一种相变材料组合物制造技术

本发明专利技术公布了一种以硫酸钠和碳酸钠水合物作为相变材料的组合物，该组合物主要由水、硫酸钠、碳酸钠、硼砂、硫酸铵、过硫酸铵、气相法二氧化硅、聚丙烯酰胺等组成，其相变温度为27～30℃，相变潜热大于270kJ/L。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种相变蓄能材料组合物，固液相变温度为27 30°C，过冷度小于3°C，具有较高的潜热蓄热能力。添加一定比例的功能添加剂后，克服了十水硫酸钠容易分层带来的性能衰减问题，具有极佳的稳定性。按照本专利技术所得到的相变材料组合物，可以用于日光温室、建筑调温等领域。
技术介绍
在物质发生相变时，如固态和液态、液态和气态之间发生相转变时，都会有热量的吸收或释放，例如液态水在0°c时会释放出大量的热能并转化成为固态水(冰)，而在标准大气压下液态水在100°c会吸收大量热能并转化成为气态水(水蒸汽)。能够发生相转变的材料均可称为相变材料。硫酸钠和碳酸钠的十水合物是比较理想的中低温无机相变材料，它们均具有较好的导热性，液体状态的密度为I. 4 I. 6g/cm3,这也意味着在相同体积的条件下,其储热密度更大，相变潜热可达270kJ/L。但是作为成熟应用的相变储热材料其缺点是过冷度较高、容易分层。硫酸钠和碳酸钠水合物的过冷度高达20°C以上，这意味着环境温度较低(如低于10°c以下)、需要相变热量时，相变材料因为过冷度的原因无法释放，起不到温度调节作用。其次是其分层问题，在30°c左右时，硫酸钠在水中的溶解度为40. 8g，碳酸钠在水中的溶解度为39. 7g，因此发生相变后硫酸钠和碳酸钠不能完全溶于其结晶水中，导致剩余的盐分不溶而沉淀于底层，由于此时相变体系不均匀，导致上层溶液与底层固体无法结合成结晶水合物，从而造成相变潜热衰减。本专利技术公布了一种硫酸钠和碳酸钠水合物的组合物，不同于现有的研究成果，通过两种水合物的组合复配形成共晶盐混合物，降低了十水硫酸钠的相变温度(32°C )，将相变温度控制在27 30°C。在成核剂方面通过不同添加剂的协同效应，大大减小了材料的过冷度，使其过冷度小于3°C。为减小不溶的盐分层、析出带来的潜热衰减问题，本专利技术采用气相法SiO2与聚丙烯酰胺(PMA)的组合，延长了相变材料的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种相变蓄能材料，相变温度为27 30°C，相变潜热值大于270kJ/L。可用于有限空间内的温度调节(包括居室、日光温室等)、余热回收、太阳能利用等方面，实现能源的综合利用，提高资源利用效率。为实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种相变蓄能材料的组合物，主要成分包括 Na2S04、Na2C03、H20 以及 Na4B2O7、(NH4)2SO4, (NH4) 2S208、气相法 SiO2、聚丙烯酰胺(PMA)等功能添加剂。在该组合物中Na2S04、Na2CO3、H2O为主要组分，占总重量的85 96%，其中Na2S04、Na2CO3的摩尔比为2 : I 3 : 1，其它添加剂的比例如下Na4B2O7 0.1-3%(NH4)2SO4 0.5-1.3%(NH4)2S2O8 0.05-2%气相法 SiO2 0.2-5%PMA0.3-5% 对本专利技术所提供的相变材料组合物按照步冷曲线法进行了相变温度、过冷度测试，并用DSC差热扫描量热仪测试其熔解潜热。同时，针对相变稳定性问题采用高温静置法，放于35°C条件下48小时，观察其不溶盐析出情况。具体实施例方式本专利技术通过以下具体实施例更详细的描述本专利技术，可以使本专业技术人员更全面的了解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例I将270 克水加热至 40 50°C，然后将 142 克 Na2SO4,53 克 Na2CO3'16 克 Na4B2O7'6.6克(NH4) 2S04、11克(NH4)2S208、21. 8克气相法Si02、27. 3克PMA依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法测试其相变温度为27. 3°C，过冷度为2. 5°C，熔解潜热为283kJ/L,48小时、35°C条件下放置无明显分层析出现象,体系比较稳定。实施例2将12. 56千克水加热至40 50°C，然后将7. I千克Na2SO4,2. I千克Na2CO3^229克 Na4B2O7'183. 