一种高相变潜热复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及相变储能材料技术领域，具体涉及一种高相变潜热复合材料及其制备方法。

背景技术：

利用风电、光电或者低谷电蓄能來进行供暖，是随着我国电力事业的发展而兴起的新型供暖方式，为传统冬季北方城市中的燃煤供暖产业打开了新的局面。因此，在用户侧建立分布式储热中心，大规模地推广利用电网低谷电或弃风、弃光电解决城市供热，对于实现智能电网建设，缓解电网峰谷矛盾，提高可再生能源利用率，改善城市大气环境，实现地区节能减排目标，都具有十分重要的意义。

众所周知，储热供暖技术的核心基础是储热材料。储热材料主要包括显热储能材料、潜热储能材料（相变材料）、化学反应储能材料和复合储能材料四大类。其中，对相变材料的研究是近几十年才开始的，由于其优越的储热和释热性能，以及稳定的物理、化学性质，正越来越受到人们的关注。因而，寻找到一种绿色安全、储热能力强、性能稳定无衰减的储热材料整成为各国学者研究的重点。目前，在无毒、无腐蚀的储热材料中，大部分的相变潜热均小于250j/g。

通过对现有相变材料的安全性及经济性的综合分析，研究人员发现脂肪醇类相变材料的相变焓值显著高于其他相变材料，且大多都无毒、无腐蚀，使用比较安全。其中赤藓糖醇以其350j/g的相变潜热，越来越受到人们的关注。该材料同时存在相变过冷度接近100℃，在高温和长时间使用条件下易被氧化以及材料性能不稳定等缺点。中国专利cn201610663881.4报道了通过多种多元醇复合的方法制备出一种多元复合材料可有效减小过冷，但是该材料的过冷仍达到了35-50℃。中国专利cn201710882094.3报道了结合溶液浸渍法和混合烧结法制成定型膨胀石墨基赤藓糖醇中温复合相变储热材料，有效减小了过冷，但是材料热焓值降低到267.6j/g，且整个材料生产且工序复杂，不易大规模生产。因此，找到一种合适的方法，既能解决该材料的过冷和氧化性，又能保持其较高的相变潜热值，成为有效利用赤藓糖醇的关键，也成为研究此类高相变潜热复合材料的技术难点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高相变潜热复合材料，该复合材料具有高焓值、低过冷度的特点，且克服了醇类材料在长时间高温条件下使用的氧化性问题。

本发明的另一个目的在于提供一种高相变潜热复合材料的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高相变潜热复合材料，其特征在于，原料按重量份组成：赤藓糖醇85～98重量份；硫酸镁1～14重量份；抗氧化剂：0.1～1重量份。

一种高相变潜热复合材料及其制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）、按一定比例将赤藓糖醇和硫酸镁置于恒温油浴中加热搅拌，至完全溶化形成透明混合物；

（2）、向步骤（1）的混合物中加入一定量的抗氧化剂，并将其放入超声震荡器中，进行油浴超声共混，得到共混材料

（3）、自然冷却步骤（2）中的共混材料，即得所述高相变潜热复合材料。

所述的一种高相变潜热复合材料及其制备方法，其特征在于：所述的抗氧化剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，丁基羟基茴香醚，丁基对苯二酚，没食子酸丙酯，柠檬酸亚锡二钠，抗坏血酸，植酸钠，异抗坏血酸钠中的一种或多种的混合。

所述的一种高相变潜热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的恒温油浴的温度为130～135℃。

所述的一种高相变潜热复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述油浴超声共混条件为超声温度130～135℃，超声时间10～15min。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）、本复合材料的相变潜热可达280～320j/g，无需引入成核剂和增稠剂，熔点适宜（93～99℃），可广泛应用于风电、光电或者低谷电蓄能等清洁供暖领域。

（2）、本复合材料有效克服了醇类材料在高温和长时间使用过程中易出现的氧化性问题。

（3）、本复合材料解决了赤藓糖醇类材料的过冷问题，其过冷度由100℃降至3℃以内。

（4）、本复合材料制备工艺简单，易于批量生产，可以满足各种形式的清洁供暖及储能需求。

附图说明

图1为本发明实施例1的高相变潜热复合材料热焓值图。

图2为本发明实施例1的高相变潜热复合材料步冷曲线图。

图3为本发明实施例2的高相变潜热复合材料热焓值图。

图4为本发明实施例2的高相变潜热复合材料步冷曲线图。

图5为本发明实施例3的高相变潜热复合材料热焓值图。

图6为本发明实施例3的高相变潜热复合材料步冷曲线图。

具体实施方式

下面通过一个具体实施方式和应用实施例对本发明作进一步说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种高相变潜热复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：赤藓糖醇88份；硫酸镁11.8份；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.2份。

所述高相变潜热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）、将赤藓糖醇和硫酸镁按上述重量份置于恒温油浴中加热搅拌，至完全溶化形成透明混合物；

（2）、向步骤（1）的混合物中加入上述重量份的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，并将其放入超声震荡器中，进行油浴超声共混，超声温度：130℃，超声时间10min，得共混材料。

（3）、自然冷却步骤（2）中的共混材料，即得所述高相变潜热复合材料，该材料相变潜热为323.9j/g，相变温度范围为99.17℃，经500次循环后，材料无相分离，过冷度小于3℃。

实施例2

一种高相变潜热复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：赤藓糖醇90份；硫酸镁9.5份；丁基羟基茴香醚：0.5份。

所述高相变潜热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）、将赤藓糖醇和硫酸镁按上述重量份置于恒温油浴中加热搅拌，至完全溶化形成透明混合物；

（2）、向步骤（1）的混合物中加入上述重量份的丁基羟基茴香醚，并将其放入超声震荡器中，进行油浴超声共混，超声温度：132℃，超声时间13min，得共混材料。

（3）、自然冷却步骤（2）中的共混材料，即得所述高相变潜热复合材料，该材料相变潜热为285.53j/g，相变温度范围为93.72℃，经500次循环后，材料无相分离，过冷度小于3℃。

实施例3

一种高相变潜热复合材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：赤藓糖醇95份；硫酸镁4份；丁基对苯二酚：0.8份；植酸钠；0.2份。

所述高相变潜热复合材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）、将赤藓糖醇和硫酸镁按上述重量份置于恒温油浴中加热搅拌，至完全溶化形成透明混合物；

（2）、向步骤（1）的混合物中加入上述重量份的；丁基对苯二酚，并将其放入超声震荡器中，进行油浴超声共混，超声温度：135℃，超声时间15min，得共混材料。

（3）、自然冷却步骤（2）中的共混材料，即得所述高相变潜热复合材料，该材料相变潜热为298.15j/g，相变温度范围为94.44℃，经500次循环后，材料无相分离，过冷度小于3℃。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。保护范围之内。

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