[发明专利]一种复合相变储能材料及其制备方法

说明书

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