[发明专利]高导热性定形相变储能材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及相变储能领域，具体涉及一种以相变材料微胶囊为主料并添加高导热材料生产的高导热性定形相变储能材料及其制造方法。

背景技术

相变材料具有高储热能力和稳定的工作温度，这些优点使得相变材料在建筑供暖和制冷、太阳能集热和半导体冷却等领域具有广阔的应用前景。然而相变材料也存在着两个主要缺点：即导热系数低以及在与其他材料配合使用时存在泄漏问题。目前已经有许多专利技术针对这两个问题分别提出了解决方案。在增加导热性方面，专利CN200710012102.5采用了纳米纤维，专利CN200820035123.9采用了金属翅片和蜂窝结构，专利CN200480041392.0采用了泡沫金属材料；而针对泄露问题也有一些解决办法，专利CN200810157553.2采用原位聚合法制备相变材料微胶囊，专利CN200810154238.4将石蜡(质量分数81-99.5％)、高密度聚乙烯(质量分数0-9％)和多元醇缩醛类化合物(质量分数0.5-10％)进行热熔混合而后冷却制备定形相变材料，还有专利CN200410101555.1将石蜡(质量分数70-80％)、交联高密度聚乙烯(质量分数2-15％)、膨胀石墨(质量分数4-6％)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)混合加热熔融制备定形相变材料。

虽然，目前的相变材料微胶囊技术和定形相变材料技术可以解决泄漏问题，但是在这些生产技术中仍然存在其他的问题：

·由于目前定形相变材料需要与高分子材料混合，使得其中相变材料质量分数降低，从而导致产品的储热能力下降。

·在制备定形相变材料时，需要通过高温将所有材料熔化，但是各种材料的黏度不同，而且黏度较高，因此很难混合均匀，并且生产周期较长。

·相变材料微胶囊在应用过程中，由于微胶囊颗粒之间产生大量空隙造成的堆积密度较低，由此导致了单位体积储能密度较低。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，结合相变材料微胶囊的优点，提供一种具有高储热密度和高导热性，且生产成本低的高导热性定形相变储能材料。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案概述如下：一种高导热性定形相变储能材料，该材料由以下成分按不同质量分数组成：相变材料微胶囊80％～99％，高导热性材料1％～10％，粘合剂0％～15％。

本发明所述的相变材料微胶囊中的相变材料为有机材料(如十六烷、十八烷等)，也可以为无机材料(如水合盐等)。

本发明所述的高导热材料为金属粉、金属纤维或金属屑等，金属可以是铝或铜等。

本发明所述的粘合剂可以是乳胶、导热硅胶、环氧树脂胶、热熔胶等中的一种或几种。

另外，本发明还提供一种所述高导热性定形相变储能材料的制造方法，具体制造步骤如下：

(1)选择具有高储热能力的相变材料，制备相变材料微胶囊(采用行业常规工艺制备)或者从厂商处购买相变材料微胶囊，作为下一步加工的原料；

(2)当高导热材料选用金属粉时，将混料机中充入氮气以防止金属粉发生粉尘爆炸。然后按照配方比例将相变材料微胶囊和高导热材料放入混料机中充分混合均匀；

(3)将混合均匀的粉体放入压片机中，在15～400Mpa压力下压制成形。

一般根据产品强度需求和材料组成设定操作压力，压力范围一般为15～400MPa，通过调整压力可以得到不同堆积密度的产品。

作为优选，在步骤(2)混料的过程中，当需要增加产品抗拉强度时，在混合过程中添加适当比例的粘合剂，将之与相变材料微胶囊和高导热材料混合均匀。

本发明的优点：

1、制造方便，容易形成规模化生产；

2、单位体积储热密度高(通过高压压制使得产品密度升高，从而使单位体积储热密度也升高)；

3、导热系数高(加入了金属粉、金属纤维或金属屑等高导热材料，提高了产品的导热系数)；

4、产品热稳定性好，不会发生泄漏问题(由于采用微胶囊将熔点低的材料包覆在耐高温的胶囊壁内，当微胶囊内部的相变材料熔化时，不会发生泄漏)；

5、产品适应性好，可应用在各种场合；

6、材料成本低，如采用废铝屑作为增强导热性的材料；

7、产品可回收利用，因此减少了浪费和对环境的影响。

附图说明

图1为本发明的实施例1中相变材料微胶囊堆积密度随压力变化曲线。

图2为本发明的实施例1制备的样品图。

具体实施方式