【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合相变材料设计合成和电磁屏蔽领域，具体涉及一种基于peg和mwcnt-cooh结合静电自组装法的阻燃相变膜及其制备方法和应用，该薄膜具有光电转换、电磁屏蔽和热管理性能。
技术介绍
1、热管理和光热储存在能源系统发展中扮演着重要的角色。热管理技术可以有效提高能源利用效率，减少能源的浪费。通过优化热管理系统，能够在能源转换和利用过程中减少能量损失，从而使得能源系统的整体效率得以提升，进而带来资源的节约和环境的保护。光热储存技术对于可再生能源的发展和利用具有重要意义。光热储存技术可以解决可再生能源的间歇性和不稳定性问题，通过储存太阳能等可再生能源中的热能，可以使得这些能源持续稳定地为能源系统提供能量，从而实现能源供应的平稳和持续。
2、相变材料具有较高的储能密度，能够在相变过程中吸收或释放大量热量，因此在热管理和储能系统中能够提供可观的热量储存和释放能力。利用相变材料可以实现对温度的控制和调节，从而降低能源消耗，减少能源浪费，对节能减排具有一定的促进作用，尤其在建筑空调等领域有明显的节能效果。尽管相变材料在光热储能和热管理领域具有广泛的应用前景，但面临一些挑战和需求待解决。首先，相变材料的选择和设计需要仔细考虑其物理和化学性质，确保关键参数如相变温度和热容量匹配，以实现光热储能和热管理过程的高效性能。其次，在相变过程中可能出现的热膨胀和热阻增大等问题对热传导和热管理构成一定挑战。另外，相变材料的稳定性和循环寿命也需要进一步提升，以确保其长期稳定运行和可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术为解决目前复合相变材料热管理、阻燃和光热储能无法兼容的问题，提供了一种基于peg和mwcnt-cooh结合静电自组装法的阻燃相变膜及其制备方法和应用。
2、本专利技术由如下技术方案实现的：一种基于peg和mwcnt-cooh结合静电自组装法的阻燃相变膜的制备方法，以聚乙二醇peg-8000作为相变材料，加入羧基化多壁碳纳米管mwcnt-cooh作为形状骨架和导热剂，利用带负电荷的mwcnt-cooh和带正电荷的pdda溶液之间的静电自组装效应，加入高效阻燃剂氢氧化镁mg(oh)2充分混合杂化，抽滤得到紧密且均匀的复合膜；具体制备步骤如下：
3、（1）mwcnt-cooh的制备：多壁碳纳米管mwcnt在h2so4/hno3的浓酸混合溶液中在70℃下回流2h，得到带负电荷的mwcnt-cooh溶液；去离子水清洗酸处理过的多壁碳纳米管，尼龙膜真空过滤，室温下干燥24小时；去除残留物和溶剂分离剩下的多壁碳纳米管备用；将0.1mg/ml功能化的mwcnt-cooh超声分散在去离子水中1h，产生稳定的带负电荷的mwcnt-cooh分散液，然后将其放置在真空烘箱中60℃干燥15h得到羧基化多壁碳纳米管mwcnt-cooh粉末；
4、（2）复合膜的制备：将1g的mg(oh)2倒入20ml聚二烯丙基二甲基氯化铵pdda溶液中，在2000r/min将混合悬混液制备为mg(oh)2分布均匀的pdda@mg(oh)2乳液；1g步骤（1）所得mwcnt-cooh粉末加入到50ml去离子水中，800r/min搅拌1h形成均匀的mwcnt-cooh悬浮液；
5、控制起始转速为600r/min，向mwcnt-cooh悬浮液中逐滴加入pdda@mg(oh)2乳液，在滴加过程中600r/min随着滴加的进行逐渐增大到1000r/min，搅拌4h，超声分散1h后，3500r/min离心10min，去离子水洗涤3次去除杂质；将离心所得物60℃干燥8h，研磨成均匀的粉末，将1g粉末分散在50ml去离子水中，再将10g聚乙二醇peg 8000倒入溶液中，600r/min搅拌3h后，加入10g纤维素，搅拌3h，混合均匀后真空抽滤形成均匀薄膜，60℃干燥10h；
6、（3）制备终产物：将混合物置于真空干燥箱中，60℃保温12h；当薄膜完全固化后，即为形状稳定的羧基化多壁碳纳米管@聚乙二醇/氢氧化镁复合材料即mwcnt-cooh@peg/mg(oh)2复合材料。
