[发明专利]一种有机相变流体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于相变材料技术领域，具体公开了一种有机相变流体材料及其制备方法和应用。所述方法具体为：(1)将乳化剂、成核剂、水和甘油混合后，再加入纳米级氮化铝和二硫化钼，混合均匀得到浑浊溶液；(2)将步骤(1)中所得浑浊溶液与相变材料混合均匀后，得到脂肪酸酯水性乳液，冷却至室温后，得到流体相变材料。本发明制备的新型流体相变材料为乳液，由于使用酯作为相变材料，相变潜热较之其他有机相变材料要高，稳定性较好，热导率较高，导热系数为0.3～1.4W/m/℃。且制备工艺简单，对实验器械要求低，易控制，可以广泛应用于储传热领域。

技术领域

本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种有机相变流体材料及其制备方法和应用。

背景技术

相变材料是潜热储热技术的核心。其最大的特点是在温度不变的情况下，通过改变物质相态或晶型结构，并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。正由于相变材料具有对热量的存储或快速释放，吸引了众多研究者纷纷投入大量人力、物力、财力进行研究。

然而目前相变材料大致可以分为两类：无机物和有机物。无机相变材料，它们具有高的相变潜热、不具可燃性和低成本等优点。但是，无机相变材料，尤其是水合无机盐，也存在一些固有的缺点：在相变过程中容易失去结晶水而造成其结晶成核性能差，还存在过冷现象等，从而降低了材料的储、放热性能和循环使用寿命。有机相变材料，如石蜡、脂肪酸和脂肪醇，具有较高的相变潜热150～240J/g，并且几乎无过冷度，热稳定性较好。然而，在相变过程中还存在热导率低、可燃性、液体的流动性等问题。

发明内容

针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种有机相变流体材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的有机相变流体材料。

本发明的再一目的在于提供上述新型相变材料在潜热储热中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种新型有机相变材料的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)将乳化剂、成核剂、水和甘油混合后，再加入纳米级氮化铝和二硫化钼，混合均匀得到浑浊溶液；

(2)将步骤(1)中所得浑浊溶液与相变材料混合均匀后，得到脂肪酸酯水性乳液，冷却至室温后，得到流体相变材料。

步骤(1)所述混合优选为预先加热至70～80℃再进行混合。

步骤(1)所述乳化剂为阿拉伯树胶粉、壬苯醇醚、聚氧乙烯月桂醇醚、十二烷基七聚乙二醇醚、十六烷基1,3丙二醇醚、鲸蜡醇聚醚-12、硬脂醇聚醚-2、硬脂醇聚醚-20、硬脂醇聚醚-100和油醇聚醚-8中的至少一种。

优选地，步骤(1)所述乳化剂为所述的两种或三种，当所述乳化剂为壬苯醇醚和鲸蜡醇聚醚-12时，质量比为1:1～6:1，更优选为2:1～3:1；当所述乳化剂为硬脂醇聚醚-100、硬脂醇聚醚-20和硬脂醇聚醚-2时，质量比为1:1:1～6:1:2；当所述乳化剂为十二烷基七聚乙二醇醚、十六烷基1,3丙二醇醚和油醇聚醚-8时，质量比为1:1:1～6:1:2；当所述乳化剂为硬脂醇聚醚-100、壬苯醇醚和油醇聚醚-8时，质量比为1:1:1～6:1:2；当所述乳化剂为鲸蜡醇聚醚-12、硬脂醇聚醚-100和油醇聚醚-8时，质量比为1:1:1～6:1:2。

步骤(1)所述成核剂为聚乙烯基环丁烷、聚乙烯基-2-甲基环己烷、聚3-甲基-1-丁烯、聚环戊烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯醇、油醇聚氧乙烯醚和硬脂酸镁中的至少一种。