CN102040949B - 一种复合相变材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种复合相变材料的制备方法，属于新材料应用技术领域。该方法采用具有高吸附性能的纳米SiO2粉体和具有红外屏蔽作用的纳米TiO2粉体作为基体，吸附石蜡，制备出复合相变储能材料。它包括以下步骤：A.取相变材料放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中加热，再向相变材料中加入蒸馏水，乳化剂，使用高剪切乳化机高速剪切乳化；B.将纳米SiO2和纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中加热；C.将步骤A中乳化得到的相变材料倒入步骤B中的氧化物粉体中，均匀混合，放入烘箱中烘干得到块状固体，磨成粉体。本发明工艺简单、成本低，不仅能有效解决固-液相变时泄露的问题，同时对石蜡等相变材料的相变温度、相变潜热、热稳定性和储热效果有很大的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合相变材料的制备方法，特别涉及一种由纳米无机氧化物和相变材料形成的复合相变材料及其制备方法。属于新材料应用技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展，人类对能源的需求量越来越大。但是目前全球能源日益短缺，同时不合理的利用造成大量浪费，使得人们不得不研究新型的节能材料，提高能源利用率。其中利用相变材料被认为是提高能源利用率的有效方法之一。
相变材料具有蓄热密度大、蓄放热过程近似等温的特点，能达到能量存储与释放及调节能量供给和需求匹配的目的。石蜡等相变材料由于具有储热能力大、性质稳定、廉价等特点而成为当前研究最热的相变材料之一。但由于石蜡等固-液相变时泄露，必须使用容器封装，如在建筑节能方面的应用，限制了它的使用。近年来，研究人员考虑了多种方法来解决此问题，如石蜡微胶囊、石膏基陶粒吸附石蜡、聚烯烃定型包覆石蜡，但这些方法大多工艺复杂、制备条件苛刻、成本高，很难应用于实际生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种复合相变材料的制备方法，制备的复合相变材料相变焓高、形态稳定。
本发明采用具有高吸附性能的纳米SiO2粉体和具有红外屏蔽作用的纳米TiO2粉体作为基体，吸附石蜡，制备出复合相变储能材料。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种复合相变材料的制备方法，包括以下步骤：
A.取相变材料60-100g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于90-100℃加热至熔化，再向相变材料中加入200-400ml蒸馏水，2-4g乳化剂，使用高剪切乳化机高速剪切乳化；
所说的相变材料为脂肪族烃化合物，如：石蜡、正十六烷、正十八烷、二十烷、二十五烷、二十六烷、二十九烷、三十五烷、三十六烷；
所说的相变材料为酸类化合物，如：十四烷酸、十五烷酸、硬脂酸、二十烷酸；
所说的相变材料可以是上述有机化合物的一种或两种以上的均匀混合物。
所说的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙。
B.将30-40g纳米SiO2和5-10g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于90-100℃加热30-60分钟；
C.将步骤A中乳化得到的相变材料倒入步骤B中的氧化物粉体中，均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于50-55℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
由以上步骤得到的复合相变材料在加热条件下，当加热温度超过复合相变材料相变温度时，相变材料开始熔化，逐渐转变为液相，吸收热量减缓环境温度的上升；在降温条件下，当温度降到相变温度时，相变材料开始转变成固相，吸收热量减缓环境温度的下降；本发明在配方中加入纳米TiO2，可有效的起到屏蔽红外辐射的作用，使所制备的复合相变材料能更加有效实现热能的存储，控制环境温度。本发明制备工艺简单、成本低廉，不仅能有效解决固-液相变时泄露的问题，同时对石蜡等相变材料的相变温度、相变潜热、热稳定性和储热效果有很大的提高。
具体实施方式
实施例1
将30g纳米SiO2和10g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于90℃加热40分钟。
取石蜡80g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于90℃加热至熔化，再向石蜡中加入300ml蒸馏水，2g十二烷基苯磺酸钠，使用高剪切乳化机高速剪切乳化，之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于50℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
实施例2
将35g纳米SiO2和5g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于95℃加热40分钟。
取硬脂酸90g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于95℃加热至熔化，再向硬脂酸中加入400ml蒸馏水，2g十二烷基苯磺酸钙，使用高剪切乳化机高速剪切乳化，之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于55℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
实施例3
将30g纳米SiO2和10g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于90℃加热40分钟。
