[发明专利]一种导热增强有机复合定形相变材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种导热增强有机复合定形相变材料及其制备方法，其属于新材料技术领域。一种导热增强有机复合定形相变材料，其特征在于：所述复合定形相变材料由配位交联网络高分子、有机固液相变材料和导热增强剂组成，其中，按质量百分比，配位交联网络高分子：1～50％，有机固液相变材料：40～98.9％，导热增强剂：0.1～10％，其中，配位交联网络高分子由高分子化合物与金属离子配位络合而成。本发明合成工艺简单，应用方便，该材料相变焓值大，具有优异的定形效果，运行期间不会发生液体漏液现象。该材料合成工艺简单，应用方便，在热能存储与管理领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种导热增强有机复合定形相变材料及其制备方法，其属于新材料技术领域。

背景技术

相变材料(PCM)是利用物质发生相变时需要吸收或放出大量热量的性质来进行能量存储与释放的，具有贮热密度高、设备体积小、热效率高以及吸放热为恒温过程等优点。在太阳能利用、工业余热回收、电力负荷调节等方面都具有良好的应用前景。有机固液相变材料由于具有不易出现过冷现象和相分离、材料的腐蚀性较小、性能比较稳定、毒性较小等优点受到研究者的青睐，但同时该类材料还有不少不足，除去严重漏液问题以外，小的导热系数致使其在实际应用中传热性能差、蓄热量利用率低，从而限制其应用。

为了提高有机材料热量储存和释放效率，扩大其应用范围，必须对导热增强有机复合定形相变材料进行研究。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一类新的导热增强有机复合定形相变材料及其制备方法。本发明制备的导热增强有机复合定形相变材料导热性能显著提高，且具有较大的相变焓值以及优异的定形效果，工作过程无液体泄漏。此类材料合成工艺简单，可用于实际应用，具有广阔的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种导热增强有机复合定形相变材料，该材料由配位交联网络高分子、有机固液相变材料和导热增强剂组成，其中，按质量百分比，

配位交联网络高分子：1～50％

有机固液相变材料：40～98.9％

导热增强剂：0.1～10％，

其中，配位交联网络高分子由高分子化合物与金属离子配位络合而成。

在上述技术方案中，所述的配位交联网络高分子由高分子化合物与金属离子配位络合而成。

优选地，所述高分子化合物为聚丙烯酸及其钠、钾或铵盐；聚马来酸及其钠、钾或铵盐；羧甲基纤维素及其钠、钾或铵盐；海藻酸钠、钾或铵盐；羧甲基淀粉及其钠、钾或铵盐；聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；聚乙烯吡啶；丙烯酸-马来酸共聚物及其钠、钾或铵盐；丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物及其钠、钾或铵盐；甲基丙烯酸-马来酸共聚物及其钠、钾或铵盐；上述高分子的分子量为1000～9000000。

上文中，以“聚丙烯酸及其钠、钾或铵盐”为例，其指高分子化合物可为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾或聚丙烯酸铵，其他类似表达均有相同含义，不再赘述。

优选地，所述金属离子为钙离子、镁离子、二价铁离子、三价铁离子、锌离子、铝离子、二价铜离子、钡离子、三价铬离子、钴离子或银离子。

进一步地，所述金属离子由金属离子化合物提供，所述金属离子化合物为钙离子、镁离子、二价铁离子、三价铁离子、锌离子、铝离子、二价铜离子、钡离子、三价铬离子、钴离子或银离子的氯化物、氧化物、硝酸化物、硫酸化物、醋酸化物。

更进一步地，所述金属离子化合物与高分子化合物的质量比为1:100～30:100。

在上述技术方案中，所述的有机固液相变材料为石蜡、脂肪酸、脂肪醇、聚乙二醇、脂肪酸酯中的至少一种。