环保型阻燃、抑烟定形相变储能材料及其制备方法技术

技术编号:3869841 阅读:179 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种环保型阻燃、抑烟定形相变材料的制备方法,包括步骤:将改性纳米氢氧化镁100份、高分子弹性体60~100份以及协效阻燃剂1~10份加入密炼机,在温度50~150℃、转速为20~100rpm条件下,共混制成预混料;再加入相变温度20~70℃的相变储能材料50~100份至该预混料中,继续混炼15~60min得混合物,以上份数均为质量份;将上述混合物填充至模具中,经平板硫化机热压成型为板材,冷却后经高能电子束辐照交联。其将相变材料和改性纳米氢氧化镁封装在高分子弹性体形成的交联网状结构中,形成兼具难燃、自熄、抑烟特性的定形相变材料,产品中相变材料封装率达95-99%,氧指数达23-28,阻燃性能好,能够在空气中实现自熄,燃烧时无有毒物质产生,不会对环境产生二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相变储能材料
,具体是一种具有良好阻燃、抑烟性能的定 形相变储能材料及其制备方法,以高分子弹性体为基材制备具有阻燃特性的定形相 变储能材料,该相变储能材料阻燃效果明显,在燃烧过程中发烟量低,不产生有毒 有害气体,不会危害人体及环境,符合环保要求。
技术介绍
受上世纪八十年代以来不断加剧的能源危机的影响,随着部分资源的日趋枯竭, 人类逐渐意识到传统资源的有限性及不可再生性,在开发新能源(例如海洋资源的 开发与利用)的同时,高效节能技术、可再生环保型能源(如风能、太阳能等)的 研究工作也从未间断。节能技术研究的重要领域之一是开发高效、长寿命的相变储能材料,通过这种材料来实现对太阳能、工业余热等能量的开发、利用。相变储能材料(PCMs)作 为一种新兴的功能材料,其工作原理是利用材料的相变过程,吸收(或释放)相 变潜热,来实现对环境中能量的吸收(或释放),进而可用来储热或蓄冷,从而达 到储能目的。相变储能与显热储能相比具有储能密度高、储能(或释能)过程近似 等温、过程易控制等特点,非常适于解决能量供给与需求失衡及其在空间、时间上 不匹配的矛盾。因而,在日益凸显能源和环境问题的当今社会中,相变储能材料在 建材、纺织、航空、太阳能利用、国防、宇航、大型空调等领域的应用倍受关注。 相变储能材料应用的主要相变是固-液相变,当材料吸收热量时,自身从固态 转变为液态。为了防止这一相变过程中PCMs的流失,其不能单独使用,必须依 托栽体,因此相变储能材料的担载/封装已成为其大规模推广应用及进一步发展的 主要限制因素之一。目前,此类问题的主要解决办法分为两大类 一是进行相变储 能材料的化学性微观封装/担栽(主要有微胶嚢、相变浆体及微球封装技术);二是 将相变储能材料与定形材料(如高分子材料、无机材料、金属材料等)经过一定工艺过程复合成定形相变材料,达到宏观上的物理性承载。与前者相比定形相变储能 材料具有工艺可控性好、流程短、封装效率高、无污染、成本低等突出优点,应用 前景广阔(例如,定形相变材料可用于建筑中储热/冷,部分或全部取代暖气或空 调,实现对室内温度的控制,减小室内温度的波动,满足人体舒适性要求)。定形相变储能材料中的相变材料一般采用的是不同熔点的石蜡,定形材料主要有高密度聚乙烯、膨胀石墨和苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。如曰 本冈山大学的Inaba教授等(Heat and Transfer, 32, 1997, P307 )较早研究了以高 密度聚乙烯为支撑的54。C石蜡定形相变材料,中国科技大学的叶弘等人(Solar Energy Materials and Solar Cells. 2000, 64(1), P37 )及清华大学的张寅平等人(CN1369537A)也对石蜡/高密度聚乙烯定形相变材料进行了研究。另外,张寅平 等人(CN1462787A)及华南理工大学的肖敏和龚克成(太阳能学报,2001, 22(4), P427 )研究了石蜡/苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)定形相变材料及 其制备方法。法国的Xavier Py等人(国际传热传质杂志,2001,44, P2727 )则以膨 胀石墨作为支撑材料的石蜡类定形相变储能材料。定形相变储能材料作为近年来一种新型储能材料,具有较大的应用优势和潜力, 但在实际应用中还存在一定问题,其中易燃性就是较为突出的问题之一,尤其是应 用到建材方面,阻燃性更显重要。常用定形相变储能材料中,石蜡与定形材料(主 要为高分子材料)都属于易燃物,在使用此类材料时存在着极大的火灾隐患,这成 为此类相变材料在大规模应用推广中的主要限制因素之一。针对相变储能材料阻燃性能的研究还鲜见报道,尚处于初步探索阶段.近期,专利技术者唐国翌, 宋国林, 尹沾松, 马素德 申请人:清华大学深圳研究生院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型阻燃、抑烟定形相变储能材料的制备方法,其特征是包括以下步骤: 将改性纳米氢氧化镁100份、高分子弹性体60~100份以及协效阻燃剂1~10份加入密炼机,在温度50~150℃、转速为20~100rpm条件下,密炼共混10~60 min制成预混料;再加入相变温度20~70℃的相变储能材料50~100份至该预混料中,温度调至80~150℃,转速调至60~100rpm,继续混炼15~60min得混合物,以上份数均为质量份; 将上述混合物填充至模具中,经平板硫化机热 压成型为板材,冷却,其中热压温度为80~150℃,压力为3~10MPa;冷却后的板材经高能电子束辐照交联。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:唐国翌宋国林马素德尹沾松
申请(专利权)人:清华大学深圳研究生院
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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