一种高焓值聚醚胺基柔性定形相变材料及制备方法和应用技术

一种高焓值聚醚胺基柔性定形相变材料及制备方法和应用，属于聚合物相变储能材料领域

【技术实现步骤摘要】
一种高焓值聚醚胺基柔性定形相变材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种高焓值聚醚胺基柔性定形相变材料及制备方法和应用，属于聚合物相变储能材料领域
。

技术介绍

[0002]相变潜热存储技术凭借其高储热密度
、
低应用成本的优势，可有效地解决热能供应与需求在时间
、
空间上的供需不平衡问题，已广泛应用于电力行业的削峰填谷
、
建筑行业的采暖保温及电子元器件的调温散热等领域
。
其中，有机固
‑
液相变材料
(Solid
‑
liquid PCMs)
可通过自身相态的可逆变换将热能以潜热的形式存储至分子内部，并在需要时将存储的热能释放出来，从而实现在恒定温度范围内吸收或释放大量热能，有效提高热能利用率
。
但有机固
‑
液相变材料存在诸多限制，其在固态时刚性较大应用受限，且相变后具有流动性带来的泄露问题成为制约其进一步发展的瓶颈
。(G.Wang,Z.Tang,Y.Gao,P.Liu,Y.Li,A.Li,X.Chen,Chem.Rev.2023,123,6953
‑
7024.)
[0003]柔性定形相变材料的开发备受关注
。
目前，柔性定形相变材料通过有机相变材料与高分子聚合物熔融共混
、
接枝改性等方式可实现其在一定程度上的弯曲
。
此外，其柔韧性的改善往往还需要对材料进行热压减薄等后续加工处理
。
尽管如此，其室温刚性大带来的脆性大
、
不耐弯折的难题一直没有得到解决，亟需开发研究
。
因此，开发制备本征柔性定形相变材料可实现其在复杂应用场景下的调温隔热，尤其在柔性穿戴及电子器件热管理等场合中具有重要的应用价值
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决有机相变材料的室温脆性大
、
不耐弯折的关键难题，构建高焓值且具有本征柔性的定形相变储热材料
。
从分子结构设计角度出发，设计得到具有良好柔顺性及相变组分相容性的聚醚胺高分子网络是实现其本征柔性的关键
。
同时，将聚醚胺高分子网络原位包覆有机固液相变组分，开发具有高相变组分负载率的本征柔性的定形相变储热材料
。
在解决相变材料负载率低
、
相变材料漏液问题的同时，赋予材料良好的整体柔顺性
。
设计
、
开发高焓值的柔性定形相变材料在柔性穿戴及电子器件热管理等场合有着重要的应用价值
。
[0005]本专利技术目的是提供一种具有高焓值本征柔性相变储热材料
。
该相变材料在具备高储热能力基础上，兼具良好的柔性及耐弯折能力，可长时间稳定高效储热以及控温，具有广阔的应用前景
。
[0006]一种具有高焓值本征柔性相变储热材料，所述相变储热材料由柔性聚醚胺高分子网络原位包覆有机相变分子而成
。
其中，柔性聚醚胺高分子网络与有机相变组份具有良好的相容性，有机相变分子缠绕在聚醚胺高分子链周围，形成具有整体柔性的结晶域，实现了高储热能力与柔性的有机结合
。
解决相变组分负载率低
、
相变材料漏液问题的同时，赋予材料整体柔顺性能
。
设计
、
开发高焓值的柔性定形相变材料在柔性穿戴及电子器件热管理等
场合有着重要的应用价值
。
[0007]进一步地，所述柔性聚醚胺高分子网络为具有下列结构通式的高分子聚合物，
n
＝
10
～
1000
的整数
。
[0008][0009]进一步地，本专利技术所述柔性聚醚胺高分子网络由聚醚胺分子与季戊四醇四缩水甘油醚分子在有机溶剂中经开环聚合反应而成，聚醚胺分子和季戊四醇四缩水甘油醚的质量比为
3:1
‑
10:1。
聚醚胺高分子链相互缠绕形成网状结构同时原位包覆有机相变组分
。
[0010]优选地，所述聚醚胺和有机溶剂的质量比为
1:(5
‑
10)
；
[0011]优选地，所述溶剂为四氢呋喃
、
二氧六环
、
石油醚
、
丙酮
、
氯仿
、
二硫化碳
、
苯
、
甲苯
、
硝基苯
、
氯苯
、
环己烷
、
正己烷中的至少一种
。
[0012]优选地，所述有机相变组分为脂肪醇
(
十二醇
、
十四醇
、
十六醇
、
十八醇
)、
脂肪酸
(
十二酸
、
十四酸
、
十六酸
、
十八酸
、
二十酸
)、
脂肪烃
(
十二烷
、
十四烷
、
十六烷
、
十八烷
、
二十烷
)、
硬脂酸丁酯
、
棕榈酸甲酯
、
硬脂酸甲酯
、
巯基乙酸十八烷基酯
、
乙酰胺
、
佛尔酮
、
聚乙二醇
、
聚乙烯醇中的至少一种
。
[0013]有机相变组分采用两种时，不同脂肪醇
、
脂肪烃及脂肪酸分子按质量为
1:1
的混合体系，比如十二醇与十四醇的质量比为
1:1
，或十六醇与十四酸的质量比为
1:1
，或十二烷与十六酸的质量比为1：1等；
[0014]或者硬脂酸丁酯
、
棕榈酸甲酯
、
硬脂酸甲酯
、
巯基乙酸十八烷基酯
、
乙酰胺
、
佛尔酮
、
聚乙二醇
、
聚乙烯醇分别与不同脂肪醇
、
脂肪烃及脂肪酸分子按质量为
1:1
的混合，比如硬脂酸丁酯与十二烷的质量比
1:1
，棕榈酸甲酯与十四醇的质量比为1：1，巯基乙酸十八烷基酯与十六酸的质量比
1:1
等
。
[0015]本专利技术的另一目的是提供上述具有高焓值本征柔性相变储热材料的制备方法
。
[0016]一种具有本征柔性相变储热材料的制备方法，包括下述工艺步骤：
[0017]①
制备聚醚胺分子与季戊四醇四缩水甘油醚分子的有机分散体系；
[0018]②
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高焓值聚醚胺基柔性定形相变材料，其特征在于：所述相变材料中包含柔性聚醚胺高分子网络，为具有下列结构通式的高分子聚合物：
n
＝
10
～
1000
的整数
。2.
根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述相变储热材料由柔性聚醚胺高分子网络和原位负载于高分子网络中的有机固液相变材料组成
。3.
根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述柔性聚醚胺高分子网络和相变材料的质量比为
1:2
‑
1:8。4.
根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述柔性聚醚胺高分子网络由聚醚胺与季戊四醇四缩水甘油醚在溶剂中经聚合反应而成，聚醚胺和季戊四醇四缩水甘油醚的质量比为
3:1
‑
10:1。5.
根据权利要求4所述的材料，其特征在于：所述聚醚胺和溶剂的质量比为1：
(5
‑
10)
，所述溶剂为四氢呋喃
、
二氧六环
、
石油醚
、
丙酮
、
氯仿
、
二硫化碳
、
苯
、
甲苯
、
硝基苯
、
氯苯
、
环己烷
、
正己烷中的至少一种
。6.
根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述有机固液相变材料为十二醇
、
十四醇
、
十六醇

【专利技术属性】
技术研发人员：唐炳涛，刘璐，张宇昂，张淑芬，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：