[发明专利]一种水合盐多孔材料复合相变板材及其制备方法

说明书

一种水合盐多孔材料复合相变板材及其制备方法，所述复合相变板材中的各组分按照质量百分比计，包括：水合盐相变材料50%‑70%；多孔负载材料18%‑35%，导热增强材料0%‑3%，成核剂0.5%‑2%，去离子水5%‑25%，薄膜材料5‑8%。在制备时，通过多孔负载材料预处理，干料混合，水合盐浆体的制备和芯材的真空薄膜封装制成水合盐多孔材料复合相变板材。本发明提供的水合盐多孔材料复合相变板材利用薄膜负压技术显著提高水合盐相变材料使用寿命，过冷度低，蓄热性高，无泄漏，且制备方式简单快捷、成本低廉，在建筑蓄热节能领域具有广阔应用前景。

技术领域

本发明设计建筑材料蓄热节能技术领域，尤其涉及到一种水合盐多孔材料复合相变板材及其制备方法。

背景技术

目前，我国建筑的运行阶段能耗和碳排量均占到了全国总量的20%以上。据统计大部分人在室内度过约90%的时间，为了满足人们对室内环境的要求，建筑运行中70%的能耗都用于供暖、通风和空调系统等设备的运行。在此背景下，降低建筑运行过程中的能耗、合理地利用新能源等都是如今的建筑材料需要去做到的。

相变材料具有较大的储能密度能够直接用于热量的储存，其还具有较高的热惯性，能有效缓解能源供给和需求在时间和空间上的不匹配，克服能源间歇性和波动性的影响，提高能源利用效率。水合盐类相变材料就是一种重要的固-液相变材料，其具有相变潜热大、价格低廉易获取、无可燃性等特点。但是水合盐类相变材料也存在过冷、相分离、易泄露等问题，这严重影响其在蓄热节能等领域的应用。目前针对水合盐类相变材料所存在问题的主要方法有多孔材料吸附的定型技术和微胶囊技术。

国家知识产权局于2015.02.25公开的公开号为CN104371658A的中国专利中提出了一种无机水合盐相变储热材料的封装定型方法，该专利通过将水合盐与成核剂和多孔材料混合，进行2h的真空吸附后再经过5h的冷藏制备复合相变材料，相变潜热在60-100J/g。

国家知识产权局于2021.03.26公开的公开号为CN112552880A的中国专利提出了一种相变储能材料及热管理系统，该专利通过将无机水合盐、防过冷剂、成核剂、聚丙烯酸钠和多孔吸附基质混合，在70℃下机械搅拌1.5h后再经过密封冷藏制得复合相变材料。

国家知识产权局于2017.09.29公开的公开号为CN107216859A的中国专利提出了一种包覆性水合盐储热材料及制备方法，该专利将相变材料和多孔材料直接混合搅拌后冷却结晶，再在其外层喷洒光固化树脂进行多次的紫外线灯照射且每次照射间隔5-10分钟，最终制得复合相变材料。

如上述列出专利等相关技术均使用到多孔材料对水合盐进行负载，对解决水合盐自身的缺陷进行了自己的探索并有一定的成效。但是制备过程耗时长、耗能高，并且对材料的吸附效果以及相变循环对材料性能的影响等问题未有涉及，对其相变材料的有效使用寿命存在较大疑问。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水合盐多孔材料复合相变板材及其制作方法，在有效抑制水合盐类相变材料的过冷和相分离现象的同时，并增强多孔材料的吸附效果，能将水合盐在相变全程都固定在多孔材料的孔隙内部，延长水合盐类相变材料有效使用寿命。

本发明的技术方案为：所述复合相变板材中的各组分按照质量百分比计，包括：

水合盐相变材料50%-70%；多孔负载材料18%-35%；导热增强材料0%-3%；成核剂0.5%-2%；去离子水5%-20%；薄膜材料5-10%。

进一步的，所述水合盐相变材料选自六水氯化钙、十水硫酸钠和十二水磷酸氢二钠中的一种或几种。

进一步的，所述多孔负载材料为膨胀蛭石、膨胀珍珠岩、凹凸棒石和硅藻土中的两种或两种以上。

进一步的，所述导热增强材料为膨胀石墨、炭黑、金属粉末和金属氧化物中的一种或几种。

进一步的，所述成核剂为硼砂、纳米碳粉或九水偏硅酸钠。