【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热管理高导热和储热领域，具体为一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料及其制备方法。
技术介绍
1、相变材料pcms作为高效热能储存方式，具有调节周围环境温度达到热管理的作用。其中，新型有机相变材料(opcms)具有化学热稳定性，潜热大、成本低、无毒、耐腐蚀、合适的相变温区等优点，但是，在能源建筑领域，由于存在热导率低、液相泄漏、太阳能到热转换的光吸收能力弱以及电热转换效率低的问题，无法进行应用。
2、为了解决相变材料热导率低和液相泄漏的问题，可以采用微胶囊包覆技术对相变材料进行封装，例如现有技术1(wang,x.,chen,z.,xu,w.et al.capric acid phasechange microcapsules modified with graphene oxide for energy storage.j matersci 54,1483414844，2019)，采用原位聚合法合成了以癸酸为核心材料、以氧化石墨烯go改性的脲-甲醛树脂为壳材料的相变微胶囊。微胶囊的制备包括以下流程：1、氧化石墨分散体的制备；2、预聚物的制备；3、相变材料的乳化；4、葵酸相变微胶囊的合成。该技术证明添加氧化石墨烯后整体改善了癸酸相变微胶囊的导热性能且在循环过程中微胶囊未发生泄露。但是，该技术方案存在的问题是，不仅步骤需要4步，而且部分步骤所涉及的工艺复杂，在大规模生产时影响性能效果，该技术问题是由于微胶囊制备技术所决定，只有采用其他工艺才能克服；此外，该技术方案仅能实现60.7％的储能密度。
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4、为了更好的应用于能源建筑导热领域，对于基体材料热导率低的问题，可以选择构造多孔碳基体，现有技术3(cn116004197a)，采用易分解材料碳酸氢铵与高导热材料石墨粉按质量比混合，将混合物放于模具内压制成型，将压制的材料置于恒温干燥箱内进行干燥，得到多孔碳基体，取过量填充材料石蜡真空吸附到多孔碳基体中，冷却去除表面多余材料，得到复合相变材料。该技术制备方法不仅步骤简单，成本低，而且，由于多孔碳基体的设计，当石墨粉的体积分数从15.40％上升到35.72％，直接实现复合相变材料的热导率从7.48w/(m·k)到19.20w/(m·k)，并使得复合相变材料具有高导热与抗泄露特性。该技术方案通过造孔剂碳酸氢铵受热分解产生nh3和co2实现造孔，但是，通过气体模板造孔法形成的孔径以介孔为主，可以实现吸附石蜡的效果，但是，在对载体进行改性，例如填充改性氧化石墨烯时，由于改性氧化石墨烯的大小远远大于介孔，无法有效完成填充，此外，采用气体模板造孔法产生的气体在回收循环利用时，存在一定的工艺成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料及其制备方法。采用基于盐模板法实现在造孔时，对孔结构进行调节，以利于改性氧化石墨烯的复合。主要技术原理为：
2、1、采用盐模板法制备膨胀石墨基三维多孔海绵基体，获得大孔径的结构，以利于填充多功能材料；同时，所用原料造孔剂nacl绿色无污染，成本低廉，便于回收循环利用；
3、2、通过添加改性氧化石墨烯，与膨胀石墨形成连续的三维多孔碳网络，协同增强复合相变储能材料的导热率；
4、3、改性氧化石墨烯增强了复合相变储能材料的光热转换性能，赋予了复合相变储能材料电热转换性能，使复合相变储能材料实现了太阳能、热能、电能之间的能量相互转换。
5、为达到上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
6、一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料，由基体材料膨胀石墨eg、粘结剂聚偏二氟乙烯pvdf、造孔剂氯化钠nacl、导热填料还原氧化石墨烯rgo、相变材料正十八烷od制得，通过盐模板法和真空浸渍法制得；
7、所述基体材料eg的作用为，为复合相变材料提供多孔结构和导热骨架；
8、所述粘结剂pdvf的作用为，为构造膨胀石墨基三维网络提供粘结条件；
9、所述造孔剂nacl的作用为，为膨胀石墨基海绵构造多孔结构；
10、所述导热填料rgo的作用为，与膨胀石墨协同增强复合相变材料的热导性能，同时，为复合相变材料提供光热转换及电热转换性能；
11、所述相变材料od的作用为，为复合相变材料提供相变控温性能和储热性能。
12、一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：
