专利名称：超导热复合相变储能材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种储能材料,特别涉及ー种复合固液相变储能材料。
背景技术：
目前，可作为相变储能材料的种类较多，常见的有无机盐类和有机类等。而有机类相变材料虽然相变温度较无机盐类相变材料低，但其相转变焓较小、导热性能较差、储能效率不高，易挥发、易吸潮，腐蚀性大，而且因存在过冷及相分离现象在相转变时有液态出现，必须要有容器盛装，这些都限制了其在实际中的广泛使用。为克服现有相变储能材料存在的上述问题，近年来，开始出现ー类新型的定形相变材料，即选择一种熔点较高的材料为基体，将相变材料分散其中，构成复合定形相变储能材料。这种材料在发生相变时，由于基体材料的支撑作用，虽然相变材料由固态转变为液态，但整个复合相变材料仍然维持在原固 体状态。基体与相变材料的选择，以及相变储能材料与基体的结合方法是制备高性能复合定形相变储能材料的关键。目前基体所用材料是以熔点较高的无机物或高分子材料为主，相变材料与基体的结合方法主要有胶囊化技术、大表面积微孔吸附以及高聚物交联等。例如以高密度聚こ烯(HDPE)为基体，石蜡为相变材料构成的新型复合定形相变材料。其制备方法是首先将这两种材料在高于它们熔点的温度下共混溶，然后降温，HDPE首先凝固，此时仍然呈液态的石蜡则被束缚在凝固的HDPE所形成的空间中，也有报道采用胶囊化技术将相变材料封装在高分子材料形成的壳体内制成相变材料微粒。由以上方法制备出的复合材料都用高分子材料做基体，存在导热系数低的缺点，同时相变材料在发生固液相变时，由于体积变化，长时间运行时将会导致高分子材料的破裂。目前，固液相变材料虽然具有来源丰富、价格低廉、使用相对比较方便、储能密度高等优点，但其在实际中的应用受到了一定的限制，这主要是因为一方面固液相变材料在使用时需要特殊的容器；另ー方面无机化合物类的固液相变材料容易产生过冷、相分离等现象；有机化合物类的固液相变材料的热传导性能较差，且具有可燃性等。虽然近年有用连续多孔性无机金属材料做基体，如在泡沫镍或泡沫铁充入相变储能材料，再用树脂将基体孔隙的外表面封堵，但因其孔径小而不能填充较多的相变储能材料和导热性差的树脂造成热交换率低的缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种超导热复合相变储能材料，要解决的技术问题是提高固液复合相变储能材料中相变材料的含量、导热率。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为本发明的超导热复合相变储能材料，包括相变储能材料，所述相变储能材料均匀分布在多孔体的泡沫铝的孔隙中，在所述孔隙的外表面上涂有ー层导热密封材料。所述相变储能材料为固液相变储能材料。所述固液相变储能材料为混合有石墨粉和无机盐粉的闻潜热石腊。
所述导热密封材料为石墨涂层。所述相变储能材料中添加有表面活性剤。所述表面活性剂为こニ醇、CMC或十八烷基苯磺酸。所述相变储能材料中添加有缓蚀剂。所述缓蚀剂为硫脲、吐温、多聚糖类、多聚磷酸盐或有机硅烷。所述相变储能材料中添加有稳定剂。
所述稳定剂为聚こ烯醇、淀粉、明胶或琼脂。与现有技术相比，本发明采用无机金属多孔连续材料泡沫铝作为基体，将石蜡熔融液中加入石墨粉，再用加有粘合剂的石墨涂层封孔，从而使由该结构构成的定形固-液相变储能材料，不仅因泡沫铝中的孔大且多使其储能多，而且因在石蜡材料中加入石墨粉及石墨封孔层而使本发明导热率尚。
图I为本发明的制备方法示意图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进ー步详细说明。本发明是在多孔体泡沫铝的孔隙中填充固液相变储能材料，然后在填充有相变储能材料的泡沫铝中孔隙与外界环境接触的外表面上涂有ー层导热密封材料，由此构成以泡沫铝为基体、以相变储能材料为热能转换材料的复合型固液相变储能材料。 本发明所用固液相变储能材料为混合有石墨粉和无机盐粉(如NaCI和MgCI2的混合体或者Na3C03_BaC03/Mg0的混合体)的高潜热石蜡。本发明所用的导热密封材料为石墨涂层，相对于树脂而言，石墨涂层有良好的导热性。所述固液相变储能材料中可以添加一定的表面活性剂作为分散剂以增加固液相变储能材料在泡沫铝中的分布性能，所述表面活性剂可以是こニ醇、CMC或十八烷基苯磺酸
