一种复合相变储能材料及其制备方法.pdf

本发明公开了一种复合相变储能材料及其制备方法。本发明涉及一种储能材料。本发明的目的是提供一种储能热效果好、成本低且导热性能好的复合相变储能材料及其制备方法。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种复合相变储能材料，包括石蜡，与石蜡复合的材料为埃洛石。石蜡的含量(重量)为30-80％。本发明用于储热材料。

1.  一种复合相变储能材料，包括石蜡，其特征在于：与石蜡复合的材料为埃洛石。

2.  如权利要求1所述的复合相变储能材料，其特征在于：石蜡的含量(重量)为30-80％。

3.  如权利要求1所述的复合储能材料的制备方法，其特征在于有以下步骤：(1)将埃洛石在150-250℃下真空干燥1-3小时，冷却至室温，(2)、将浓度为0.2-0.4mol/L的硫酸的乙醇溶液加入上述埃洛石中在30-50℃下搅拌3-5小时后过滤，用乙醇洗涤至中性，抽滤，(3)将上述抽滤得到的埃洛石在70-90℃下干燥，研磨制成石蜡相变材料载体，(4)、在上述埃洛石粉料中加入乙醇形成分散液，搅拌20-40分钟，同时制备出石蜡的乙醇溶液，(5)、将上述石蜡乙醇溶液放入埃洛石粉料与乙醇的分散液中，置于恒温水浴槽中，控温50-70℃搅拌2-3小时，使无水乙醇大量挥发，然后在80℃下干燥至恒重，即得到制成石蜡/埃洛石复合相变储能材料。

一种复合相变储能材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种储能材料，特别是一种复合相变储能材料及其制备方法。
背景技术：
相变材料主要包括无机相变材料和有机相变材料两大类。作为一类有机相变材料，石蜡具有如下优点：相变潜热高、几乎没有过冷现象、熔化时蒸气压力低、化学稳定性较好、多次吸放热后相变温度和相变潜热变化很小、自成核、没有相分离和腐蚀性，价格低廉；但存在导热系数较低和封装过程中易泄漏等缺点，使其在太阳能利用和建筑领域的推广应用中存在一定的困难。在相变储能材料中添加金属线、环或片等高导热材料虽然可以提高相变材料的导热性能，但明显增加了储能系统的重量和体积，且部分相变材料对金属材料还具有腐蚀性，并且增大了整个储能系统的成本。采用某些高分子物质可以对相变材料进行封装，解决其泄漏问题，但导热性会进一步降低，并且制备成本也很高。
采用天然的无机矿物——埃洛石与石蜡相结合制备出的复合相变储能材料不仅成本低廉，而且可以避免相变组分由固态转变为液态时出现泄漏问题，同时还改善了其导热性能。处于相变温度时，其内部的相变组分石蜡发生固-液相变，吸收或释放热量，外部的载体组分仍然维持其固有的固体形态，保证复合材料在宏观上仍为固体，表观形态没有发生变化，较好地解决了相变材料在相变过程由固相转变为液相时易泄漏这一问题。复合相变储能材料中埃洛石是一种无机硅酸盐类矿物，能够改善相变材料在相变过程中传热慢的问题。将该复合材料应用于建筑物屋顶或墙壁，能有效阻止或延缓热量流出或流入室内，达到储能、保温的双重作用，使空调能稳定运行或减少运行时间，从而达到建筑节能的目的。同时，该材料也可用于热能的储存系统，或管道输送及设备的绝热保温。由于该复合储能材料所使用的埃洛石成本低，来源广泛，无毒无污染，因此在建筑节能、热能储备和绝热保温方面有着良好的应用前景。
发明内容：
本发明的目的是提供一种储能热效果好、成本低且导热性能好的复合相变储能材料及其制备方法。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种复合相变储能材料，包括石蜡，其特征在于：与石蜡复合的材料为埃洛石。石蜡的含量(重量)为30-80％。(1)将埃洛石在150-250℃下真空干燥1-3小时，冷却至室温，(2)、将浓度为0.2-0.4mol/L的硫酸的乙醇溶液加入上述埃洛石中在30-50℃下搅拌3-5小时后过滤，用乙醇洗涤至中性，抽滤，(3)将上述抽滤得到的埃洛石在70-90℃下干燥，研磨制成石蜡相变材料载体，(4)、在上述埃洛石粉料中加入乙醇形成分散液，搅拌20-40分钟，同时制备出石蜡的乙醇溶液，(5)、将上述石蜡乙醇溶液放入埃洛石粉料与乙醇的分散液中，置于恒温水浴槽中，控温50-70℃搅拌2-3小时，使无水乙醇大量挥发，然后在80℃下干燥至恒重，即得到制成石蜡/埃洛石复合相变储能材料。本发明与现有技术比较具有储热性能高、导热性能好合价格低且制备方法简单的显著优点。
具体实施方式：
经研究发现一种天然的无机硅酸盐类矿物-埃洛石具有多孔结构和良好的导热性能，将相变材料石蜡与埃洛石复合制成复合相变储能材料，可以避免相变组分由固态变为液态时容易泄漏和导热性能差的缺点。
本发明的石蜡埃洛石复合相变储能材料的制备方法有以下实施例：
实施例1
(1)将埃洛石于150℃下在真空干燥箱中烘1.5h，冷却至室温后，放入适量0.2mol/L硫酸的乙醇溶液，在30℃条件下搅拌5h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在70℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体3.5g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散20min；取石蜡1.5g于适量无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温70℃搅拌2h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量30％的复合材料的相变潜热为71.48J/g。
实施例2
(1)将埃洛石于150℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌4h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在80℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体3.0g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取石蜡2.0g于适量无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量40％的复合材料的相变潜热为92.44J/g。
实施例3
(1)将埃洛石于200℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在50℃条件下搅拌3h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在80℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体2.5g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取石蜡2.5g于适量无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温60℃搅拌2h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量50％的复合材料的相变潜热为114.96J/g。
实施例4
(1)将埃洛石于150℃下在真空干燥箱中烘1.5h，冷却至室温后，放入适量0.4mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌4h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在90℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体2.0g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散40min；取石蜡3.0g于适量无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温60℃搅拌2h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量60％的复合材料的相变潜热为136.20J/g。
实施例5
(1)将埃洛石于250℃下在真空干燥箱中烘1.5h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌4h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在80℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体1.5g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散20min；取石蜡3.5g于无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量70％的复合材料的相变潜热为154.23J/g。
实施例6
(1)将埃洛石于200℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌3h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在70℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体1.25g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取石蜡3.75g于适量无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量75％的复合材料的相变潜热为159.63J/g。
实施例7
(1)将埃洛石于200℃下在真空干燥箱中烘2h，冷却至室温后，放入适量0.3mol/L硫酸的乙醇溶液，在40℃条件下搅拌3h后过滤，并用乙醇洗涤至中性，抽滤，在70℃的条件下干燥，研磨即得埃洛石载体。(2)取上述埃洛石载体1.0g，加入适量乙醇作为分散剂，搅拌分散30min；取石蜡4.0g于适量无水乙醇中形成分散液，并将此分散液放入埃洛石载体的分散液中，然后放入恒温水浴槽中，控温50℃搅拌3h，使无水乙醇已大量挥发；产物在80℃下干燥至恒重，即得石蜡/埃洛石复合相变储能材料。
该产品通过DSC进行了表征，石蜡含量80％的复合材料的相变潜热为170.63J/g。