專利名稱：一種高性能中溫無機相變材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種復合相變儲能材料，應用于電熱元件、熱水器蓄熱調(diào)溫和日用節(jié)能產(chǎn)品，具體的說是一種高性能中溫無機相變材料及其制備方法。
背景技術：
相變儲能技術是利用物質(zhì)在恒溫相變過程中吸收或釋放能量的特性，將暫時不用的能量儲存起來，待需要時再加以利用，從而解決了由于時間或地點上供熱與用熱的不匹配和不均勻所導致的能源利用率低的問題，以最大限度地提高整個加熱系統(tǒng)的熱效率，在能源、航天、軍事、農(nóng)業(yè)、建筑、化工、冶金等領域展示出十分廣泛和重要的應用前景，在能量節(jié)約和保存中扮演著至關重要的角色。目前的相變儲能材料研究主要分為兩個方向有機相變儲能材料和無機相變儲能材料。前者性能穩(wěn)定，相變溫度范圍廣，放熱過程幾乎無過冷和相分離現(xiàn)象，但其相變潛熱較低，密度較小，因此單位體積儲能量較少，易燃和導熱性低，應用前景未被看好。無機相變儲熱材料具有較高的單位體積儲能熱量和良好的導熱性，其缺點是易產(chǎn)生過冷和相分離， 如能采用合適方法解決過冷和相分離問題，則無機相變儲能材料將具有十分明顯的優(yōu)勢。對于相變儲能材料，其相變溫度在60 80°C之間的相變材料用途較為廣泛，在此溫度段的無機相變材料比較少，現(xiàn)有技術中也有公開，見專利號為ZL200810043774. 7的中國發(fā)明專利報道的主料氫氧化鋇Ba(OH)2 · 8H20 ；又見專利號為ZL20061004339026. 2和專利號為ZL200810219313. 0的報道主料都為三水醋酸鈉；此溫度段的有機相變材料見專利號為ZL200910102214. 9的報道主料為石蠟和浙青。在實際應用中，在此溫度段的現(xiàn)有技術公開的一些無機相變材料普遍存在多次吸熱和放熱后容易出現(xiàn)相分離造成不穩(wěn)定現(xiàn)象，不易長久使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種相變潛熱高、相變溫度適宜、循環(huán)性能穩(wěn)定、過冷度小的以六水硝酸鎂和硝酸鋰為原料的高性能中溫無機相變材料及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的—種高性能中溫無機相變材料，其原料及質(zhì)量百分比范圍分別為六水硝酸鎂 86 90%硝酸鋰 10 14%。一種高性能中溫無機相變材料的制備方法，將六水硝酸鎂和硝酸鋰按質(zhì)量百分數(shù)均勻混合，于90°C完全融化，封裝，制得無機相變材料成品。而且，所述樣品融化完全后，保溫10 30分鐘。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1、本相變材料的相變潛熱大(150 180J/g)，熔點適宜(63 73°C左右)，無需引入成核劑或增稠劑，是該溫度范圍內(nèi)的性能良好的儲能材料，可在電熱元件、熱水器蓄熱調(diào)溫、日用節(jié)能產(chǎn)品及工業(yè)廢熱利用等領域推廣應用。2、本相變材料經(jīng)過反復試驗驗證其性能穩(wěn)定，無過冷、相分離現(xiàn)象，循環(huán)性好，性能穩(wěn)定，可長期使用。3、本相變材料的原料來源廣泛、無毒、無腐蝕、制備方法簡單、生產(chǎn)便利，該相變儲能材料在熔融后成均勻透明的液體，易于封裝。


圖1為本發(fā)明儲能材料百次熱循環(huán)步冷曲線性能圖。具體實施方法以下通過實施例詳述本發(fā)明，這些實施例只為清楚公開本發(fā)明，不作為對本發(fā)明的限制。實施例1 一種高性能中溫無機相變材料，原料及質(zhì)量百分比分別為六水硝酸鎂(Mg(NO3)2· 6H20) 86%硝酸鋰(LiNO3)14%。制備方法是按上述質(zhì)量配比將六水硝酸鎂晶體和硝酸鋰均勻混合后制得儲熱體系，將上述儲熱體系置于Φ30πιπι的玻璃試管中，于90°C水浴中融化，樣品融化完全后再保溫IOmin以上以使樣品混合更為均勻，最后將混合物灌入容器中進行封裝。生產(chǎn)過程中應注意以下事項1、封裝容器可采用塑料或金屬容器，形狀選擇可以是球形、長方形、立方體或圓柱形，但不論采用哪種封裝方式，都應保證其與外界的密閉性。2、樣品封裝前，應保證樣品完全融化，可將樣品融化完全后再保溫一段時間使樣品混合更為均勻。檢驗依照上述配方及工藝制出的相變儲能材料呈白色，液態(tài)時成無色透明狀。此材料相變潛熱大(大于150J/g)，相變溫度在62 67°C之間。實施例2 一種高性能中溫無機相變材料，原料及質(zhì)量百分比分別為六水硝酸鎂(Mg(NO3)2· 6H20) 90% ；硝酸鋰(LiNO3)10%。制備方法是按上述質(zhì)量配比將六水硝酸鎂晶體和硝酸鋰均勻混合后制得儲熱體系，將上述儲熱體系置于Φ30πιπι的玻璃試管中，放入90°C水浴中加熱至樣品融化，樣品融化完全后再保溫IOmin以上以使樣品混合更為均勻，最后將混合物灌入容器中進行封裝。生產(chǎn)過程中應注意以下事項1、封裝容器可采用塑料或金屬容器，形狀選擇可以是球形、長方形、立方體或圓柱形，但不論采用哪種封裝方式，都應保證其與外界的密閉性。2、樣品封裝前，應保證樣品完全融化，可將樣品融化完全后再保溫一段時間使樣品混合更為均勻。檢驗依照上述配方及工藝制出的相變儲能材料呈白色，液態(tài)時成無色透明狀。此材料相變潛熱大(大于150KJ/Kg)，相變溫度在65 73°C之間。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，以上實施例和說明書中描述的只說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書以及等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種高性能中溫無機相變材料，其特征在于其原料及質(zhì)量百分比范圍分別為 六水硝酸鎂86 90%硝酸鋰 10 14%。
2.一種如權(quán)利要求1所述的高性能中溫無機相變材料的制備方法，其特征在于將六水硝酸鎂和硝酸鋰按質(zhì)量百分數(shù)均勻混合，于90°C完全融化，封裝，制得無機相變材料成
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高性能中溫無機相變材料的制備方法，其特征在于所述樣品融化完全后，保溫10 30分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高性能中溫無機相變儲熱材料及其制備方法，其原料及質(zhì)量百分比范圍分別為六水硝酸鎂86～90％；硝酸鋰10～14％。制備方法是將六水硝酸鎂和硝酸鋰按質(zhì)量百分數(shù)均勻混合，于90℃完全融化，封裝，制得無機相變材料成品。本發(fā)明提供的中溫相變儲能材料具有原料廣泛，價格低廉，無毒和無腐蝕，制備方法簡單，相變潛熱大，相變溫度在62～73℃之間，性能優(yōu)越，經(jīng)過反復試驗驗證其性能穩(wěn)定，無過冷和相分離現(xiàn)象，可在電熱元件、熱水器蓄熱調(diào)溫和日用節(jié)能產(chǎn)品等領域推廣應用。
文檔編號C09K5/06GK102352221SQ20111032034
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者李玉婷, 王士強, 鄧天龍, 郭亞飛, 閆東軍, 高道林 申請人:天津科技大學