2 克(NH4) 2S04、297. 7 克(NH4) 2S208、206. I 克气相法 SiO2,229 克 PMA 依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法测试其相变温度为28. (TC，过冷度为3. (TC，熔解潜热为294kJ/L，48小时、35°C条件下放置无明显分层析出现象，体系比较稳定。实施例3将160 克水加热至 40 50°C，然后将 94. 7 克 Na2SO4'23. 6 克 Na2CO3>6. 18 克Na4B2O7,3. 09 克(NH4)2SO4,6. 18 克(NH4) 2S208、6. 8 克气相法 SiO2,8. 65 克 PMA 依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法测试其相变温度为29. 2V，过冷度为2. 8°C，熔解潜热为281kJ/L，48小时、35°C条件下放置无明显分层析出现象，体系比较稳定。实施例4将540 克水加热至 40 50°C，然后将 284 克 Na2S04、106 克 Na2C03、25 克 Na4B207、9克(NH4) 2S04、3克(NH4)2S208、18克气相法Si02、15克PMA依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法测试其相变温度为28. 5°C，过冷度为I. 8°C，熔解潜热为272kJ/L，48小时、35°C条件下放置无明显分层析出现象，体系比较稳定。实施例5将36. 03千克水加热至40 50°C，然后将20. 3千克Na2S04、6. 06千克Na2C03、520克 Na4B207、325 克(NH4) 2S04、650 克(NH4) 2S208、325 克气相法 Si02、780 克 PMA 依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法测试其相变温度为30. (TC，过冷度为2. 9°C，熔解潜热为279kJ/L，48小时、35°C条件下放置无明显分层析出现象，体系比较稳定。对比例I将120 克水加热至 40 50°C，然后将 94. 7 克 Na2SO4,4. 77 克 Na4B2O7,2. 385 克(NH4)2SO4,4. 77克(NH4) 2S208、4. 77克气相法Si02、7. 15克PMA依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法测试其相变温度为31. 5°C，过冷度为3. 8°C，熔解潜热为252kJ/L,48小时、35°C条件下放置无明显分层析出现象,体系比较稳定。对比例2将120 克水加热至 40 50°C，然后将 94. 7 克 Na2SO4,4. 5 克 Na4B2O7,2. 85 克(NH4)2SO4,4. 6克(NH4)2S2O8依次加入到温水中，混合搅拌时间为2小时。按照步冷曲线法 测试其相变温度为32. 1°C，过冷度为3. (TC，熔解潜热为258kJ/L，35°C条件下放置时几分钟内即出现不溶盐沉淀，体系稳定性差，温度降至25 °C，放置24小时后仍有约1/5的液体未参与结晶。对比例3将540 克水加热至 40 50°C，然后将 284 克 Na2S04、106 克 Na2C03、25. I 克 Na4B207、9. 4克(NH4)2S0本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术所述相变材料组合物，其特征在于含有Na2SO4、Na2CO3、H2O以及Na4B2O7、(NH4)2SO4、(NH4)2S2O8、气相法SiO2、聚丙烯酰胺(PMA)等功能添加剂。

【技术特征摘要】
1.本发明所述相变材料组合物，其特征在于含有Na2S04、Na2CO3^H2O以及Na4B2O7.(NH4)2SO4' (NH4)2S2O8、气相法SiO2、聚丙烯酰胺(PMA)等功能添加剤。2.根据权利要求I所述的组合物，特征在于构成相变材料的主要组分由Na2SO4,Na2CO3,H2O构成。3.根据权利要求2所述的相变材料主要组分Na2SO4和...

【专利技术属性】
技术研发人员：程绍海，
申请(专利权)人：北京精新相能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：