本发明专利技术公开了一种蓄热调温多功能复合材料及其制备方法与应用，涉及蓄热调温材料技术领域，本发明专利技术选用凹凸棒土、硅藻土、蒙脱石等天然存在的多孔材料作为相变材料的载体，不仅原料易得，成本较低，而且这些多孔材料含有的阻燃元素同时可赋予材料良好的热稳定性；本发明专利技术还通过金属粒子的引入不仅强化了相变材料的蓄热调温性能，而且通过金属粒子的种类选择能够赋予聚乳酸材料阻燃抑烟或抗菌等多功能。够赋予聚乳酸材料阻燃抑烟或抗菌等多功能。
【技术实现步骤摘要】
一种蓄热调温多功能复合材料及其制备方法与应用
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[0001]本专利技术涉及蓄热调温材料
，具体涉及一种蓄热调温多功能复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
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[0002]相变材料在其相变过程中能够吸收或释放高量潜热，是一类潜热储能材料。相变材料在温度高于相变点时吸收热量发生相变和热能转移，在此过程中相变材料的温度几乎保持恒定，流经相变材料的热量被“截留”在材料内部，能够吸收大量潜热，起到控制温度的效果，因此相变材料在蓄热调温领域应用广泛。
[0003]聚乳酸具有可再生、可生物降解、生物相容性好、亲肤等特点，在服装领域具有良好的应用前景。开发具有相变调温功能的聚乳酸材料，拓展聚乳酸在防寒保暖等领域的应用，是功能性聚乳酸开发的一个重要发展方向。在此基础上，开发用于多种用途的聚乳酸蓄热材料更是重要的研究任务。
[0004]有机相变材料聚乙二醇具有可调节的适宜的相变温度、较高的相变潜热、良好的化学稳定性和热稳定性以及生物降解性等优点，是一种优异的蓄热储能调温材料。但是，熔融状态下的泄露是阻碍相变材料实际应用的一个挑战。采用多孔骨架材料对相变材料进行负载封装，实现固载定形的同时提升材料的性能，是解决相变材料泄漏问题的一种有效手段。然而，多数多孔骨架材料制备工艺复杂、周期长且价格昂贵，一定程度上也影响聚乙二醇的生物降解性。此外，聚乙二醇低的导热率限制了其储释热速率，从而降低了其在热能存储方面的应用。提高相变材料的导热率可以提高相变材料在热循环中的节能和释放性，从而更有效地应用于实际。有研究将金属和金属氧化物颗粒作为填料嵌入到相变材料中，利用金属粒子的导热性，改善相变材料导热率低的问题。现有报道中将金属粒子引入相变材料，通常需要对金属粒子进行额外的封装操作或者需要单独的加工步骤，制备方法复杂。
技术实现思路
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[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种多孔骨架固定相变材料及其制备方法，相变材料被吸附于多孔骨架上，并通过在位反应在多孔骨架固定相变材料中引入金属粒子，再将得到的蓄热调温多功能复合材料应用于聚乳酸材料中，从而优化聚乳酸材料的应用性能，拓展聚乳酸材料的应用领域。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
[0007]本专利技术的目的之一是提供一种多孔骨架固定相变材料的制备方法，向溶剂中加入相变材料，加热使相变材料熔化，然后加入多孔骨架进行浸渍处理，得到多孔骨架固定相变材料。
[0008]优选地，所述相变材料为聚乙二醇(PEG)，聚合度为500～2000。
[0009]优选地，所述溶剂为水。以水作为溶剂，在溶解PEG的同时提高环保性。
[0010]优选地，所述溶剂中相变材料的质量分数为1～5％。
[0011]优选地，所述加热的温度为80～100℃。
[0012]优选地，所述多孔骨架为凹凸棒土、硅藻土、蒙脱石中的至少一种。也可采用本领域已知的其它种类的天然多孔材料。
[0013]优选地，所述多孔骨架与相变材料的质量比为(1～3):1。
[0014]优选地，所述浸渍处理的时间为15～60min。浸渍时间视所用多孔骨架的吸附性而定，可在室温或加热的条件下进行浸渍。
[0015]本专利技术的目的之二是提供一种根据前述的制备方法得到的多孔骨架固定相变材料。
[0016]本专利技术的目的之三是提供所述多孔骨架固定相变材料在蓄热调温多功能复合材料中的应用。通过向所述多孔骨架固定相变材料中引入金属粒子，可使所得复合材料不仅具有蓄热调温的作用，还能具有阻燃抑烟或抗菌等功能。
[0017]本专利技术的目的之四是提供一种蓄热调温阻燃抑烟复合材料的制备方法，向所述多孔骨架固定相变材料中加入碱，搅拌均匀，然后加入金属化合物，加热反应，水洗，干燥，得到蓄热调温阻燃抑烟复合材料。
[0018]优选地，所述碱为浓度5～15％的NaOH或KOH溶液。
