[发明专利]一种多元脂肪酸定形相变材料及其制备方法

权利要求书

1.一种定形相变材料，其特征在于由多元脂肪酸和污泥陶粒按以下重量百分比复合而成：多元脂肪酸共熔混合物30％～60％；污泥陶粒40％～70％；

所述的多元脂肪酸共熔混合物为癸酸、月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸中的三种或三种以上的共熔混合物；所述污泥陶粒是以粘土和污水处理厂干化后的污泥为原料，按粘土∶干化后的污泥＝(8.8～9.2)∶(1.2～0.8)质量比混合、造粒，在920～970℃下烧制而成。

2.如权利要求1所述的定形相变材料的制备方法，其特征在于，所述的多元脂肪酸为癸酸/月桂酸/豆蔻酸三元共熔混合物，月桂酸/豆蔻酸/硬脂酸三元共熔混合物，癸酸/月桂酸/硬脂酸三元共熔混合物或月桂酸/豆蔻酸/棕榈酸/硬脂酸四元共熔混合物。

3.权利要求1所述的定形相变材料的制备方法，步骤如下：

将污泥陶粒在高于多元脂肪酸共熔混合物相变点10～20℃的温度下抽真空30～100分钟，真空度0.08～0.10MPa；加入熔化的多元脂肪酸共熔混合物；升至常压，使液态多元脂肪酸共熔混合物逐渐渗入污泥陶粒中，吸附渗入时间为60～150分钟；降温，即得多元脂肪酸/污泥陶粒定形相变材料。

4.如权利要求3所述的定形相变材料的制备方法，其特征在于，所述多元脂肪酸的制备步骤如下：

a.按照由施罗德公式计算出的二元脂肪酸共熔混合物的配比将癸酸、月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸中的任选两种混合，以两者中较高的熔点为基准T₀，在T₀+10℃～T₀+20℃的水浴条件下将该两种脂肪酸的混合物加热搅拌30～60分钟，超声2～5分钟后得到二元脂肪酸共熔混合物；

b.测定所得二元脂肪酸共熔混合物的相变点和对应焓值，并按照混合配比计算其理论分子质量；将该二元脂肪酸共熔混合物作为单一脂肪酸按照施罗德公式与第三种脂肪酸进行混合，方法如步骤a所述，得到三元脂肪酸共熔混合物；以此类推，由三元脂肪酸共熔混合物和第四种脂肪酸混合，可得到四元脂肪酸共熔混合物，以此类推，进而得多元脂肪酸共熔混合物。

5.如权利要求3所述的定形相变材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)按照施罗德公式计算出豆蔻酸和硬脂酸二元脂肪酸的混合质量比为72.66％与27.34％，将豆蔻酸和硬脂酸按该配比混合，85℃水浴条件下将这两种脂肪酸的混合物加热搅拌50分钟，超声3分钟后得豆蔻酸/硬脂酸二元共熔混合物；测定豆蔻酸/硬脂酸的二元共熔混合物相变温度为47.55℃，相变潜热为182.3J/g，计算得其理论分子质量为241.39；将该二元脂肪酸共熔混合物看作是单一的脂肪酸，然后与月桂酸进行复合，根据施罗德公式计算可知，二元脂肪酸共熔混合物和月桂酸的混合质量比为49％与51％；按照该配比混合后，65℃水浴条件下将其加热搅拌50分钟，超声3分钟后得月桂酸/豆蔻酸/硬脂酸三元共熔混合物；

(2)将粘土∶污泥＝9∶1质量比的污泥陶粒在50℃下抽真空40分钟，真空度为0.098MPa；加入已经熔化的月桂酸/豆蔻酸/硬脂酸三元共熔混合物；升至常压，三元共熔混合物渗入污泥陶粒120分钟；降温，即得三元脂肪酸/污泥陶粒定形相变材料。

6.如权利要求3所述的定形相变材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)按照施罗德公式计算出月桂酸和豆蔻酸的混合质量比为65.08％∶34.92％，将月桂酸和豆蔻酸按该配比混合，65℃水浴条件下将这两种脂肪酸的混合物加热搅拌60分钟，超声2分钟后得月桂酸/豆蔻酸二元共熔混合物；测定月桂酸/豆蔻酸的二元共熔混合物，相变温度为35.10℃，相变潜热为210.2J/g，计算得其理论分子质量为209.30；将该二元脂肪酸共熔混合物看作是单一的脂肪酸，然后与癸酸进行复合，根据施罗德公式计算得二元脂肪酸共熔混合物和癸酸的混合质量比为47.6％∶52.4％；按照该配比混合后，50℃水浴条件下将其加热搅拌60分钟，超声2分钟后得癸酸/月桂酸/豆蔻酸三元共熔混合物；

(2)将粘土∶污泥＝8.9∶1.1质量比的污泥陶粒在40℃下抽真空50分钟，真空度为0.095MPa；加入已经熔化的癸酸/月桂酸/豆蔻酸三元共熔混合物；升至常压，三元共熔混合物渗入污泥陶粒100分钟；降温，即得三元脂肪酸/污泥陶粒定形相变材料。