[发明专利]棕榈酸/二氧化硅中空微球定形相变材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种棕榈酸/二氧化硅中空微球定形相变材料，所述材料由聚烯烃弹性体POE、二氧化硅中空微球以及棕榈酸组成，其组成按质量比要求如下：聚烯烃弹性体POE 10‑25%，二氧化硅中空微球1‑5%和棕榈酸70‑85%。本发明所述定形相变材料制备工艺简单，相变焓值高，热稳定性好，且运行期间无漏液现象发生。可以广泛应用于电子器件、太阳能储存系统等领域的热能存储与管理。

技术领域

本发明属于相变储能技术领域，具体涉及一种棕榈酸/二氧化硅中空微球定形相变材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着能源危机的急剧增加以及化石能源造成的环境污染日趋严重，能量的储存引起了人们的极大关注。在能量的转换利用中，常常存在供求之间在时间上和空间上不匹配的矛盾，如太阳能的间歇性、电力负荷的峰谷差、工业窑炉的间断运行等。自然界中可供储存的能量种类很多，诸如热能、光能、电能、风能等，其中热能的储存是最具有研究意义的能量储存形式之一。根据热量储存的形式可以分为显热储能和潜热储能。其中，潜热储能是将固-液相变材料(PCMs，phase change materials)作为储能介质，通过潜热的形式储存能量，具有储能密度大、结构简单和成本低等优点，是缓解能源短缺问题的关键技术。目前，固-液相变储能材料存在两个技术难题：稳定性差和导热率低。相变材料泄漏会造成对周围介质的腐蚀，力学性能变差；导热率低会导致相变材料储热和放热速率降低，影响使用效果。针对上述材料的这些致命缺点，将固-液相变材料进行定形化和高导热化是一种行之有效的办法。

中国专利（CN101029217A）公开了一种棕榈酸/二氧化硅纳米复合相变储能材料，其中棕榈酸质量占比为22~43%，得到的最大相变潜热为180.6J/g，但未对复合相变储能材料的形状保持能力进行说明。Li 等（Solar Energy Materials & Solar Cells, 2013,118, 48-53）采用溶胶凝胶法制备了一系列具有核壳结构的聚乙二醇/二氧化硅复合定形相变材料。其中聚乙二醇作为相变材料，二氧化硅凝胶作为支撑材料，通过调节聚乙二醇与二氧化硅的质量比，可以得到相变潜热为128.4J/g的复合定形相变材料，由此可见，该材料的相变焓值较低，适用范围有限。Cai等（Solar Energy, 2015, 118, 87-95）以正癸酸-月桂酸-棕榈酸的低共熔混合物为相变材料，静电纺丝得到的二氧化硅纳米纤维作为支撑材料，制备了一系列定形相变材料。扫描电镜结果显示低共熔混合物很好的被吸附在二氧化硅纳米纤维的多孔结构中，此材料的相变潜热仅为100.9J/g。Guo等（Solar EnergyMaterials & Solar Cells, 2013, 118, 48-53）制备了一种硅橡胶/石蜡@二氧化硅的复合定形相变材料。其中二氧化硅作为壁材可以有效防止石蜡熔融时的泄漏，而且还能对硅橡胶起到增强作用。可惜的是，该复合定形相变材料的相变焓值仅有92.39J/g。现有技术中的定形相变材料均未涉及聚烯烃弹性体（POE）与二氧化硅中空微球作为支撑材料，且得到的定形相变材料的相变焓值均较低。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供一种棕榈酸/二氧化硅中空微球定形相变材料，具有较高的热稳定性与相变焓值，多次热循环后无漏液现象发生，且导热性能优越。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种棕榈酸/二氧化硅中空微球定形相变材料，所述材料由聚烯烃弹性体POE、二氧化硅中空微球以及棕榈酸组成，其组成按质量比要求如下：聚烯烃弹性体POE 10-25%，二氧化硅中空微球1-5 %和棕榈酸70-85 %。

作为一种优选的方案，所述聚烯烃弹性体POE为乙烯与α-烯烃的共聚物；

所述α-烯烃选自丁烯、己烯和辛烯共聚单体中的任一种。

作为一种优选的方案，所述二氧化硅中空微球的直径为200-1000 nm。