專利名稱：一種相變蓄熱材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種相變蓄熱材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
相變材料是指隨溫度變化而改變形態(tài)并能提供內(nèi)部潛熱的物質(zhì)，相變材料由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)或由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為相變過程，這時(shí)相變材料將吸收或釋放大量的潛熱，因此相變材料實(shí)際上可作為能量存儲(chǔ)器。這種特性在節(jié)能、溫度控制等領(lǐng)域有著極大的意義?，F(xiàn)有的相變低溫儲(chǔ)能材料以十水硫酸鈉(Na2SO4.IOH2O)為主要原料，其單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能熱值極大，約為241焦/克，但是，Na2SO4.IOH2O的溶解過程屬于非均勻溶解，其存在嚴(yán)重的過冷與相分離現(xiàn)象，且純Na2SO4.IOH2O在經(jīng)過三、四次熱循環(huán)后，體系中就出現(xiàn)明顯的分層，其相變焓也將衰減，也就是無機(jī)水合鹽具有儲(chǔ)能大、成本低、安全無毒等優(yōu)點(diǎn)，具有極大的使用價(jià)值。同時(shí)無機(jī)水合鹽又有過冷度大、容易產(chǎn)生相分離等缺點(diǎn)，限制了其使用。目前相變材料存在的問題主要是結(jié)晶顆粒大，在吸熱相變后通常為液體狀態(tài)，相變次數(shù)相對(duì)較少，有的幾次相變后會(huì)生成直徑達(dá)20mm左右以上的不規(guī)則塊狀物，極大影響其蓄能效果和使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種相變次數(shù)更多、成本低、易于推廣使用的相變蓄熱材料及其制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種相變蓄熱材料，由主熱劑、成核齊U、防結(jié)晶劑、增稠劑以及溶劑組成，所述主熱劑為十水硫酸鈉，其重量百分比為75% 85%,所述成核劑為 硼砂，其重量百分比為3% 5%，所述防結(jié)晶劑的重量百分比為3% 5%，所述增稠劑為聚羧酸，其重量百分比為1% 3%，所述溶劑為水，其重量百分比為8% 10%。所述防結(jié)晶劑為表面活性劑中的一種或兩種以上的組合。所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑以及陽離子表面活性劑。上述相變蓄熱材料的制備方法，包括以下步驟:a、在干凈的塑料桶中加入水、防結(jié)晶劑、成核劑以及增稠劑，攪拌均勻，此時(shí)上述組分經(jīng)攪拌后成均一的粘稠狀混合物山、將作為主熱劑的十水硫酸鈉研碎、過篩篩選，使其成為均一的細(xì)沙狀，加入到上述混合物中，攪拌均勻，使各組分分散均勻，即可得到所述相變蓄熱材料。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明所述的相變蓄熱材料，在吸收熱量發(fā)生相變后呈現(xiàn)膠質(zhì)狀態(tài)，可以反復(fù)相變更多的次數(shù)，且不容易出現(xiàn)過冷問題，相對(duì)成本更低，更易于推廣使用，在應(yīng)用于太陽能采暖系統(tǒng)時(shí)，可以極大地提高太陽能利用率，降低太陽能熱水工程成本特別是蓄熱方面的投資，最大限度地發(fā)揮太陽能設(shè)備的投資效益。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所述的相變蓄熱材料由主熱劑、成核劑、防結(jié)晶劑、增稠劑以及溶劑組成，其中主熱劑為十水硫酸鈉，其重量百分比為75% 85%，成核劑為硼砂，其重量百分比為3% 5%，防結(jié)晶劑的重量百分比為3% 5%，增稠劑為聚羧酸，其重量百分比為1% 3%，溶劑為水，其重量百分比為8% 10%。上述組分中，防結(jié)晶劑(也即分散劑)是一種在分子內(nèi)同時(shí)具有親油性和親水性兩種相反性質(zhì)的界面活性劑，可分散那些難溶解于液體的無機(jī)、有機(jī)的固體顆粒，同時(shí)也能防止固體顆粒的沉降和凝聚，形成安定懸浮液，防結(jié)晶劑為表面活性劑中的一種或兩種以上的組合，或者為表面活性劑與兩性表面活性劑中的一種或兩種以上的組合，表面活性劑包括陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑以及陽離子表面活性劑，其中陰離子表面活性劑是脂肪酸及其鹽、有機(jī)磺酸及其鹽、有機(jī)硫酸鹽、有機(jī)磷酸鹽中的一種或兩種或兩種以上的組合。