定形相变材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种定形相变材料，由如下质量百分比用量的各组分组成：包覆材料２５～４５％，加工助剂０．５～１０％，余量为石蜡；其中，所述包覆材料为ＥＶＡ、ＰＯＥ中的一种或两种，所述加工助剂为抗氧剂、填料和润滑剂中的一种或几种。本发明专利技术还涉及该定形相变材料的制备方法，包括如下步骤：配料，按前述质量百分比分别称好石蜡、包覆材料和加工助剂；混熔，将容器加热后将石蜡放入，再加入包覆材料和加工助剂后进行搅拌形成熔体；成型，将熔体倒入模板中模压，冷却后形成定形相变材料。本发明专利技术在制备过程中，石蜡无明显损失，且加工容易。定形相变材料表面光滑，具有较好的尺寸稳定性和强度，质量损失率低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相变储能材料
，具体涉及一种定形相变材料及其制 备方法。
技术介绍
固液转化型相变储能材料，具有蓄热密度高、蓄放热近似等温、过程易 控制等特点，因而在建筑、电器等领域，大有应用潜力。常用的相变材料的固液转化温度在20-6(TC;在建筑物保温时一般控制20-4(TC;在电子电器散 热方面应用时一般要求固液转化温度在30-6(TC;石蜡是在此温度范围常用的 一种相变材料。固液转化过程中必须保证液相的密封，所以相变材料必须通 过封装，制成定形相变材料，从而解决相变材料在液相时的泄漏和腐蚀问题。目前，对相变储能材料进行封装主要有定形化和微囊化两种。但是微胶 囊化成本很高，难以实现工业化生产。而定形化主要是将相变材料与一些支 撑材料进行复合，形成固化的相变储能材料。支撑材料的选择以及定形相变 材料的制备工艺技术，对制成的定形相变材料的使用性能有较大的影响。目 前报道使用的支撑材料主要为HDPE (High Density Polyethylene高密度聚乙 烯)，也有少量采用PP (聚丙烯)、SBS (苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)、 SEBS (苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物)的。制备工艺主要有双螺杆挤出 法、双辊开炼机塑炼法等。比如叶宏等人研究了石蜡(熔点58'C)和HDPE组成的定形相变材料 的结构和性能。Inaba教授较早研究了 HDPE和石蜡(熔点54°C)体系混成 的定形相变材料的热物理性质，石蜡掺混比例为74wt%。法国的Xavier Py 等人制备了石蜡-膨胀石墨定形相变材料，并研究了体系的热物理性能，石蜡 掺混比例为65wt% 95 wt%。肖敏等人研究了石蜡和热塑弹性体SBS组成的 复合相变材料在加入石墨后热传导性能的提高，他们加入的石蜡含量在 20wt。/。 80wt。/。范围内。还有专利制备了芯材由石蜡类物质组成，由HDPE、 PP、 SBS、石墨等材料的一种或多种共混物作为包覆材料组成的定形相变材3料。中国专利ZL200410101555.1揭示了"一种石蜡类复合定形相变材料及制 备方法"。其相变材料为70wtX 80wt^的石蜡类物质，石蜡类物质的熔点 为44 5(TC。支撑材料为4 wt% 15 wt^交链HDPE， 4 wt% 15 wtX的 SBS， 4wt^ 6wt^的膨胀石墨。制备方法采用已有技术对HDPE交链改 性取70 wt% 80 wt^的石蜡类物质加热达到130 20(TC使其熔化；取4 wt X 15wt^的交链HDPE和4wt^ 15wtX的SBS，加入到液蜡中搅拌；然 后加入4 wt% 6 wt^的膨胀石墨搅拌；最后放入温度为120 14(TC的热模 具中，使用200 300kPa的压力压制成型，自然冷却后从模具中取出即成定 形相变材料。所制成的定形相变材料无需容器封装，能直接接触传热介质水。此外，中国专利ZL200410068844.6揭示了 "一种适于大规模工业生产的 高导热定形相变蓄热材料"，由相变蓄热材料、高分子支撑材料、加工改进剂 和导热添加剂组成。其中相变蓄热材料采用相变温度在15 70°C、 50wt% 80wt^的石蜡；高分子支撑材料采用质量百分比为10wt^ 30wt^的聚乙烯、 聚丙烯、SBS、 SEBS中的一种或几种；加工改进剂采用质量百分比为5wt% 20wt^的氧化铝、蒙脱土、硅藻土、粘土、钛白粉、碳酸钙、膨润土、 二氧 化硅中的一种或几种；导热添加剂采用质量百分比为5wt^ 15wtX的金属 粉或石墨。