13、步骤1，膨胀石墨基三维多孔海绵的制备，首先，以膨胀石墨eg、聚偏二氟乙烯pvdf、氯化钠nacl满足一定质量比，将eg、pvdf和nacl进行混合研磨得到混合物，之后，在一定条件下，将混合物进行压片处理，然后，在一定条件下进行加热处理，最后，在一定条件下进行浸泡洗涤，实现氯化钠模板的去除，得到多孔网络结构，经冷冻干燥即可得到膨胀石墨基三维多孔海绵，记为eg/pvdf；
14、所述步骤1中，eg、pvdf、nacl的质量比为(2-8)：10：85，压片处理的条件为，压力为5mpa，时间为1min；加热处理的条件为，加热温度为200℃，加热时间为10h；浸泡洗涤的条件为，浸泡温度为90℃，每1h换一次去离子水；
15、步骤2，氧化石墨烯的负载和还原，将eg/pvdf在一定条件下，在氧化石墨烯溶液中进行真空浸渍处理，浸渍处理后将所得产物进行干燥后，将产物浸泡在维生素c溶液中，在一定条件进行热还原，浸泡完毕后经冷冻干燥，即可得到膨胀石墨基三维多孔复合材料，记为eg/pvdf/rgo；
16、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料，其特征在于：由基体材料膨胀石墨EG、粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF、造孔剂氯化钠NaCl、导热填料还原氧化石墨烯rGO、相变材料正十八烷OD制得，通过盐模板法和真空浸渍法制得。
2.根据权利要求1所述的膨胀石墨基高导热复合相变储能材料，其特征在于：所述基体材料EG的作用为，为复合相变材料提供多孔结构和导热骨架；
3.一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，EG、PVDF、NaCl的质量比为(2-8)：10：85，压片处理的条件为，压力为5Mpa，时间为1min；加热处理的条件为，加热温度为200℃，加热时间为10h；浸泡洗涤的条件为，浸泡温度为90℃，每1h换一次去离子水。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，浸渍处理的条件为，氧化石墨烯溶液的浓度为9.9mg/mL，浸渍温度为50℃，浸渍时间为24h，热还原的条件为，氧化石墨烯和维生素C的浓度比满足1：1，溶液体积为50mL，浸
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中，真空吸附的条件为，吸附温度为50℃，吸附时间为36h。
7.一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料的应用，其特征在于：同时具有高导热性能、相变储热性能、控温性能、光热转换性能和电热转换性能。
8.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述高导热性能为，导热系数为2.3244-6.3840W/(m·K)。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述相变储热性能为，储热密度为145.99-188.19J/g。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述光热转换性能为，光热转换效率为96.3％，电热转换性能为，电热转换效率为74.4％。
...【技术特征摘要】
1.一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料，其特征在于：由基体材料膨胀石墨eg、粘结剂聚偏二氟乙烯pvdf、造孔剂氯化钠nacl、导热填料还原氧化石墨烯rgo、相变材料正十八烷od制得，通过盐模板法和真空浸渍法制得。
2.根据权利要求1所述的膨胀石墨基高导热复合相变储能材料，其特征在于：所述基体材料eg的作用为，为复合相变材料提供多孔结构和导热骨架；
3.一种膨胀石墨基高导热复合相变储能材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，eg、pvdf、nacl的质量比为(2-8)：10：85，压片处理的条件为，压力为5mpa，时间为1min；加热处理的条件为，加热温度为200℃，加热时间为10h；浸泡洗涤的条件为，浸泡温度为90℃，每1h换一次去离子水。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，浸渍处理的条件为，氧化石墨...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立贤，宋领君，徐芬，杨瑜锴，王毅桐，夏永鹏，卢俊铭，吴学虎，高源，陈翔，张焕芝，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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