[发明专利]一种凹凸棒土基复合相变储热材料及其制备方法

说明书

  

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，具体涉及一种凹凸棒土基复合相变储热材料及其制备方法。 

背景技术

相变储能是一定条件下材料发生相态间变化（一般指固液两种相态间变化）所引发的能量吸收或释放，从而使材料具有热能存储和温度调节的功能。与一般的保温材料相比，相变储能材料具有体积小、热效率高、储能密度大等优良特点。 

应用较多的相变材料，具有相变焓高、无毒、无腐蚀性、廉价易得等优点，但其在固-液相变过程中存在易泄漏的缺陷，而有机相变材料则存在固有的热稳定性、导热性能差的缺陷。 

通常，选择以吸附性能好的多孔材料作为支撑材料，将相变材料吸附在其孔道结构中，利用其孔道的毛细吸附性能，达到防治相变材料泄露的目的。获得相变焓高、无毒、无腐蚀性、不泄漏、廉价易得且热稳定性、导热性能好的复合相变储热材料是本领域相关人员努力的方向。 

发明内容

    针对现有技术现状，本发明提供一种凹凸棒土基复合相变储热材料及其制备方法。本发明采用凹凸棒土材料对相变焓较高的相变材料进行吸附定形，通过真空浸渍技术加强相变材料与多孔材料的吸附作用力，增强其热稳定性，提高其综合性能。本发明制备的复合相变储热材料还具有相变焓高、热循环性好、不泄漏、成本低廉等优点，可广泛用于工业余热回收，太阳能利用，建筑节能等领域。 

下面阐述本发明的技术方案。 

    一种凹凸棒土基复合相变储热材料，由25-50wt﹪的相变材料和50-75wt﹪的凹凸棒土复合而成；所述相变材料是长链脂肪酸、多元醇、石蜡、正十六烷、正十八烷、正二十烷或无机水合盐。 

    一种凹凸棒土基复合相变储热材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将干燥后的凹凸棒土与相变材料按照比例充分混合均匀；（2）将前步骤得到的混合物置于真空环境下加热并充分搅拌，促进凹凸棒土对相变材料的吸附；（3）将混合物从真空环境下移出，自然冷却至室温，即可得到凹凸棒土基复合相变储热材料。 

附图说明

图1a-图1e中是不同比例的正十八烷-凹凸棒土复合相变材料SEM照片； 

图2中是不同比例的正十八烷-凹凸棒土复合相变材料融化DSC曲线；

图3中是正十八烷-凹凸棒土复合相变材料20次DSC循环曲线。

具体实施方式

实施例1： 

    取洁净干燥的25ml烧杯，加入6g凹凸棒土粉末，在100 ^oC烘箱中干燥30分钟；称量2g相变材料加入烧杯，超声分散10 min，使相变材料与凹凸棒土混合均匀；将混合样品放入45℃真空烘箱，抽真空8小时；期间每隔2小时用玻璃棒均匀搅拌烧杯中的样品，促进凹凸棒土对相变材料的充分吸附；取出样品，自然冷却至室温，即得所制备的凹凸棒土基复合相变储热材料；所得复合定形相变储热材料的相变温度为29.4℃，相变潜热值为28.2 J/g；该实施例的SEM照片和DSC测试结果分别如图1a、图2a所示。

实施例2： 

取洁净干燥的25ml烧杯，加入6g凹凸棒土粉末，在100 ^oC烘箱中干燥30分钟；称量3g相变材料加入烧杯，超声分散10 min，使相变材料与凹凸棒土混合均匀；将混合样品放入45℃真空烘箱，抽真空8小时。期间每隔2小时用玻璃棒均匀搅拌烧杯中的样品，促进凹凸棒土对相变材料的充分吸附；取出样品，自然冷却至室温，即得所制备的凹凸棒土基复合相变储热材料；所得复合定形相变储热材料的相变温度为29.8℃，相变潜热值为54.7 J/g；该实施例的SEM照片和DSC测试结果分别如图1b、图2b所示。

实施例3： 

取洁净干燥的25ml烧杯，加入6g凹凸棒土粉末，在100 ^oC烘箱中干燥30分钟；称量4g相变材料加入烧杯，超声分散10 min，使相变材料与凹凸棒土混合均匀；将混合样品放入45℃真空烘箱，抽真空8小时。期间每隔2小时用玻璃棒均匀搅拌烧杯中的样品，促进凹凸棒土对相变材料的充分吸附；取出样品，自然冷却至室温，即得所制备的凹凸棒土基复合相变储热材料；所得复合定形相变储热材料的相变温度为29.4℃，相变潜热值为77.6J/g；该实施例的SEM照片和DSC测试结果分别如图1c、图2c所示。

实施例4：