[发明专利]一种快速蓄热高强度相变储能复合结构件及其制备工艺

权利要求书

1.一种快速蓄热高强度相变储能复合结构件，其特征在于，包括以下部分：金属骨架、导热填隙材料、相变储能结构件和螺钉固定装置；所述相变储能结构件的制备原料包括树脂、导热粉体和相变材料微胶囊；所述金属骨架设有用于放置所述相变储能结构件的凹槽，所述相变储能结构件与所述金属骨架之间设有空隙，所述空隙中填充所述导热填隙材料，所述相变储能结构件通过所述螺钉固定装置固定在所述金属骨架上；

所述金属骨架的导热系数为5 W/(m·K)~400 W/(m·K)；

所述导热填隙材料的导热系数为3 W/(m·K)~30W/(m·K)

所述相变材料微胶囊为相变温度为-25℃~90℃的有机相变材料微胶囊；

所述螺钉固定装置包括金属压片和螺钉，所述金属压片通过所述螺钉固定在所述金属骨架上，并通过所述螺钉把所述相变储能结构件压紧；所述金属骨架和所述相变储能结构件上设有用于沉入所述金属压片的凹槽，所述凹槽的长宽、厚度与所述金属压片相对应；所述金属骨架上还设有与螺钉相配套的螺钉孔。

2.根据权利要求1所述的一种快速蓄热高强度相变储能复合结构件，其特征在于：所述金属骨架由金属材料制成；所述金属材料包括铝、铝合金、铜、铜合金、铁、铁合金、钛、钛合金、镁、镁合金中的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的一种快速蓄热高强度相变储能复合结构件，其特征在于：所述导热填隙材料为硅胶垫片、非硅导热垫片、凝胶、导热相变片、导热硅脂、液态金属、低熔点合金中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种快速蓄热高强度相变储能复合结构件，其特征在于：所述树脂为聚乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、聚氨酯、硅树脂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种快速蓄热高强度相变储能复合结构件，其特征在于：所述导热粉体为铁粉、碳化硅、碳黑、铝粉、铜粉、银粉、石墨粉、纳米氮化铝、石墨烯、碳纳米管、金刚石、氮化镁、氮化硼、氧化锌、导热碳纤维、膨胀石墨、氧化硅、泡沫铝、泡沫铜、锌粉、镍粉中的一种或一种以上。

6.快速蓄热高强度相变储能复合结构件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将金属材料加工成凹型或中空型并带螺钉孔的金属骨架；步骤二，将相变材料微胶囊、导热粉与树脂原料混合，通过树脂成型设备成型，得到对应金属骨架凹型或中空型形状的相变储能结构件；步骤三，在相变储能结构件与金属骨架接触面上贴合导热填隙材料，并用螺钉和金属压片把相变储能结构件紧固在金属骨架上；

所述金属骨架的导热系数为5 W/(m·K)~400 W/(m·K)；

所述导热填隙材料的导热系数为3 W/(m·K)~30W/(m·K)

所述相变材料微胶囊为相变温度为-25℃~90℃的有机相变材料微胶囊；

所述螺钉固定装置包括金属压片和螺钉，所述金属压片通过所述螺钉固定在所述金属骨架上，并通过所述螺钉把所述相变储能结构件压紧；所述金属骨架和所述相变储能结构件上设有用于沉入所述金属压片的凹槽，所述凹槽的长宽、厚度与所述金属压片相对应；所述金属骨架上还设有与螺钉相配套的螺钉孔。

7.根据权利要求6所述的快速蓄热高强度相变储能复合结构件的制备工艺，其特征在于：步骤二中若采用热塑性树脂为基体，则先将树脂原料加热熔化，再加入相变材料微胶囊和导热粉混合均匀，并通过挤压设备成型得到对应金属骨架凹型或中空型形状的相变储能结构件；若采用热固性树脂为基体，则先将相变材料微胶囊和导热粉与树脂原料混合均匀，再倒入定型模具，升温到热固性树脂的固化温度，固化一定时间，得到对应金属骨架凹型或中空型形状的相变储能结构件。

8.根据权利要求6所述的快速蓄热高强度相变储能复合结构件的制备工艺，其特征在于：

步骤一中，将铝合金用铸造的方式加工成凹型并带螺钉孔的铝合金骨架；

步骤二中，将热塑性树脂聚乙烯加热熔化，与相变温度为70℃的相变材料微胶囊、作为导热粉的铝粉以3.5:5.5:1的质量比在120℃下混合均匀，通过模具成型得到板型相变储能结构件；

步骤三中，相变储能结构件通过作为导热填隙材料的5W导热相变片粘接到铝合金骨架上，并用不锈钢压片和螺钉固定。