7、步骤（1）中h2so4/hno3的浓酸混合溶液为h2so4：hno3的体积比为1:3；尼龙膜的孔径为0.2μm。
8、本专利技术还提供了利用所述的方法制备的基于peg和mwcnt-cooh结合静电自组装法的阻燃相变膜。
9、本专利技术还提供了所述基于peg和mwcnt-cooh结合静电自组装法的阻燃相变膜的应用，具体方法为：将制备的复合膜包覆在电池上，利用热电偶测温装置监测温度变化，获取不同工作环境下的实时温度、平均温度、温度差来表征热管理性能，通过光热转换装置测试其光热储能能力，通过酒精灯验证其阻燃性能。
10、进一步的，电池包装材料为铝合金、铜或铁中的任意一种，散热片为泡沫镍或泡沫铜或任意金属。
11、本专利技术所述聚乙二醇为peg-8000，即平均分子量约为8000，下述peg也均为peg-8000。
12、本专利技术以多项性能优异的mwcnt为原料，结合浓酸处理法在mwcnt上成功枝接了羧基官能团制备了mwcnt-cooh，利用带负电荷的mwcnt-cooh和带正电荷的pdda溶液之间的静电自组装效应，研制了一系列以相变材料（pcm）peg-8000填充的新型复合材料，并添加了阻燃剂mg(oh)2，实现了复合材料在高温环境下的阻燃性能。结果表明，材料的导热系数从0.25提高到1.183w/m·k，相变潜热保持在135.1j/g。此外，由于紧密的mwcnt-cooh管状结构的毛细作用，该复合材料具有良好的形状稳定性，有效地阻止了peg-8000在固-液相变过程中的泄漏行为。并且复合材料在200nm-800nm的紫外-可见光范围内的吸光度可以达到1.18l/(g·cm)，其光热转换效率可以达到75.1%。因此该相变材料同时具有阻燃、电磁屏蔽和热管理性能，这种材料在电子设备热管理和光热储能装置上有广阔的应用前景。
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1.一种基于PEG和MWCNT-COOH结合静电自组装法的阻燃相变膜的制备方法，其特征在于：以聚乙二醇PEG-8000作为相变材料，加入羧基化多壁碳纳米管MWCNT-COOH作为形状骨架和导热剂，利用带负电荷的MWCNT-COOH和带正电荷的PDDA溶液之间的静电自组装效应，加入高效阻燃剂氢氧化镁Mg(OH)2充分混合杂化，抽滤得到紧密且均匀的复合膜；具体制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中H2SO4/HNO3的浓酸混合溶液为H2SO4：HNO3的体积比为1:3；尼龙膜的孔径为0.2μm。
3.利用权利要求1所述的方法制备的基于PEG和MWCNT-COOH结合静电自组装法的阻燃相变膜。
4.权利要求3所述基于PEG和MWCNT-COOH结合静电自组装法的阻燃相变膜的应用，其特征在于：具体方法为：将制备的复合膜包覆在电池上，利用热电偶测温装置监测温度变化，获取不同工作环境下的实时温度、平均温度、温度差来表征热管理性能，通过光热转换装置测试其光热储能能力，通过酒精灯验证其阻燃性能。
5.根据权利要求
...【技术特征摘要】
1.一种基于peg和mwcnt-cooh结合静电自组装法的阻燃相变膜的制备方法，其特征在于：以聚乙二醇peg-8000作为相变材料，加入羧基化多壁碳纳米管mwcnt-cooh作为形状骨架和导热剂，利用带负电荷的mwcnt-cooh和带正电荷的pdda溶液之间的静电自组装效应，加入高效阻燃剂氢氧化镁mg(oh)2充分混合杂化，抽滤得到紧密且均匀的复合膜；具体制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中h2so4/hno3的浓酸混合溶液为h2so4：hno3的体积比为1:3；尼龙膜的孔径为0.2μm。
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