[发明专利]一种有机混合相变材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变储能材料，特别是一种有机混合相变材料的新制备方法。

背景技术

相变材料(PCM-Phase Change Material)是指随温度变化而改变形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。随着世界能源和我国能源的日趋紧张，相变储能材料以自身具有的特殊功能，在太阳能利用、工业废热利用、节能、工程保温材料、医疗保健等领域得到广泛的应用。目前常使用的有相变石蜡，但是，相变石蜡存在相变潜热低、导热系数低等问题。

发明内容

本发明的目的是为解决现行相变石蜡相变潜热低、导热系数低等问题，而提供一种有机混合相变的新制备方法。

为实现本发明的目的，采用以下技术方案：有机混合相变材料的制备方法，将尿素、异丙醇、水按1.7 : 2.3 : 1配制成溶液，然后将尿素及柴油按 3～5:1的配比加入柴油，搅拌均匀，然后在40～60℃下进行络合，反应结束后冷却为物料；物料经冷却后过滤，过滤后经洗涤溶剂洗涤，再次过滤，过滤后的产物经热分解后进入油水分离器，将水层分出，得下层产物，经蒸馏除去产物中的异丙醇；将上述所制备产物加入到填料精馏塔中，进行精馏，根据石蜡中各组份的物性设定精馏时间及回流量，加热两小时后收集精馏组分，得到高相变焓的相变石蜡产品；最后，在所得的相变石蜡中加入质量比为0.5～6%，粒径为30～70um的高导热铜粉进行混合，搅拌均匀。在相变石蜡中加入高导热物为铜、铝及铁中的一种或两种复合。

    本发明的有益效果是：采用该方法获得的混合相变材料具有相变潜热大、过冷度低、化学稳定性好、相变温度与工作环境温度相吻合的优点。其应用在太阳能热水器蓄热系统中，显著提高了太阳能热水器的蓄热能力，较大的提高了太阳能的利用率。

 下面结合实施例对本发明做进一步说明。

具体实施方式

首先以柴油为原料，通过尿素络合法制做相变石蜡，然后将其加入到自动控温的填料精馏塔中，经过精馏提纯，根据石蜡中各组份的物性设定精馏时间及回流量，加热2小时后收集精馏组分，精馏后得到高相变焓石蜡。；

在精馏过的相变石蜡中加入高导热率铁粉进行混合，搅拌均匀制得有机混合相变材料。在相变石蜡中加入高导热物为铜、铝、铁金属中的一种或两种复合。

有机混合相变材料的制备包括以下步骤：

    （1）将尿素、异丙醇、水按1.7:2.3:1配制成溶液，然后按尿素:柴油为3～5:1的配比加入柴油，搅拌均匀，然后在40～60℃下进行络合，反应结束后冷却；

    （2）物料经冷却后过滤，过滤物经洗涤溶剂洗涤，再次过滤，过滤产物经热分解后进入油水分离器，将水层分出，得下层产物，经蒸馏除去产物中的异丙醇；

    （3）将上述所制备产物加入到填料精馏塔中，进行精馏，根据石蜡中各组份的物性设定精馏时间及回流量，加热2小时后收集精馏组分，得到高相变焓的相变石蜡产品；

    （4）最后在所得的相变石蜡中加入质量比为0.5～6%，粒径为30～70um的高导热铜粉进行混合，搅拌均匀。

   通过本发明所制备的相变材料相变潜热为130～180kJ/kg，固相导热率为0.6～1W/(m.K)，可逆性强，循环次数在500次以上，其中添加的高热导率金属介质铁粉可提高材料的有效导热性能。

实施例1

将100g尿素、105g异丙醇、45g水配制成溶液，搅拌均匀，然后将尿素:原料油为4:1的配比加入25g柴油，混合物在30℃络合3h，经冷却、抽滤、洗涤、油水分离得到相变石蜡。将相变石蜡加入到自行控制的填料精馏塔中，根据石蜡组分的物性设置好精馏温度、回流量，塔身用加热带包好加热保温，收集30℃的馏出组分。将粒径为30um的导热铜粉加入，加入量为1%，加热搅拌混合，冷却真空干燥。 

    实施例2

    将200g尿素、210g异丙醇、90g水配制成溶液，搅拌均匀，然后将尿素:原料油为5:1的配比加入40g柴油，混合物在50℃络合6h，经冷却、抽滤、洗涤、油水分离得到相变石蜡，将相变石蜡加入到自行控制的填料精馏塔中，根据石蜡组分的物性设置好精馏温度、回流量，塔身用加热带包好加热保温，收集40℃的馏出组分。最后加入粒径为50um的导热铝合金粉末，加入量为3%，加热搅拌混合，冷却真空干燥。