非離子表面活性劑是聚氧乙烯型非離子表面活性劑、脂肪酸多元醇酯型非離子表面活性劑、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單脂肪酸酯、烷基糖苷、硬脂酸聚氧乙烯(6)酯、辛基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種或兩種以上的組合；陽離子表面活性劑選自烷基胺及其鹽、季銨鹽、聚氧乙烯烷基胺中的一種或兩種或兩種以上的組合。成核劑(如硼砂)可以透過改變樹脂的結(jié)晶行為，加快結(jié)晶速率、增加結(jié)晶密度和促使晶粒尺寸微細(xì)化，達(dá)到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強(qiáng)度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機(jī)械性能。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:實(shí)施例1在一個(gè)干凈的塑料桶中加入重量百分比為10%的水、5%的防結(jié)晶劑、5%的硼砂、2%的聚羧酸，攪拌均勻，此時(shí)混合物成均一的粘稠狀，然后將重量百分比為78%的十水硫酸鈉研碎、過篩，使其成為均一的細(xì)沙狀，加入到上述混合物中，攪拌均勻，使各組分分散均勻。用上述方法所制得的相變蓄熱材料的相變潛熱為210kJ/kg，相變溫度為28°C。實(shí)施例2在一個(gè)干凈的塑料桶中加入重量百分比為10%的水、3%的防結(jié)晶劑、3%的硼砂、2%的聚羧酸，攪拌均勻，此時(shí)混合物成均一的粘稠狀，然后將重量百分比為82%的十水硫酸鈉研碎、過篩，使其成為均一的細(xì)沙狀，加入到上述混合物中，攪拌均勻，使各組分分散均勻。此法制得的相變材料相變潛熱為230kJ/kg，相變溫度27°C。上述方法所得的相比蓄熱材料，在吸收熱量發(fā)生相變后呈現(xiàn)膠質(zhì)狀態(tài)，并非像目前普遍使用的相變材料，在吸熱相變后呈液體狀態(tài)，因此本發(fā)明所得的相變材料可以反復(fù)相變更多的次數(shù)，且不容易出現(xiàn)過冷問題，另外，由于在防結(jié)晶中加入了藍(lán)色顏料，獲得的成品呈現(xiàn)藍(lán)色狀態(tài)，可以保證和主要原料混合均勻，保證質(zhì)量，相對(duì)成本更低，更易于推廣使用。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種相變蓄熱材料，由主熱劑、成核劑、防結(jié)晶劑、增稠劑以及溶劑組成，其特征是:所述主熱劑為十水硫酸鈉，其重量百分比為75% 85%，所述成核劑為硼砂，其重量百分比為3% 5%，所述防結(jié)晶劑的重量百分比為3% 5%，所述增稠劑為聚羧酸，其重量百分比為1% 3%，所述溶劑為水，其重量百分比為8% 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變蓄熱材料，其特征是:所述防結(jié)晶劑為表面活性劑中的一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變蓄熱材料，其特征是:所述表面活性劑包括陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑以及陽離子表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述相變蓄熱材料的制備方法，其特征是:包括以下步驟:a、在干凈的塑料桶中加入水、防結(jié)晶劑、成核劑以及增稠劑，攪拌均勻，此時(shí)上述組分經(jīng)攪拌后成均一的粘稠狀混合物山、將作為主熱劑的十水硫酸鈉研碎、過篩篩選，使其成為均一的細(xì)沙狀，加入到上 述混合物中，攪拌均勻，使各組分分散均勻，即可得到所述相變蓄熱材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相變蓄熱材料及其制備方法，由主熱劑、成核劑、防結(jié)晶劑、增稠劑以及溶劑組成，其中主熱劑為重量百分比為75%～85%的十水硫酸鈉，成核劑為重量百分比為3%～5%的硼砂，防結(jié)晶劑的重量百分比為3%～5%，增稠劑為重量百分比為1%～3%的聚羧酸，溶劑為重量百分比為8%～10%的水，制備方法包括以下步驟a、在干凈的塑料桶中加入水、防結(jié)晶劑、成核劑以及增稠劑，攪拌均勻，此時(shí)上述組分經(jīng)攪拌后成均一的粘稠狀混合物；b、將作為主熱劑的十水硫酸鈉研碎、過篩篩選，使其成為均一的細(xì)沙狀，加入到上述混合物中，攪拌均勻，使各組分分散均勻即可。本發(fā)明在吸熱相變后呈現(xiàn)膠質(zhì)狀態(tài)，相變次數(shù)更多，且不容易出現(xiàn)過冷問題。
文檔編號(hào)C09K5/06GK103194176SQ20131009465
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者梅建中, 曹國璋, 王坤 申請(qǐng)人:常州盛來太陽能科技有限公司