本發(fā)明涉及一種復(fù)合相變材料，特別是涉及一種多元醇復(fù)合相變材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

相變材料是利用材料固固、固液、固氣等相變過(guò)程中大量吸放熱的特性進(jìn)行熱能儲(chǔ)存和熱管理，具有儲(chǔ)能密度高、吸放熱過(guò)程溫度變化小的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于熱能儲(chǔ)存和熱管理。常用的相變材料包括脂肪烴、脂肪醇、脂肪酸、含結(jié)晶水無(wú)機(jī)鹽等。其中，脂肪醇相變材料的相變焓值顯著高于其他相變材料，例如丁四醇的相變焓值達(dá)到～350kJ/kg，己六醇的相變焓值達(dá)到～290kJ/kg，季戊四醇的相變焓值達(dá)到～300kJ/kg。但多數(shù)脂肪醇類(lèi)相變材料也有顯著缺點(diǎn)，即其相變過(guò)冷度非常大，丁四醇的相變過(guò)冷度接近100℃，這就導(dǎo)致儲(chǔ)存在相變材料中的熱能不能及時(shí)釋放，對(duì)儲(chǔ)能而言不利用于熱能的高效循環(huán)利用，對(duì)熱管理而言會(huì)增大溫度波動(dòng)，不利于穩(wěn)定溫控。

國(guó)外已有一些關(guān)于降低丁四醇過(guò)冷度的研究。例如通過(guò)超聲、加入晶種并機(jī)械攪拌、通過(guò)氣泡攪拌等方法均可顯著降低丁四醇過(guò)冷度。也有研究人員在液態(tài)丁四醇中通入電流，利用電流的影響來(lái)降低丁四醇過(guò)冷度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)銀電極向液態(tài)丁四醇中通入直流電會(huì)大幅降低丁四醇過(guò)冷度。

以上方法雖然可以顯著降低丁四醇過(guò)冷度，但是在熱能儲(chǔ)存過(guò)程中應(yīng)用不夠方便，尤其是丁四醇與其它物質(zhì)混合使用時(shí)，更增加了處理過(guò)程的復(fù)雜度。將不同種類(lèi)的脂肪醇按照合適比例混合形成混合物，可以得到具有高相變焓值、低過(guò)冷度的復(fù)合相變材料，但關(guān)于這一方面的研究非常少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種多元醇復(fù)合相變材料，該復(fù)合相變材料具有高焓值、低過(guò)冷度，且熔點(diǎn)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該復(fù)合相變材料制備工藝簡(jiǎn)單，易于批量制備，可以滿足軍用和民用領(lǐng)域的相變溫控和儲(chǔ)能需求。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種多元醇復(fù)合相變材料的制備方法。

本發(fā)明的上述目的主要是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種多元醇復(fù)合相變材料，包括丁四醇、季戊四醇和木糖醇，其中丁四醇的質(zhì)量百分比含量為60％-75％，季戊四醇的質(zhì)量百分比含量為24％-35％，木糖醇的質(zhì)量百分比含量為1％-5％。

一種多元醇復(fù)合相變材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)、將丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合后，采用手工研磨、球磨或砂磨1-3h；

(2)、將混合物在185～190℃加熱3～6h，至所有粉體熔化形成透明液體，將所述透明液體冷卻后得到固體多元醇復(fù)合相變材料。

在上述多元醇復(fù)合相變材料的制備方法中，丁四醇的質(zhì)量百分比含量為60％-75％。

在上述多元醇復(fù)合相變材料的制備方法中，季戊四醇的質(zhì)量百分比含量為24％-35％。

在上述多元醇復(fù)合相變材料的制備方法中，木糖醇的質(zhì)量百分比含量為1％-5％。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：

(1)、本發(fā)明以丁四醇作為原料，在丁四醇中加入一定比例的季戊四醇和木糖醇，通過(guò)調(diào)整各組份的含量，制備得到高焓值且過(guò)冷度較低的復(fù)合相變材料，該多元醇復(fù)合相變材料具有相變焓值高、過(guò)冷度小、熔點(diǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足軍用和民用領(lǐng)域的相變溫控和儲(chǔ)能需求。