取二十五烷80g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于90℃加热至熔化，再向硬脂酸中加入300ml蒸馏水，3g十二烷基苯磺酸钠，使用高剪切乳化机高速剪切乳化，之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于50℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
实施例4
将35g纳米SiO2和5g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于95℃加热40分钟。
取二十烷酸90g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于95℃加热至熔化，再向二十烷酸中加入400ml蒸馏水，2g十二烷基苯磺酸钙，使用高剪切乳化机高速剪切乳化，之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于55℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
实施例5
将32g纳米SiO2和8g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于95℃加热40分钟。
取石蜡和硬脂酸各40g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于90℃加热至熔化，再向其中加入400ml蒸馏水，1g十二烷基苯磺酸钙和2g十二烷基苯磺酸钠，使用高剪切乳化机高速剪切乳化，之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于55℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
Claims (6)
1.一种复合相变材料的制备方法，该方法采用具有高吸附性能的纳米SiO2粉体和具有红外屏蔽作用的纳米TiO2粉体作为基体，吸附相变材料，制备出复合相变储能材料，它是通过下述工艺步骤实现的：
A．将30-40g纳米SiO2和5-10g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于90-100℃加热30-60分钟；
B．取相变材料60-100g，放入烧杯中,将烧杯放在恒温水浴锅中于90-100℃加热至熔化，再向相变材料中加入200-400ml蒸馏水，2-4g乳化剂，使用高剪切乳化机高速剪切乳化；
C．将步骤B中乳化得到的相变材料倒入步骤A中的纳米氧化物粉体中，均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于50-55℃烘干得到块状固体，磨成粉体；
所述相变材料选自石蜡、正十六烷、正十八烷、二十烷、二十五烷、二十六烷、二十九烷、三十五烷、三十六烷、十四烷酸、十五烷酸、硬脂酸、二十烷酸中的一种或两种以上的均匀混合物；
所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙。
2.如权利要求1所述的复合相变材料的制备方法，它的具体工艺步骤如下所述：
将30g纳米SiO2和10g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于90℃加热40分钟；
取石蜡80g，放入烧杯中，将烧杯放在恒温水浴锅中于90℃加热至熔化，再向石蜡中加入300ml蒸馏水，2g十二烷基苯磺酸钠，使用高剪切乳化机高速剪切乳化，之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于50℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
3.如权利要求1所述的复合相变材料的制备方法，它的具体工艺步骤如下所述：
将35g纳米SiO2和5g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于95℃加热40分钟；
取硬脂酸90g，放入烧杯中,将烧杯放在恒温水浴锅中于95℃加热至熔化，再向硬脂酸中加入400ml蒸馏水，2g十二烷基苯磺酸钙，使用高剪切乳化机高速剪切乳化,之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于55℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
4.如权利要求1所述的复合相变材料的制备方法，它的具体工艺步骤如下所述：
将30g纳米SiO2和10g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于90℃加热40分钟；
取二十五烷80g，放入烧杯中,将烧杯放在恒温水浴锅中于90℃加热至熔化，再向二十五烷中加入300ml蒸馏水，3g十二烷基苯磺酸钠，使用高剪切乳化机高速剪切乳化,之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于50℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
5.如权利要求1所述的复合相变材料的制备方法，它的具体工艺步骤如下所述：
将35g纳米SiO2和5g纳米TiO2混合均匀后放入烧杯中，于95℃加热40分钟；
取二十烷酸90g，放入烧杯中,将烧杯放在恒温水浴锅中于95℃加热至熔化，再向二十烷酸中加入400ml蒸馏水，2g十二烷基苯磺酸钙，使用高剪切乳化机高速剪切乳化,之后倒入纳米粉体中均匀混合，放入电热鼓风烘箱中于55℃烘干得到块状固体，磨成粉体。
6.如权利要求1所述的复合相变材料的制备方法，它的具体工艺步骤如下所述：
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20130605 Termination date: 20151129 |