[0019]优选地，所述金属化合物为镁或铝的化合物，进一步优选为硫酸镁、氯化镁、硫酸铝、氯化铝中的至少一种。也可采用本领域已知的其它种类的可溶性镁盐或铝盐。
[0020]优选地，所述金属化合物与碱的摩尔比为1:(1～3)。镁或铝的化合物与碱反应生成具有阻燃抑烟作用的Al(OH)3或Mg(OH)2。
[0021]优选地，所述加热反应的温度为80～100℃，时间为0.5～2h。
[0022]本专利技术的目的之五是提供一种根据前述的制备方法得到的蓄热调温阻燃抑烟复合材料。
[0023]本专利技术的目的之六是提供一种蓄热调温抗菌复合材料的制备方法，向所述多孔骨架固定相变材料中加入氨水和硝酸银，搅拌均匀，然后加入还原剂，加热反应，水洗，干燥，得到蓄热调温抗菌复合材料。
[0024]优选地，所述氨水为浓度5～10％的氨水溶液。
[0025]优选地，所述硝酸银与氨水的摩尔比为1:(1～2)。
[0026]优选地，所述还原剂为葡萄糖、多巴胺、硼氢化钠中的至少一种。氨水与硝酸银反应生成络合物，再经还原剂还原生成具有抗菌作用的银单质。
[0027]优选地，所述还原剂与硝酸银的质量比为1:(1～2)。
[0028]优选地，所述加热反应的温度为80～100℃，时间为0.5～2h。
[0029]本专利技术的目的之七是提供一种根据前述的制备方法得到的蓄热调温抗菌复合材料。
[0030]本专利技术的目的之八是提供所述蓄热调温阻燃抑烟复合材料或蓄热调温抗菌复合材料在聚乳酸材料中的应用。
[0031]本专利技术的目的之九是提供一种蓄热调温多功能聚乳酸材料，由聚乳酸树脂、所述蓄热调温阻燃抑烟复合材料或蓄热调温抗菌复合材料经熔融共混、挤出造粒制得。
[0032]优选地，所述蓄热调温阻燃抑烟复合材料或蓄热调温抗菌复合材料占所述蓄热调温多功能聚乳酸材料的质量百分比为10～15％。
[0033]优选地，所述熔融共混的温度为170～190℃。
[0034]本专利技术的有益效果是：
[0035](1)本专利技术选用凹凸棒土、硅藻土、蒙脱石等天然存在的多孔材料作为相变材料的载体，不仅原料易得，成本较低，而且这些多孔材料含有的阻燃元素同时可赋予材料良好的热稳定性。
[0036](2)本专利技术采用通过在位反应生成的金属粒子作为填料，制备方法简单，不需要对金属粒子进行额外的封装操作，也不需要单独的加工步骤，有效缩短了制备时间和步骤。
[0037](3)本专利技术通过金属粒子的引入不仅强化了相变材料的蓄热调温性能，而且通过金属粒子的种类选择能赋予聚乳酸材料阻燃抑烟或抗菌等多功能。
具体实施方式：
[0038]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。
[0039]采用DSC测试聚乳酸材料的调温性能，测试程序设置为：先由室温以30℃/min的升温速率快速升温至100℃，恒温5min；再以10℃/min的降温速率降至
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10℃，恒温2mi本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多孔骨架固定相变材料的制备方法，其特征在于：向溶剂中加入相变材料，加热使相变材料熔化，然后加入多孔骨架进行浸渍处理，得到多孔骨架固定相变材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述相变材料为聚乙二醇，聚合度为500～2000；优选地，所述溶剂为水；优选地，所述溶剂中相变材料的质量分数为1～5％；优选地，所述加热的温度为80～100℃；优选地，所述多孔骨架为凹凸棒土、硅藻土、蒙脱石中的至少一种；优选地，所述多孔骨架与相变材料的质量比为(1～3):1；优选地，所述浸渍处理的时间为15～60min。3.根据权利要求1或2所述的制备方法得到的多孔骨架固定相变材料。4.权利要求3所述的多孔骨架固定相变材料在蓄热调温多功能复合材料中的应用。5.一种蓄热调温阻燃抑烟复合材料的制备方法，其特征在于：向权利要求3所述的多孔骨架固定相变材料中加入碱，搅拌均匀，然后加入金属化合物，加热反应，水洗，干燥，得到蓄热调温阻燃抑烟复合材料；优选地，所述碱为浓度5～15％的NaOH或KOH溶液；优选地，所述金属化合物为镁或铝的化合物，进一步优选为硫酸镁、氯化镁、硫酸铝、氯化铝中的至少一种；优选地，所述金属化合物与碱的摩尔比为1:(1～3)；优选地，所述加热反应的温度为80～1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，袁梦，张志成，
申请(专利权)人：安徽元梦生物基材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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