[发明专利]一种改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性膨胀石墨‑水合无机盐复合相变材料及其制备方法和应用。本发明的复合相变材料的组成包括载体改性膨胀石墨和负载的二元水合无机盐相变材料，改性膨胀石墨为氧化铝包覆改性的膨胀石墨，二元水合无机盐相变材料的组成包括五水合硫代硫酸钠和三水合醋酸钠。本发明的复合相变材料的制备方法包括以下步骤：1)制备二元水合无机盐相变材料；2)制备改性膨胀石墨；3)改性膨胀石墨和二元水合无机盐相变材料的混合。本发明的改性膨胀石墨‑水合无机盐复合相变材料的过冷度小、导热系数大、多次循环后无相分离，且制备方法简单、生产成本低，适合在建筑领域进行大规模工业化应用。

技术领域

本发明涉及相变材料技术领域，具体涉及一种改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料及其制备方法和应用。

背景技术

相变材料(PCM)是一种在自身温度不变的情况下可以通过相态的改变来进行储能的材料。相变材料具有较大的储热容量，在相变过程可以吸收/释放大量的热，基于相变材料的热能储存系统在建筑物上具有非常广阔的应用前景。研究表明，将相变材料集成到建材中，可以增加建筑的热惯性，减少房间内的温度波动，提高室内的热舒适性，从而减小建筑的能耗。相变材料主要分为无机相变材料和有机相变材料。有机相变材料存在价格高、易燃等缺点，实际应用较少。无机相变材料具有来源广泛、储热密度高、价格低廉、相变温度范围广等优点，属于建筑领域具有优势的材料。水合无机盐共晶盐类相变材料是低温相变材料中重要的一类，其具有潜热大、储热密度大、价格便宜等优点，但通常存在过冷度大、易出现相分离、导热系数低等问题，应用受到限制。

因此，研究开发一种过冷度小、不易出现相分离、导热系数高的相变材料具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料，其组成包括载体改性膨胀石墨和负载的二元水合无机盐相变材料，改性膨胀石墨为氧化铝包覆改性的膨胀石墨，二元水合无机盐相变材料的组成包括五水合硫代硫酸钠和三水合醋酸钠。

优选的，所述改性膨胀石墨、二元水合无机盐相变材料的质量比为1:2～1:4。

优选的，所述膨胀石墨的直径为250μm～420μm，体积膨胀倍数为200倍～300倍。

优选的，所述五水合硫代硫酸钠、三水合醋酸钠的质量比为2:1～3:1。

上述改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料的制备方法包括以下步骤：

1)将五水合硫代硫酸钠、三水合醋酸钠、增稠剂和成核剂混合，加热搅拌至熔化，再进行超声，得到二元水合无机盐相变材料；

2)将膨胀石墨分散在溶剂中，再加入硝酸铝和氨水，进行反应，再将固体产物分离出来，进行煅烧，得到改性膨胀石墨；

3)将改性膨胀石墨和二元水合无机盐相变材料混合均匀，即得改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料。

优选的，上述改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料的制备方法包括以下步骤：

1)将五水合硫代硫酸钠、三水合醋酸钠、增稠剂和成核剂混合，加热搅拌至熔化，再进行超声，得到二元水合无机盐相变材料；

2)将膨胀石墨分散在溶剂中，再滴加硝酸铝溶液和氨水，进行反应，再将固体产物分离出来，进行煅烧，得到改性膨胀石墨；

3)将改性膨胀石墨和二元水合无机盐相变材料混合均匀，即得改性膨胀石墨-水合无机盐复合相变材料。

优选的，步骤1)所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠中的至少一种。

优选的，步骤1)所述成核剂为焦磷酸钠、氯化锶中的至少一种。