一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备和应用


[0001]本专利技术涉及一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]新能源的开发利用和能源效率的提高已成为各国研究和开发的重点
。
利用相变材料平衡能源供需，可以有效提高能源效率，达到节能环保的目的
。
它在能源
、
航天
、
建筑
、
农业
、
化工等领域有着广阔的应用前景
。
已经成为世界范围内的研究热点
。
[0003]相变材料在相变的过程中会吸收或释放大量潜热，具有储热密度高
、
体积小巧
、
温度控制恒定
、
节能效果显著
、
相变温度选择范围宽
、
易于控制等优点，因此广泛应用于能量储存和温度控制领域
。
然而相变材料在使用过程中存在泄露的问题，为解决这一问题，提出来许多方法制备形状稳定的复合相变材料：多孔材料吸附，微胶囊包覆，聚合物支撑等
。
然而这些复合相变材料都没有自愈合性，不能够再次利用从而造成资源的浪费
。
市面上具有自愈合性质的复合相变材料，愈合所需较高的温度，相变焓小，稳定性低，制备工序复杂，不便于大量生产，生产效率低
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料，以解决上述背景技术中提出的问题
。
[0005]合成水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料包括以下步骤：
[0006]首先将聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮各自至于三口烧瓶中，加入去离子水，再将圆底烧瓶放入油浴锅中加热到
40
‑
100℃
持续2‑8小时，使之完全溶解在去离子水中
。
将溶质质量比为
1:0.2
‑
1:0.6
之间的聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮溶液至于三口圆底烧瓶中，再将圆底烧瓶放入油浴锅中加热到 40
‑
100℃
持续2‑8小时，不断搅拌，之后加入与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:1
‑
1:3
的赤藓糖醇和
/
或聚乙二醇，继续搅拌2‑8小时，待反应结束后，将得到的混合物置于表面皿中，之后置于
60
‑
80℃
烘箱中2‑
10
小时，最终得到白色薄膜，即为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料
。
[0007]进一步地，
1g
聚乙烯醇溶解在
10ml
去离子水中，所述反应温度为
90℃
，反应时间为6小时
。
[0008]进一步地，
0.2
‑
0.6g
聚乙烯吡咯烷酮溶解在
10ml
去离子水中，所述反应温度为
80℃
，反应时间为2小时
。
[0009]进一步地，所述步骤中聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮溶质质量比为
1:0.2
，所述反应温度为
80℃
，反应时间为2小时
。
[0010]进一步地，所述步骤中赤藓糖醇或聚乙二醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮与的质量比为
2:1
，所述反应温度为
80℃
，反应时间为2小时
。
[0011]进一步地，所述步骤中产物在
80℃
烘箱中干燥8小时
。
[0012]进一步地，所述水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料为白色薄膜
。
[0013]该方法以赤藓糖醇或聚乙二醇为相变材料，聚乙烯醇
‑
聚乙烯吡咯烷酮为支撑载体，通过物理共混合成一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料
。
本方法合成的自愈合相变材料具有愈合性，相变潜热高，冷结晶，制备工艺简单和良好的热稳定性等优点
。
冷结晶是在降温的过程中不放热，加热的过程结晶放热的现象，该现象能够更好的控制能量的储存释放
。
另外修复过程简单方便，只需在破损处滴加水即可完成愈合，或者在高湿度的环境下如
85
％湿度也可自愈合，具有多种灵活的自愈合方式，能够更好的适应复杂配置场景下的控温储能
。
附图说明
[0014]图1为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的差示扫描量热曲线
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.6
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
1:1)。
[0015]图2为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的差示扫描量热曲线
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.4
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
1:1)。
[0016]图3为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的差示扫描量热曲线
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.2
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
1:1)。
[0017]图4为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的差示扫描量热曲线
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.2
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
2:1)。
[0018]图5为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的滴水修复过程图片
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.2
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
2:1)。
[0019]图6为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的热重曲线
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.2
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
2:1)。
[0020]图7为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料的柔性展示图片
(
以赤藓糖醇为相变材料，聚乙烯醇与聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.2
，赤藓糖醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为
2:1)。
具体实施方式
[0021]实施例1[0022](1)
取
1g
聚乙烯醇
(
分子量为
120000)
置于三口烧瓶中，加入
10ml 去离子水，再将三口烧瓶放入油浴锅中加热到
90℃
，匀速搅拌持续6小时
。
[0023](2)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料，其特征在于：以赤藓糖醇和
/
或聚乙二醇为相变材料，聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮为支撑载体，混合而成相变控温材料
。2.
根据权利要求1所述的相变控温材料，其特征在于，所述材料由相变材料赤藓糖醇和
/
或聚乙二醇，以及支撑载体聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮组成，支撑载体中聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮质量比为
1:0.2
‑
1:0.6
，优选
(1:0.2
‑
0.3)
相变材料与支撑载体的质量比为
1:1
‑
3:1
，优选
(1:1
‑
2:1)。3.
根据权利要求1或2所述的相变控温材料，其特征在于，聚乙烯醇的分子量范围
(25000
‑
300000)
，优选
(120000
‑
150000)
；聚乙烯吡咯烷酮的分子量范围
30000
‑
90000
，优选
(50000
‑
90000)
；聚乙二醇的分子量范围
(600
‑
20000)
，优选
(600
‑
4000)。4.
一种权利要求1或2或3所述的水分诱导的柔性自愈合相变控温材料的制备方法，其特征在于，具有以下工艺步骤：
1)
将聚乙烯醇置于容器中，加入水，将其加热到
80
‑
100℃(
优选
80
‑
90℃)
，持续搅拌4‑8小时
(
优选4‑6小时
)
，使之完全溶解在水中；其中：
0.1
‑
1g
聚乙烯醇优选
(0.7
‑
1g)
，需要加入
10ml
水溶解；将聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：史全，邓成鑫，建伟伟，董宏生，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：