[发明专利]一种柔性复合相变材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种柔性复合相变材料的制备方法，属于相变储热材料领域。本发明利用冷冻干燥过程中水所形成的冰晶作为模版制备疏松多孔的三维网络结构的碳纳米管基气凝胶载体，得到柔性结构，聚乙烯醇、壳聚糖和相变芯材之间强烈的氢键作用，可以负载更多的相变芯材，相变芯材负载量的升高，提高了材料的储能密度，利用相变芯材和碳纳米管基材料的孔道之间的匹配性，可以使材料的柔性依然保持下来，利用碳纳米管的高导热性能，使材料的导热性更好。

技术领域

本发明属于相变储热材料技术领域，尤其涉及一种柔性复合相变材料及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，在电子芯片的散热功率和散热密度日益提高的同时，对其热控的要求也越来越高。相变储能热控由于储能密度高、温度波动小、系统简单、操作方便等优点，已成为电子器件最重要的被动热控手段之一。但是，目前普遍采用的固液相变材料由于在相变过程中，固液变化所导致的安装困难、易于泄漏等问题己成为制约相变热控的关键因索。尽管有研究者提出了利用定形相变材料解决上述问题的方案，但是目前依然有很多关键问题没有解决，主要体现在：储能密度低且缺乏柔性，相变热控组件在复杂形状的热控表面上安装困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柔性复合相变材料及其制备方法和应用。本发明制得的柔性复合相变材料柔性超好，且储能密度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种柔性复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：

提供壳聚糖醋酸溶液；

提供聚乙烯醇水溶液；

将碳纳米管与水混合，得到碳纳米管悬浮液；

将所述碳纳米管悬浮液加入壳聚糖醋酸溶液中，得到混合溶液；

将所述混合溶液与聚乙烯醇水溶液混合，得到前驱体溶液；

将所述前驱体溶液进行冷冻干燥，得到碳纳米管基气凝胶载体；

用相变芯材溶液浸渍所述碳纳米管基气凝胶载体，得到柔性复合相变材料，所述相变芯材溶液为聚乙二醇溶液、十八醇溶液或十八胺溶液。

优选地，所述碳纳米管悬浮液中的碳纳米管与壳聚糖醋酸溶液中壳聚糖的质量比为1:1～1:10。

优选地，所述碳纳米管悬浮液的浓度为4～35mg/mL，所述壳聚糖醋酸溶液的质量分数为1～5％。

优选地，所述碳纳米管悬浮液中的碳纳米管与聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量比为1:1～1:20。

优选地，所述聚乙烯醇水溶液的质量分数为2～25％。

优选地，所述相变芯材溶液中相变芯材与碳纳米管基气凝胶载体的质量比为0.5:9.5～5:5。

优选地，所述聚乙二醇的分子量为2000～20000。

优选地，所述冷冻干燥的温度为-20～-196℃，时间为2～12h，压力为25～95mT。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的柔性复合相变材料，所述柔性复合相变材料包括相变芯材与碳纳米管基气凝胶载体，所述相变芯材负载在所述碳纳米管基气凝胶载体的三维孔洞内。

优选地，所述相变芯材的负载量为50～95％。