再生能源的消耗以及其所带来的环境问题成为衡量各国经济发展水平的重要标志。我国正处于一个快速发展的时期，物质水平的提高势必会增加对能源的需求。目前我国所面临的能源问题主要是两个方面：一是如何提高能源利用效率并加快对可再生能源的利用进程研究；二是如何解决好能源消耗所带来的环境问题。目前可再生能源主要包括风能、太阳能、生物质能、海洋能等，在可再生能源研究的同时，我国能源的利用效率也亟待提高，虽然我国一些先进企业的应用效率与国际先进国家差距不大，但是平均水平仍有较大差距，具备着很高的发展潜能。
[0003]我国能源需求压力很大程度上体现于能源的供给尤其是电能与需求在时间上无法完全匹配。随着用电量的增加，发电能力已经无法满足用电高峰需求，而在用电低谷，发电量过剩，发电厂设备频繁启停不切实际，造成了“涡电”，目前建筑能耗中制冷系统的能耗已经占据一半以上，并呈现上升的趋势，因此这种现象在制冷系统普遍使用的夏天尤为明显。我国采用限电和价格政策只能起到缓解的作用，并没有从根本上起到调峰作用。在这种背景下，蓄冷技术得以提出并快速发展。
[0004]蓄冷技术，顾名思义，是将冷量储存起来的一门技术手段，是制冷方式的重要组成部分。冷量一般指的是通过一定制冷技术产生的低于工况温度的热量部分。在冷量过剩的情况下，通过蓄冷技术将冷量储存起来，在用电高峰期等冷量不足时将冷量释放出来。采用蓄冷技术的优势是：
①
起到削峰填谷的作用，缓解高峰期电能需求与发电能力的矛盾，同时避免发电设备地频繁启停，延长寿命；
②
减少能源消耗带来的污染物以及温室气体的排放，保护环境，缓解温室效应；
③
在检修、自然灾害等电力供给中断时，储存的冷量可以起到应急作用。
[0005]蓄能技术按照能量储存的方式主要分为显热、潜热、化学反应热三种类型。利用显热的蓄能方式应用了材料在单相状态中温度变化所产生的吸放热效应，这种方式原理简单，但是在工作状态下温度持续发生较大变化，无法保证所提供冷量或热量维持在一个稳定的温度范围内，同时显热的蓄能密度较小，蓄能材料所需空间较大；利用化学反应热的蓄能方式应用了两种或多种材料在可逆的化学反应中所产生的吸放热效应，蓄能密度大，但是反应机理复杂，工艺要求较高，目前多处于研究阶段，实际应用较少；利用潜热的蓄能方式应用了材料相变过程中进行的吸放热效应，为物理变化，具有蓄能密度较大，蓄能和释能时温度变化小的优点，同时可以将相变温度不同的相变蓄能材料应用于温度需求不同的工况下，因此利用潜热的相变蓄能方式应用最为广泛。
[0006]相变材料按类别主要分为无机类相变材料、有机类相变材料、制冷剂气体水合物
类和复合相变材料。无机类相变材料主要包括水合盐(由水和无机盐构成，如Na2SO4、CaCl2·
6H2O等)、熔融盐(如碳酸盐、硝酸盐等)、金属及合金类(如Al
‑
Si合金、钛合金等)。有机类相变材料主要包括石蜡类和非石蜡类(如脂肪酸、多元醇、高级烷烃等)。制冷剂气体水合物类相变材料主要包括HFCs类、CO2类及多种制冷剂混合类。制冷剂气体水合物相变温度与空调工况相近，结合了水蒸发温度高和冰蓄冷密度大的优势，且导热效率高、腐蚀性低、化学稳定性好。但该方法存在制冷剂蒸气夹带水分的清除及防止水合物膨胀堵塞等问题。复合相变材料是由两种或两种以上有机、无机材料构成的相变材料。复合相变材料可互补单一相变材料的不足，并进一步改善相变材料性能，拓展其应用范围，但是也有着易析出、有腐蚀、易燃等缺点。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本专利技术提出了一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料及其制备方法，制备工艺简单、可控、低成本、适合大规模生产。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料，以质量分数计，包括75％基材，1
‑
9％相变温度调节剂，1
‑
10％导热剂，5
‑
30％阻燃剂以及0.5
‑
8％凝胶剂；
[0009]所述基材为正十四、正十二烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷中的一种或其组合物。
[0010]进一步地，所述相变温度调节剂为十四醇、十二醇、十六醇、十八醇、十八酸、十四酸、十二酸、十六酸中的一种或其组合物。
[0011]进一步地，所述导热剂为碳化硼、石墨粉、可膨胀石墨中的一种或其组合物。
[0012]进一步地，所述阻燃剂为聚磷酸铵、氢氧化镁、氢氧化铝、氯化石蜡中的一种或其组合物。
[0013]进一步地，所述凝胶剂为苯乙烯嵌段共聚物、硅胶、天然橡胶中的一种或其组合物。
[0014]进一步地，以质量份数计，包括75％基材，2％相变温度调节剂，5％导热剂，15％阻燃剂以及3％凝胶剂。
[0015]进一步地，一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料，具体如下：
[0016]向加热的基材中加入相变温度调节剂、导热剂。阻燃剂以及凝胶剂后置于反应釜中混合搅拌均匀，通过板框成型即得新型相变蓄冷蜡凝胶材料。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0018]1)改良后的新型中低温相变蓄冷材料具有较好的阻燃性、高焓值、无腐蚀性、导热性以及优异的抗析出性。本专利技术可用于常规空调工况用相变材料，填补了目前空调工况用相变蓄冷蜡凝胶材料在市场上的空白；
[0019]2)通过相变温度调节剂的使用，可以得到不同相变温度的相变蓄冷材料，进一步拓展了相变蓄冷蜡凝胶材料的应用领域。
附图说明
[0020]参照附图来说明本专利技术的公开内容。应当了解，附图仅仅用于说明目的，而并非意
在对本专利技术的保护范围构成限制。在附图中，相同的附图标记用于指代相同的部件。其中：
[0021]图1为实列1样品的DSC图。
具体实施方式
[0022]容易理解，根据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限定或限制。
[0023]实施例1
[0024](1)将75g基材正十四烷(质量分数为75％)加热至90℃。
[0025](2)在加热的基材中，加入2g相变温度调节剂十四醇(质量分数为2％)、5g导热剂碳化硼(质量分数为5％)、15g阻燃剂聚磷酸铵(15％)，3g凝胶剂苯乙烯嵌段共聚物(3％)置于反应釜(90℃)中混合搅拌均匀。
[0026](3)通过板框成型制得新型相变蓄冷蜡凝胶材料。
[0027]其降温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中低温相变蓄冷蜡凝胶材料，其特征在于，以质量分数计，包括75％基材，1
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9％相变温度调节剂，1
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10％导热剂，5
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30％阻燃剂以及0.5
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8％凝胶剂；所述基材为正十四、正十二烷、正十六烷、正十八烷、正二十烷中的一种或其组合物。2.根据权利要求1所述的中低温相变蓄冷蜡凝胶材料，其特征在于，所述相变温度调节剂为十四醇、十二醇、十六醇、十八醇、十八酸、十四酸、十二酸、十六酸中的一种或其组合物。3.根据权利要求1所述的中低温相变蓄冷蜡凝胶材料，其特征在于，所述导热剂为碳化硼、石墨粉、可膨胀石墨中的一种或其组合物。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑晓平，沈业鹏，李佼佼，于海阔，于天诗，
申请(专利权)人：扬州天诗新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：