【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料制备，具体是涉及一种可回收蓄冷相变复合材料、具有实时温度监测功能的可回收气凝胶相变蓄冷材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，对冷能的需求快速增长，使得低温储能极具吸引力。常用的制冷方式有两种：一种是主动式制冷，如利用电能的冷藏冷冻设备，如冰箱或冰柜；另一种是被动制冷，如利用蓄冷相变材料来制冷的冷藏箱、冷藏袋、冰盒等。冰箱等主动式制冷方式成本较高，控制和减少消耗以及提高系统效率已成为该主题研究人员的首要任务之一，而冷藏箱和相变材料等被动制冷方式，可利用夜间“低谷”电能或太阳能等绿色电能来蓄冷，是极有潜力的发展方向。在众多的储能技术中，利用基于相变材料的固-液转变来存储大量能量的方法已在各种冷应用中进行，如食品储存、运输和空调等。相变材料具有较高的能量存储密度，提供了一种紧凑且可行的解决方案来解决供需失衡的问题。相变材料主要分为有机和无机相变材料，与无机相变材料相比，有机相变材料因其无毒、轻微过冷和良好的循环稳定性等优点在实际应用中受到更多关注。然而，有机相变材料在直接用作储能材料时会遇到泄漏的风险，对相变材料进行封装以防止泄漏问题是非常必要的。此外，有机相变材料还需要考虑可再加工性和可回收性，避免其造成环境污染和资源浪费。
2、因此，如何提供一种泄漏量低同时又可以回收的可回收蓄冷相变复合材料，是本领域需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中的技术问题，本专利技术的提供了一种可回收蓄冷相变复合材料及其制备方法和应用，该可回收蓄冷相
2、本专利技术的第一个方面是提供一种可回收蓄冷相变复合材料，包括聚合物气凝胶和负载于所述聚合物气凝胶中的相变材料；其中，所述聚合物气凝胶中的聚合物含有马来酸酐基团的结构单元和马来酰亚胺基团的结构单元。
3、根据本专利技术，可回收蓄冷相变复合材料中相变材料、聚合物气凝胶的含量可以在较宽的范围内选择，在本专利技术一种优选的实施方式中，以所述可回收蓄冷相变复合材料的总质量为100％计，所述聚合物气凝胶的含量为2％-20％，优选为4％-10％例如可以为4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％，以及任意两数值或者任意两数值的任意区间；所述相变材料的含量为80％-98％，优选为90％-96％。
4、优选地，所述聚合物气凝胶和所述相变材料的总质量之和为100％。
5、根据本专利技术，所述相变材料可以在较宽的范围内选择，只要具有蓄冷性能均可，所述相变材料包括但不限于为有机相变材料，优选所述有机相变材料的相变温度为(-10)-30℃，和/或，相变潜热为55-280j/g；更优选为烷烃类有机相变材料，进一步更优选为十烷、十二烷、十四烷中的至少一种。
6、在本专利技术一种优选的实施方式中，在所述相变材料为液态的温度条件下，所述可回收蓄冷相变复合材料中相变材料泄漏量小于10wt％，优选小于5wt％，更优选小于2wt％。
7、根据本专利技术，本专利技术中的聚合物气凝胶可以为各向异性气凝胶，也可以为各向同性气凝胶。
8、各向异性气凝胶与各向同性气凝胶区别是孔结构不同，各向异性气凝胶的气凝胶孔结构表现出长程有序，主要在于气凝胶在预冷冻阶段冰晶定向生长，生长过程中将杂质(本专利技术中的聚合物)排出，杂质聚集即形成孔壁；之后的冷冻干燥，即去除冰，得到有孔的气凝胶。因此，预冷冻时单向冷源温度不同可以得到各向异性气凝胶。单向冷源温度的实施方式可以有多种选择，包括但不限于预冷冻时，以液氮为低温冷源，将预冷冻容器放在浸入液氮的铜柱上，冰晶从预冷冻容器底部向上生长，最终形成各向异性孔结构的气凝胶。
9、各向异性气凝胶中气凝胶孔结构不同，轴向径向的导热系数不同，物质和声音传输速率也不同，可以根据不同的应用情况选取各向异性气凝胶/各向同性气凝胶。例如，在本专利技术中相变材料在封装时，本专利技术的专利技术人发现，采用优选的各向异性气凝胶，泄漏量能够明显降低，而对各向异性气凝胶的方向没有要求。
10、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚合物气凝胶为各向异性气凝胶，优选为预冷冻时单向冷源温度不同所得的各向异性气凝胶。在此优选的实施方式中，所述相变材料为液态的温度条件下，所述可回收蓄冷相变复合材料中相变材料泄漏量更低。
11、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚合物气凝胶能够溶于0-150℃的氨水中，形成含有聚合物的溶液，优选地，含有聚合物的溶液经预冷冻、冷冻干燥、热处理，能够回收得到聚合物气凝胶。
12、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚合物气凝胶的导热系数为0.05w/(m·k)以下，优选为0.04w/(m·k)以下。本专利技术所述的聚合物气凝胶具有低热导率的特点，无需进行任何处理，可直接作为保温材料使用。