(2)、本發(fā)明制備得到的復(fù)合相變材料過(guò)冷度比丁四醇過(guò)冷度低35-50℃，相變焓值達(dá)到210-260kJ/kg，熔點(diǎn)穩(wěn)定，在115℃左右，隨組分變化較小。

(3)、本發(fā)明通過(guò)大量試驗(yàn)對(duì)復(fù)合相變材料的組份及含量進(jìn)行優(yōu)選，同時(shí)對(duì)制備工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得制備的復(fù)合相變材料的過(guò)冷度顯著降低，且具有較高的相變焓值和穩(wěn)定的熔點(diǎn)，各項(xiàng)性能更加優(yōu)異；

(4)、本發(fā)明復(fù)合相變材料制備工藝簡(jiǎn)單，易于批量制備，可以滿足軍用和民用領(lǐng)域的相變溫控和儲(chǔ)能需求，在相變溫控、太陽(yáng)能熱儲(chǔ)存和工業(yè)余熱回收方面具有廣泛應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明多元醇復(fù)合相變材料制備流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

本發(fā)明多元醇復(fù)合相變材料以丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體為原料，將丁四醇、季戊四醇和木糖醇混合物采用手工研磨、球磨或砂磨1-3h，然后將該混合物在185-190℃加熱3-6h至所有粉體全部熔化形成透明液體，最后令此透明液體自然冷卻形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。其中丁四醇的質(zhì)量百分比含量為60％-75％，季戊四醇的質(zhì)量百分比含量為24％-35％，木糖醇的質(zhì)量百分比含量為1％-5％。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整復(fù)合相變材料中季戊四醇、木糖醇的含量來(lái)調(diào)整復(fù)合相變材料的過(guò)冷度和相變焓值，其熔點(diǎn)穩(wěn)定，在115℃左右，隨組分變化較小。該復(fù)合相變材料過(guò)冷度比丁四醇過(guò)冷度低35-50℃，相變焓值達(dá)到210-260kJ/kg。該多元醇復(fù)合相變材料具有相變焓值高、過(guò)冷度小、熔點(diǎn)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，可用于太陽(yáng)熱能儲(chǔ)存和工業(yè)余熱回收等領(lǐng)域。

實(shí)施例1

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇75wt％，季戊四醇24wt％，木糖醇1wt％。將該混合物手工研磨3h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至185℃，保溫3h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。

該多元醇復(fù)合相變材料相變焓值260kJ/kg，相變溫度為115.03℃，過(guò)冷度降到50℃。

實(shí)施例2

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇72wt％，季戊四醇26wt％，木糖醇2wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至190℃，保溫1h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。

該多元醇復(fù)合相變材料相變焓值242kJ/kg，相變溫度為115.07℃，過(guò)冷度降到43℃。

實(shí)施例3

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇70wt％，季戊四醇27wt％，木糖醇3wt％。將該混合物砂磨1h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至188℃，保溫2h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。

該多元醇復(fù)合相變材料相變焓值234kJ/kg，相變溫度為115.12℃，過(guò)冷度降到39℃。

實(shí)施例4

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇68wt％，季戊四醇28wt％，木糖醇4wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至187℃，保溫3h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。

該多元醇復(fù)合相變材料相變焓值220kJ/kg，相變溫度為115.18℃，過(guò)冷度降到36℃。

實(shí)施例5

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇65wt％，季戊四醇30wt％，木糖醇5wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至185℃，保溫3h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。

該多元醇復(fù)合相變材料相變焓值215kJ/kg，相變溫度為115.06℃，過(guò)冷度降到36℃。

實(shí)施例6

首先，取丁四醇、季戊四醇和木糖醇粉體混合，其原料配比為：丁四醇60wt％，季戊四醇35wt％，木糖醇5wt％。將該混合物球磨2h，形成混合均勻的粉體。然后，將該混合粉體在烘箱中加熱至190℃，保溫2h至所有粉體全部熔化形成透明液體。最后令該透明液體自然冷卻至室溫，形成白色固體狀的多元醇復(fù)合相變材料。

該多元醇復(fù)合相變材料相變焓值210kJ/kg，相變溫度為114.85℃過(guò)冷度降到35℃。

以上所述，僅為本發(fā)明最佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。