该材料可以很好地解决大规模工业生产的加工工艺问题，并且具 有较好的导热性能，非常适于定形相变蓄热材料在建筑采暖中的大规模应用。但是，现有技术普遍存在如下问题1、相变材料与支撑材料的熔融温度 差异过大，混合与制成成品时加工温度较高，加工困难。2、相变材料有较多 损失。3、制成的定形相变材料的长期稳定性较差。比如高密度聚乙烯HDPE (熔点135°C)及聚丙烯PP (熔点200。C)和石蜡的熔点(30-6(TC)相差较 大，定形相变材料制备时容易造成石蜡流失。HDPE， PP的结晶度高，结晶 过程中易将石蜡排挤出晶格，在使用过程中，每次的熔融-冷却过程都有石蜡 从共混物中渗出，流失较多，影响定形相变材料的稳定性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种定形相变材料，并相应提供一 种定形相变材料的制备方法，来解决现有技术中加工困难、相变材料损失大， 以及定形相变材料稳定性较差的问题。4为解决上述技术问题， 一方面，本专利技术提供如下技术方案一种定形相变材料，由如下质量百分比用量的各组分组成包覆材料25 45%,加工助剂0.5 10%，余量为石蜡；其中，所述包覆材料为EVA (乙烯 一乙酸乙烯酯共聚物)、POE (乙烯一 a烯烃共聚物)中的一种或两种，所 述加工助剂为抗氧剂、填料和润滑剂中的一种或几种。另一方面，本专利技术还提供如下技术方案一种定形相变材料的制备方法，包括如下步骤51、 配料，按照包覆材料的质量百分比为25 45%，加工助剂的质量百 分比为0.5 10%,其余为石蜡，分别称好备用；52、 混熔，将容器加热，然后将前述称好的石蜡放入容器中，再加入前 述称好的包覆材料和加工助剂后进行搅拌形成熔体；53、 成型，将前述的熔体倒入模板中模压，冷却后即形成定形相变材料。 本专利技术的有益效果是本专利技术的定形相变材料制备方法，在制作过程中石蜡无明显损失；而且加工温度较低，可很容易的制备各种形状及厚度的定 形相变材料制品。制得的定形相变材料表面光滑，具有较好的尺寸稳定性和 较好的强度，多次高低温交变实验表明质量损失率不超过0.2%，远远优于 HDPE等作为包覆材料的定形相变材料。具体实施例方式实施例一本专利技术提供的定形相变材料，其关键在于包覆材料(也可以说支撑材料) 选用了EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer乙烯-醋酸乙烯脂共聚物)、POE (Polyolefm Elastomers乙烯-辛烯共聚物)中的一种或两种。配方为质量百分比为25 45%的包覆材料；质量百分比为0.5 10%的 加工助剂。加工助剂为抗氧剂、填料和润滑剂等中的一种或几种；其余为作 为相变材料的石蜡。本专利技术提供的定形相变材料的制备方法，包括如下步骤先配料即按配方分别称好各种物料备用。然后混熔即将不锈钢釜加热达到150 160°C，然后先加石蜡熔融，再 缓慢加入EVA和/或POE，同时添加加工助剂，并启动搅拌30 60min制成均匀熔体。最后成型即在前述步骤制备的熔体未冷却凝固时，把熔体倒在不锈钢 或其它金属模板之间模压，即制成定形相变材料的板材。本具体实施方式的定形相变材料的制备方法，具体包括如下步骤先配料即称取各种物料备用，包括130克的石蜡，69克的EVA，以及1克的抗氧剂1010 (四季戊 四醇酯，商品名抗氧剂IOIO)。然后混熔将不锈钢锅用油浴加热。温度达到150 16(TC后，先加入石 蜡或其它相变材料，石蜡熔融后缓慢加入EVA，同时添加抗氧剂1010，并启 动电动搅拌机搅拌混熔30分钟。最后成型在前述混熔的熔体未冷却凝固时，把熔体倒在不锈钢模板之 中；在温度100°C-130°C (本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定形相变材料，由石蜡、包覆材料和加工助剂组成，其特征在于：各组分的质量百分比为：包覆材料２５～４５％，加工助剂０．５～１０％，余量为石蜡；其中，所述包覆材料为ＥＶＡ、ＰＯＥ中的一种或两种，所述加工助剂为抗氧剂、填料和润滑剂中的一种或几种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林雪春，罗超云，徐志娟，林峰，唐国翌，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]