13、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚合物气凝胶的密度为100kg/m3以下，优选为10-100kg/m3，优选为15-80kg/m3具体地，例如，15kg/m3、35kg/m3、45kg/m3、55kg/m3、65kg/m3、75kg/m3、80kg/m3，以及任意两数值或者任意两数值的任意区间；和/或，所述聚合物气凝胶为多孔材料。本专利技术所述的聚合物气凝胶孔隙率高，是一种多孔材料，可以作为载体使用。例如作为骨架负载有机相变材料，避免相变材料的泄漏，所制备的相变复合材料亦可通过氨水进行回收。
14、在本专利技术一种优选的实施方式中，以含有马来酸酐基团的结构单元和含有马来酰亚胺基团的结构单元的总摩尔量为100％计，所述聚合物中含有马来酰亚胺基团的结构单元的比例，所述聚合物中含有马来酰亚胺基团的结构单元的摩尔比例为5％-70％，优选为10％-60％；更优选为20％-50％，例如20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％，以及任意两数值或者任意两数值的任意区间。
15、根据本专利技术，所述聚合物可以在较宽的范围内选择，在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚合物衍生自具有马来酸酐、马来酰亚胺、马来酸及铵盐、马来酰胺酸及铵盐基团的结构单元中的一种或几种的聚合物原料。
16、马来酸酐基团指的是马来酰亚胺基团指的是马来酸及铵盐基团、马来酰胺酸及铵盐基团指的是式中m相同或不同，各自为羟基或氨基或铵(-onh4)。
17、优选的，所述聚合物原料为包括具有马来酸酐、马来酰亚胺、马来酸及铵盐、马来酰胺酸及铵盐基团中的一种或几种的聚合单体与烯烃单体的共聚物；更优选的，所述烯烃单体为α-甲基苯乙烯、苯乙烯、异丁烯中的至少一种。
18、在本专利技术一种优选的实施方式中，所述聚合物气凝胶能够溶于0-150℃的氨水中，形成含有聚合物的溶液；优选地，含有聚合物的溶液经预冷冻、冷冻干燥、热处理，能够回收得到聚合物气凝胶。基于此，本专利技术的聚合物气凝胶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可回收蓄冷相变复合材料，包括聚合物气凝胶和负载于所述聚合物气凝胶中的相变材料；其中，所述聚合物气凝胶中的聚合物含有马来酸酐基团的结构单元和马来酰亚胺基团的结构单元。
2.根据权利要求1所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
5.根据权利要求1-4之一所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
6.一种权利要求1-5之一所述的可回收蓄冷相变复合材料的制备方法，包括将所述相变材料负载在所述聚合物气凝胶中。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
9.一种具有实时温度监测功能的可回收蓄冷相变材料，所述可回收蓄冷相变材料具有层结构，包括由权利要求1-5之一所述的可回收蓄冷相变复合材料或者权利要求6-8之一所述的制备方法制备得到的可回收蓄冷相变复合材料形成的内层，和第二聚合物气凝胶形
10.根据权利要求9所述的具有实时温度监测功能的可回收蓄冷相变材料，其特征在于：
11.一种权利要求9或10所述的具有实时温度监测功能的可回收蓄冷相变材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于：
13.权利要求1-5之一所述的可回收蓄冷相变复合材料或者权利要求6-8之一所述的制备方法制备得到的可回收蓄冷相变复合材料、权利要求9或10所述的具有实时温度监测功能的可回收蓄冷相变材料或者权利要求11或12所述的制备方法制备得到的具有实时温度监测功能的可回收蓄冷相变材料在食品保鲜、冷链运输领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种可回收蓄冷相变复合材料，包括聚合物气凝胶和负载于所述聚合物气凝胶中的相变材料；其中，所述聚合物气凝胶中的聚合物含有马来酸酐基团的结构单元和马来酰亚胺基团的结构单元。
2.根据权利要求1所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
5.根据权利要求1-4之一所述的可回收蓄冷相变复合材料，其特征在于：
6.一种权利要求1-5之一所述的可回收蓄冷相变复合材料的制备方法，包括将所述相变材料负载在所述聚合物气凝胶中。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
9.一种具有实时温度监测功能的可回收蓄冷相变...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔金樑，姚远，胡晨曦，茹越，郭照琰，高易，张晓红，赖金梅，宋志海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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