[发明专利]一种微胶囊复合储热材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微胶囊复合储热材料及其制备方法，该制备方法简单，成本较低，能够广泛应用于工业生产中，所述复合储热材料为GO改性TiO₂@paraffin微胶囊复合储热材料，整体呈核壳结构，以paraffin为核心，TiO₂作为壳壁包覆在paraffin表面，GO作为核壳改性材料均匀附着在TiO₂表面，核心paraffin、壳壁TiO₂、核壳改性材料GO的化学计量比为100:100:1‑3，通过该制备方法制备的微胶囊复合储热材料具有稳定的核‑壳结构，可以有效地提高包覆率和导热系数，保留paraffin热物性能并抑制渗漏和腐蚀性，且与普通paraffin的热导率0.145W m^‑1K^‑1相比热导率增加了60.69‑104.83％。

技术领域

本发明涉及符合储热材料技术领域，尤其一种微胶囊复合储热材料及其制备方法。

背景技术

有机相变材料由于具有较大的潜热，较宽的熔化温度，物理和化学稳定性，并且具有合适的相变温度范围，高能量存储密度，在相变过程中很少或没有过冷，具有无毒和良好的热可靠性被认为是具有使用潜力的储能材料。但是，大多数纯相变材料具有固液相变过程中泄漏的缺点，并且导热系数低，使得相变材料在实际应用中的效果不及预期。所以将相变材料封装在惰性材料中是制备形状稳定的相变材料的最有前途和最有用的方法，并且稳定的外壳材料可以承受固液相变引起的体积变化，这是提高相变材料的热稳定性和导热性的有效途径。

微胶囊包封技术可以有效防止熔化的相变材料泄漏，提高传热率和导热率，增加热化学稳定性，提高应用兼容性。目前，广泛使用的有机壳具有良好的密封性能，稳定的形状和较大的传热面积。并且它们通常通过原位聚合和界面聚合方法制造。但与无机壳相比，有机壳的机械强度较弱，导热系数较低，热稳定性较差，严重制约了微胶囊的应用。在众多无机壳材料中，具有高热稳定性和机械强度的TiO₂作为壳材料可在高温下稳定的存在显示出巨大的潜力，而关于无机TiO₂作为有机相变材料封装壳材料的研究很少。由于微胶囊相变材料(MEPCM)的导热系数低，储热和释放性能差，因此采用高导热填料或嵌件来提高其导热系数，提高储能介质的导热系数有助于提高整个储能系统的传热效率。

发明内容

本发明针对现在paraffin储热材料热导率低、腐蚀性强的特点，提供一种微胶囊复合储热材料及其制备方法，该制备方法简单，成本较低，能够广泛应用于工业生产中，通过该制备方法制备的GO(graphene oxide/氧化石墨烯)改性TiO₂(二氧化钛)@paraffin(石蜡)微胶囊复合储热材料具有包覆率高、热导率高等特点。

一种微胶囊复合储热材料，所述复合储热材料为GO改性TiO₂@paraffin微胶囊复合储热材料，整体呈核壳结构，以paraffin为核心，TiO₂作为壳壁包覆在paraffin表面，GO作为核壳改性材料均匀附着在TiO₂表面，核心paraffin、壳壁TiO₂、核壳改性材料GO的化学计量比为100:100:1-3。

作为上述技术方案的优选，所述复合储热材料的热导率为0.233-0.297W m^-1K^-1，所述TiO₂为纳米颗粒，其厚度为100-200nm，TiO₂的包覆率为75.68-81.95％。

作为上述技术方案的优选，当paraffin、TiO₂、GO的化学计量比为100:100:1时，所述复合储热材料的热导率为0.233W m^-1K^-1，TiO₂的包覆率为78.33％。