[发明专利]一种胶囊型相变储能材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种胶囊型相变储能材料及其制备方法，包括（1）采用液压成型技术将无机金属盐粉末压制成半球颗粒，将半球颗粒焊接成球，随后再通过液压成型技术对球体颗粒包覆聚合物薄膜，得到薄膜包覆的相变储能材料颗粒；（2）对步骤（1）薄膜包覆的相变储能材料颗粒实施金属封装，即在薄膜表面包覆一层金属，干燥后得到胶囊型相变储能材料。本发明制备的胶囊型相变储能材料颗粒度较大，颗粒强度高，导热性良好，储热密度高，耐腐蚀性能好，使用周期更长久。

技术领域

本发明属于相变储能材料领域，具体涉及一种胶囊型相变储能材料及其制备方法。

背景技术

相变材料是利用物质发生相变时需要吸收或放出热量来实现热量存储的。胶囊型相变储能材料（encapsulated phase change materials）是应用胶囊化技术在固-液相变材料微粒表面包覆一层性能稳定的薄膜而构成的具有核壳结构的新型复合材料，它是利用聚合物做囊壁，相变物质为芯材制备的颗粒，具有储热温度高、设备体积小、热效率高以及放热为恒温过程等优点。利用胶囊型相变储能材料这种储热、放热作用，可以调整控制工作源或材料周围环境的温度。在胶囊型相变储能材料中发生相变的物质被封闭在胶囊中，从而可有效解决相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，有利于改善相变材料的应用性能，并可拓宽相变蓄热技术的应用领域。

但是，目前实现商业化使用的胶囊型相变储能材料仍然有限，而且多数集中在微胶囊相变储能材料（胶囊粒径1000μm），对于大胶囊相变储能材料（胶囊粒径1000μm）开发力度不足。同时，现有的胶囊型相变储能材料存在相变物质熔化后体积膨胀，相变芯材与囊壁材料发生反应而导致漏液等缺陷。

CN103468223A公开了一种相变储能材料大胶囊及其制备方法，包括以下步骤：1）将相变材料、含不饱和双键的烯类单体以及引发剂在40-100℃搅拌均匀得到均一油相溶液；然后将膨胀石墨微粉加入所述油相溶液中，使膨胀石墨饱和吸附所述油相溶液，最后得到混合物；2）将步骤1）最终得到的混合物加入水溶性聚合物水溶液，充分搅拌乳化制得悬浮混合溶液；该悬浮混合溶液反应后经静置、脱泡得到粘稠状悬浮液；3）将粘稠状悬浮液边搅拌边滴加至凝固浴中，凝固成球后，滤出并洗涤干燥，得到相变储能材料大胶囊。该材料导热性较好，但是仅使用不饱和烯类单体的聚合物作为囊壁材料，其颗粒强度有限，适用范围不广；而且使用膨胀石墨微粉存储相变材料，多个循环周期后，熔化的相变材料容易从石墨空隙中渗出，造成漏液现象，导致囊壁破损。

CN103194181A公开了一种球形可控β-环糊精/密胺树脂-TiO₂纳米相变储能材料的制备方法，以β-环糊精/密胺树脂作为相变纳米胶囊的壁材，同时在壁材中加入一定量的TiO₂，以月桂酸作为芯材；在一定条件下采用原位聚合法进行反应，制得球形纳米相变储能胶囊材料。该方法制备的球形相变储能胶囊材料的直径约为40nm，1g胶囊材料中最高可含有52.15%的芯材，焓值最高可达91.70J/g，胶囊破损率最低为11.3%。该微胶囊对于相变材料的包覆率有限，而且月桂酸作为芯材，长期使用过程中，其含有的-COOH官能团容易对β-环糊精/密胺树脂造成酸化，导致壁材破损。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种胶囊型相变储能材料及其制备方法。本发明制备的胶囊型相变储能材料颗粒度较大，颗粒强度高，导热性良好，储热密度高，耐腐蚀性能好，使用周期更长久。

本发明提供的胶囊型相变储能材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）采用液压成型技术将无机金属盐粉末压制成半球颗粒，将半球颗粒焊接成球，随后再通过液压成型技术对球体颗粒包覆聚合物薄膜，得到薄膜包覆的相变储能材料颗粒；

（2）对步骤（1）薄膜包覆的相变储能材料颗粒实施金属封装，即在薄膜表面包覆一层IB～VIIB族、VIII族金属中的至少一种，干燥后得到胶囊型相变储能材料。