[发明专利]一种包覆型水合盐储热材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变储热材料，特别涉及一种无毒无腐蚀且无过冷无相分离不液漏的包覆型水合盐储热材料及制备方法。

背景技术

随着一次能源不断地被消耗，能源危机已成全球需要面临的重大问题。在积极探索开发利用新能源的同时，如何提高能源利用效率变得同等重要。热能作为能源界最常见的一员，将其存储起来加以高效利用，对于提高能源的利用效率起到不可忽视的作用，热存储技术应运而生。储热技术分为三类：显热储热、相变储热和化学反应储热。其中，相变储热因其储热密度高、放热过程温度波动范围小而得到越来越多的重视。

相变材料作为相变储热的介质，主要分为有机和无机两大类。有机相变材料具有相变温度恒定、无相分离、无过冷现象等优点，然而，在发生固-液相变时，存在液体泄漏的隐患，此外有机类相变材料具有可燃性，使其在实际应用中受到限制。水合盐类无机相变材料具有相变潜热大、廉价易得、无可燃性等优点，但其也存在腐蚀性、过冷和相分离等缺点。尽管前人做了很多工作比如添加成核剂和增稠剂来减弱过冷和相分离的影响，但是对其腐蚀性的问题以及相变过程中的液漏问题却鲜有贡献。

公开号为CN103205242A的中国专利文献公开一种可用于夜间保温的相变储能材料的制备方法，该申请的储热介质由CaCl_2-MgCl₂-H₂O水盐体系和成核剂组成，通过加入过量的水使体系的共熔点降低，相变过程中没有出现明显的相分离。

公开号为CN103923613A的中国专利文献公开一种低温六水氯化钙储热材料的制备方法，该申请的储热材料由六水氯化钙和成核剂和增稠剂按质量百分比组成，制得的材料过冷度小于2℃。

公开号为CN104629691A的专利文献公开了一种用于地采暖储热的定型相变材料制备方法，该申请的相变母液由六水氯化钙、十水硫酸钠、相变温度调节剂、成核剂和水构成，使用无机矿物纤维板吸附相变母液后再用塑料膜进行一次包覆、铝箔进行二次包覆从而获得储热定性相变材料。

上述专利文献均为解决相分离和过冷问题做出了一定贡献，但对使用过程中的腐蚀性和液漏等隐患问题均未有涉及。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种没有液体泄漏且无腐蚀性，相变焓值高、相变温度合适、循环使用后性能稳定的包覆型水合盐储热材料及制备方法。

本发明不同于现有技术直接在水合无机盐中添加成核剂和赠稠剂，而是通过简单的溶解-吸附法将添加了成核剂和增稠剂的无机盐与水混合再吸入多孔吸附材料，然后再降温结晶制备出复合相变材料，再利用UA光固化树脂对复合材料进行包覆，从而制得没有液体泄漏且无腐蚀性的包覆型水合盐储热材料。

为实现本发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种包覆型水合盐储热材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将无机盐、成核剂、增稠剂溶解在水中，得到混合溶液；所述水合盐为水合氯化钙、水合氯化镁和水合硝酸镁中的一种或多种；所述成核剂为六水氯化锶、硼砂、膨润土和碳酸锶中的一种或多种；所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或硫酸钙中的一种或多种；

2)将多孔吸附材料和所述混合溶液混合，搅拌均匀，得复合材料；将复合材料置于5-10℃的环境中结晶，制备出复合相变材料；

3)将树脂单体和预聚体配制光固化树脂溶液；将光固化树脂喷到所述复合相变材料上，喷洒均匀后在UV灯下光照，得到包覆型水合盐储热材料；

所述复合相变材料制备的原料组成为：水合盐85％～95％、成核剂1.6％～1.8％、增稠剂0.4％～0.45％、多孔碳材料2.75％～13％；

以质量百分比计，步骤3)的原料组成为复合相变材料80％～95％，光固化树脂溶液4.9％～19％，光引发剂0.1％～1％。

所述复合相变材料制备的原料组成为：水合盐85％～95％、成核剂1.6％～1.8％、增稠剂0.4％～0.45％、多孔碳材料2.75％～13％；

以质量百分比计，步骤3)的原料组成为复合相变材料80％～95％，光固化树脂溶液4.9％～19％，光引发剂0.1％～1％。

为进一步实现本发明目的，优选地，所述的多孔吸附材料为多孔碳海绵、膨胀珍珠岩、硅藻土和膨胀石墨中的一种或多种。

优选地，所述的无机水合盐为水合氯化钙、水合氯化钙与水合氯化镁共晶盐、水合氯化钙与水合硝酸镁共晶盐、水合氯化镁与水合硝酸镁共晶盐。

优选地，所述的树脂单体为丙烯酸酯类中一种或多种。