坐寸ο所述固液相变储能材料中可以添加一定的缓蚀剂，以防止或减缓固液相变储能材料可能造成的对泡沫铝的腐蚀，所述缓蚀剂可以是硫脲、吐温、多聚糖类、多聚磷酸盐、有机娃烧等。所述固液相变储能材料中还可以添加一定的稳定剂，以增加固液相变储能材料的稳定性能。所述稳定剂可以是聚こ烯醇、淀粉、明胶或琼脂等高分子量物质。本发明的超导热复合相变储能材料的制作方法如下I)先对泡沫铝进行清洗去除其表面或孔隙中可能存在的油污，再对其进行烘干处理。2)将处理好的泡沫铝烘干后降至室温。3)将石蜡熔融，再将石墨粉、无机盐粉、分散剂、缓蚀剂、稳定剂等添加剂加入石蜡中搅拌均匀，石蜡温度保持在65度以上。4)将事先备好的泡沫铝浸入已搅拌均匀的石蜡中，浸泡30-45分钟，此时，温度较低的泡沫铝在石蜡中受热膨胀，由此加快石蜡混合剂进入泡沫铝的孔隙中。5)将已浸入石蜡混合剂的泡沫铝取出风干备用。6)将石墨乳、水、氨水和适当的粘合剂(如溶于水的聚こ烯醇等粘合剂)制成均匀的石墨混合浆，再将制备好的泡沫铝放入石墨混合浆中浸泡5-10分钟，提出。7)将涂有石墨涂层的泡沫铝置于45-55度热风烘干即可。由于相变储能材料石腊中惨有石墨且泡沫招孔隙的外表面由带有粘合剂的石墨 层封堵，因而，该相变储能材料既具有较高的导热率，又不会因吸热液化而流出泡沫铝基体之外。本发明有如下优点I)储能量大、导热率高、易成型。2)稳定性好，可广泛应用于制造高性能散热板、太阳能储存、废热(冷)的利用等多种技术领域。3)制备方法简便、实用、易于推广应用。实施例一基体采用连续多孔性泡沫金属铝，固液相变储能材料采用石蜡，封孔材料采用石墨涂层，泡沫铝在石蜡混合液中浸泡时间为30分钟，所制备的超导热率复合相变储能材料吸附率为77%、储能率可达100J/g、热导率高于16W /m. K、相变点为130°C — 160°C。实施例ニ基体采用连续多孔性泡沫金属铝，固液相变储能材料采用石蜡，封孔材料采用石墨涂层，泡沫铝在石蜡混合液中浸泡时间为38分钟，所制备的超导热率复合相变储能材料吸附率为79%、储能率可达210J/g、热导率高于16W/m.K、相变点为130°C — 160°C。实施例三基体采用连续多孔性泡沫金属铝，固液相变储能材料采用石蜡，封孔材料采用石墨涂层，泡沫铝在石蜡混合液中浸泡时间为45分钟，所制备的超导热率复合相变储能材料吸附率为80. 5%、储能率可达325J/g、热导率高于16W/m.K、相变点为130°C — 160°C。目前，相变储能材料理论研究较多，但在实际生产中，实用较少，本申请人经过十几年的学习研究与生产实践，并结合在欧美日多国考察相变储能材料技术的引用，经过反复实验，发明了所述的超导热复合相变储能材料。
权利要求
1.一种超导热复合相变储能材料,包括相变储能材料,其特征在于所述相变储能材料均匀分布在多孔体泡沫铝的孔隙中，在所述孔隙的外表面上涂有一层导热密封材料。
2.根据权利要求I所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述相变储能材料为固液相变储能材料。
3.根据权利要求2所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述固液相变储能材料为混合有石墨粉和无机盐粉的闻潜热石腊。
4.根据权利要求3所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述导热密封材料为石墨涂层。
5.根据权利要求2所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述相变储能材料中添加有表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的超导热复合相变储能材料，其特征是在于所述表面活性剂为乙二醇、CMC或十八烷基苯磺酸。
7.根据权利要求2所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述相变储能材料中添加有缓蚀剂。
8.根据权利要求7所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述缓蚀剂为硫脲、吐温、多聚糖类、多聚磷酸盐或有机硅烷。
9.根据权利要求I所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述相变储能材料中添加有稳定剂。
10.根据权利要求9所述的超导热复合相变储能材料，其特征在于所述稳定剂为聚乙烯醇、淀粉、明胶或琼脂。
全文摘要
本发明公开了一种超导热复合相变储能材料，要解决的技术问题是提高固液复合相变储能材料中相变材料的含量、导热率。其包括相变储能材料，所述相变储能材料均匀分布在多孔体的泡沫铝的孔隙中，在所述孔隙的外表面上涂有一层导热密封材料。与现有技术相比，本发明采用无机金属多孔连续材料泡沫铝作为基体，将石蜡熔融液中加入石墨粉，再用加有粘合剂的石墨涂层封孔，从而使由该结构构成的定形固-液相变储能材料，不仅因泡沫铝中的孔大且多使其储能多，而且因在石蜡材料中加入石墨粉及石墨封孔层而使本发明导热率高。
文档编号C09K5/06GK102660230SQ201210096138
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者郑德强 申请人:郑德强