[发明专利]一种低温相变复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低温相变复合材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。本发明提供的低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；(2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；(3)将所述改性高炉渣和所述含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料。实施例的结果显示，本发明中使用酸液改性高炉渣获得的低温相变复合材料储热率为9.31W/(m²·K)，稳态导热系数为0.65W/(m·K)；使用碱液改性高炉渣获得的低温相变复合材料储热率为8.90W/(m²·K)，稳态导热系数为0.45W/(m·K)。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种低温相变复合材料及其制备方法。

背景技术

低温相变材料是低温(＜200℃)情况下相变材料由固态变为液态或由液态变为固态的过程中吸收或者释放潜热，能够解决能量供求在时间和空间上分配不平衡的矛盾，有效地提高能源利用率。石蜡作为应用最为广泛的有机相变材料具有相变温度稳定、无毒性、潜热高、无腐蚀性、凝固时无过冷现象、价格便宜等优点，但是热导率低、单位体积储热能力偏弱、密度小等问题，限制相变复合材料在低温相变过程中储能能力，在石蜡中掺入高导热材料，使相变过程中复合材料整体热阻降低，即提高材料的导热率，增强复合相变材料的导热能力。

目前公开的发明专利CN111100606A：一种低温复合相变储能材料及制备方法和用途中，公开了所述相变储能微胶囊，以有机相变材料作为芯材，但有机相变材料导热率低，不利于相变过程储放热能力，为提高材料和载体的导热率均选择添加氧化石墨烯，氧化石墨烯添加量大，成本高。万倩等人研究了在石蜡中添加高导热率骨架泡沫铝，改善石蜡导热率低问题，但是存在石蜡泄露问题，影响复合材料的推广和应用。高炉渣孔隙度小，多孔结构容纳材料有限，使用高炉渣作为石蜡的载体，需要加入大量的高炉渣，导致石蜡的相对用量减少，反而降低了复合材料的储热率。因此需要提供一种氧化石墨烯添加量少，稳定性好、储热率高且导热率高的低温相变复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低温相变复合材料及其制备方法，本发明提供的低温相变复合材料具有很高的储热率和稳态导热系数，同时复合材料的稳定性好，石蜡不会发生泄漏。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种低温相变复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)使用酸液或碱液对高炉渣进行改性处理，得到改性高炉渣；

(2)将石蜡、氧化石墨烯和分散剂混合，得到含有氧化石墨烯的石蜡；

(3)将所述步骤(1)得到的改性高炉渣和所述步骤(2)得到的含有氧化石墨烯的石蜡混合，得到低温相变复合材料；

所述步骤(1)和步骤(2)的制备没有先后顺序。

优选地，所述步骤(1)中高炉渣的粒度＞200目。

优选地，所述步骤(1)中酸液为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度为0.5～4mol/L。

优选地，所述步骤(1)中碱液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的浓度为2～8mol/L。

优选地，所述步骤(1)中酸液或碱液的体积与高炉渣的质量比为(4～10)mL：1g。

优选地，所述步骤(2)含有氧化石墨烯的石蜡中氧化石墨烯的质量百分含量≤10％。

优选地，所述步骤(2)中的分散剂为司班80。

优选地，所述步骤(2)中混合的方式为依次进行磁力搅拌和超声处理。

优选地，所述步骤(3)中混合的方式为真空吸附法。