[发明专利]一种有机/无机复合储能相变材料的制备方法

说明书

本发明属于能源材料技术领域，具体为一种有机/无机复合储能相变材料的制备方法。本发明提出的方法是将季戊四苯磺酸酯、1,1,1‑三(苯磺酰氧甲基)乙烷、2,2‑二(苯磺酰氧甲基)丙烷、苯甲酸、磺化煤、醋酸、乙醇及环戊酮混合，在高压釜中高温搅拌，然后减压蒸馏去除溶剂，冷却，得有机/无机复合储能相变材料。经差示扫描量热分析测试，相变材料的相变潜热超过298.7 J/g，相变温度范围为35.3～41.6℃，在人体能量捕获及人体体温调控方面有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体为一种有机/无机复合储能相变材料的制备方法。

背景技术

相变材料（PBM）主要包括无机PCM、有机PCM和复合PCM三类。其中，无机类PCM主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类PCM主要包括石蜡、醋酸和其他有机物；复合相变储热材料既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。因此，研制复合相变储热材料已成为储热材料领域的热点研究课题。。

李炳蒙等以PEG作为相变材料（PCM）来储存和释放热能，以TiO₂为支撑基体，合成出聚乙二醇分子量为6000的PEG@TiO₂的复合相变储能材料。结果表明成功合成了核壳结构的PEG@TiO₂复合材料。PEG被封装在TiO₂壳中，二者之间为物理相互作用， PEG在TiO₂壳中结晶，在规则的结晶排列上没有明显的TiO₂限制。PEG@TiO₂在熔融和凝固过程中的相变焓分别为153.3 J·g^-1和147.0 J·g^-1，质量分数为91.2 wt%.PEG@TiO₂经历50次加热-冷却循环后，表现出优异的热可靠性（化工技术与开发，2018年第5期17-21,共5页）。

李姜红等以ε-己内酰胺（CPL）、己二酸、聚乙二醇（PEG）为原料采用一步法熔融聚合制备了聚醚酰胺弹性体（PEBA）相变材料。采用红外光谱法、差示扫描量热法、热失重、扫描电镜等方法、分析表征了聚醚酰胺弹性体的结构特征、相变行为、储热性能及热性能。结果表明，随着PEBA相变材料软硬比（PEG与己内酰胺的质量比）的减小，材料的相变温度先升高后降低，相变潜热增大，热稳定性明显增加，材料变脆（高分子材料科学与工程，2017年第12期124-127,共4页）。

贾仕奎等以聚乙二醇（PEG）作为相变组分，以高导热的膨胀石墨（EG）和富含羟基的剑麻纤维素（CSF）作为相变支撑组分，分别利用自制的超声辅助真空设备进行动态灌注或机械搅拌进行熔融共混制备了不同PEG用量的定形相变储能材料（PCMs）。采用扫描电子显微镜、高分辨率光学相机、差示扫描量热仪、Hotdisk-导热仪、热重分析仪等技术测试了PEG基复合PCMs的微观形貌、定形性、储热性能、导热率及稳定性。结果表明，新颖的动态灌注法制备的PEG基复合相变材料呈现出更致密的微观形态，更好的储热性能和更高的导热率及热稳定性。同时，实验发现由于CSF大量的极性羟基和多孔隙结构，当CSF质量分数为30％，EG质量分数为1％时，复合材料表现出极好的定形效果（高分子材料科学与工程，2017年第1期137-141,共5页）。

综上所述，目前储能相变材料开发已经取得一定的进展，但在提高储热潜能、控制相变温度等方面还需继续努力，特别是在与人体体温匹配，用于人体能量捕获，调节人体近身温度方面，目前可利用的材料还比较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机/无机复合储能相变材料的制备方法。

本发明提出的有机/无机复合储能相变材料的制备方法，具体步骤如下：