本案涉及一种高导热相变材料，包括以下重量份的材料：癸酸100重量份和丙烯‑乙烯共聚物20～25重量份；其中，所述丙烯‑乙烯共聚物中，丙烯含量为8～12wt%。本案以癸酸为相变材料主体，并辅以丙烯‑乙烯共聚物作为支撑载体，有效改善了癸酸吸热融化后的流动性；并且，由于丙烯的改性，使得不仅其能够提供优异的支撑作用，还可在一定程度上协同提高相变材料整体的相变潜热和导热系数；同时，通过月桂酸、肉豆蔻酸、对氟甲苯和己酸乙酯的引入，在整体上改善了各材料的分散程度，提高了相变材料的相变潜热和导热系数。
A high thermal conductivity phase change material
The invention relates to a high thermal conductivity of phase change materials, including the following parts by weight of material: 100 parts by weight of capric acid and propylene ethylene copolymer 20 ~ 25 weight; among them, the propylene ethylene copolymer, propylene content is 8 ~ 12wt%. In the case of capric acid as phase change material main body, supplemented by propylene ethylene copolymer as support carrier, effectively improve the fluidity of capric acid after melting and endothermic; due to modification of propylene, which not only can provide excellent support, but also to a certain extent, improve the overall coordination of phase change material transformation the latent heat and thermal conductivity; at the same time, by lauric acid, myristic acid, p-fluorotoluene ethyl caproate and the introduction of improved dispersion of the material in the whole, improve the latent heat and thermal conductivity of phase change materials.
【技术实现步骤摘要】
一种高导热相变材料
本专利技术涉及相变材料，特别涉及一种高导热相变材料。
技术介绍
相变材料的种类很多，可以被利用作相变材料的物质有两万多种，根据相变材料选取原则，无机盐和有机物两大类材料在应用上均有一定限制。相对于有机物，无机盐种类虽然繁多，且具有单位体积潜热大、导热系数较高等优点，但此类材料存在过冷、相分离、析出、腐蚀、污染、性能退化等问题，并且使用寿命有限。有机物性质温和，无过冷、腐蚀等问题，价格低廉，容易获取，一直是相变材料领域研究的热点。但是有机相变材料在应用上也有两大难点，其一，有机相变材料大多属于固-液相变材料范畴，材料吸热后呈液体状态，其流动性限制其应用；其二，有机相变材料导热系数普遍偏小，一般在0.15～0.3W/(m·K)，影响材料蓄、放热速度，影响使用。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高导热相变材料，其通过对材料的改进，实现对相变材料流动性的调节，并有效提高了相变材料的导热系数和相变潜热。本专利技术采用的技术方案如下：一种高导热相变材料，包括以下重量份的材料：癸酸100重量份；丙烯-乙烯共聚物20～25重量份；其中，所述丙烯-乙烯共聚物中，丙烯含量为8～12wt％。优选的是，所述的高导热相变材料，其中，所述丙烯-乙烯共聚物的数均分子量为10000～13000g/mol。优选的是，所述的高导热相变材料，其中，所述丙烯-乙烯共聚物的数均分子量为11000～12000g/mol。优选的是，所述的高导热相变材料，其中，还包括6～8重量份的月桂酸。优选的是，所述的高导热相变材料，其中，还包括6～8重量份的肉豆蔻酸。优选的是，所述的高导热相变材料，其中，还包括2～3重量份的对氟甲苯。优选的是，所述的高导热相变材料，其中，还包括2～3重量份的己酸乙酯。本专利技术的有益效果是：本案以癸酸为相变材料主体，并辅以丙烯-乙烯共聚物作为支撑载体，有效改善了癸酸吸热融化后的流动性；并且，由于丙烯的改性，使得不仅其能够提供优异的支撑作用，还可在一定程度上协同提高相变材料整体的相变潜热和导热系数；同时，通过月桂酸、肉豆蔻酸、对氟甲苯和己酸乙酯的引入，在整体上改善了各材料的分散程度，提高了相变材料的相变潜热和导热系数。具体实施方式下面对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。本案提供一实施例的高导热相变材料，包括以下重量份的材料：癸酸100重量份；丙烯-乙烯共聚物20～25重量份；其中，丙烯-乙烯共聚物中，丙烯含量为8～12wt％。癸酸是一种优异的相变材料，它的相变温度为31.5℃，相变潜热为158kJ/kg，沸点270℃。癸酸在融化后呈液态，其流动性需要改良。目前定形有机相变材料已有许多成功的研究，这些研究主要是以有机相变材料和其他不可相变材料混合的方式来控制材料的流动性。制备定形相变材料的过程实际上是制备复合相变材料的过程，该材料主要由两种成分组成，一是相变材料，通过工作物质的相变进行储能；另一种是载体基质，该成分的作用是控制材料的流动性。载体基质需易于加工，融化温度一般要求较高，而且在相变材料的相变范围内性能要稳定，在该范围内需保持形状和材料性能不变，并且要在强度、热稳定性、密封性等方面也有一定要求，最重要的一点是与工作物质要有合适的相容性。许多学者曾应用高聚乙烯(HDPE)作为支撑体与各种相变温度的石蜡混合制成定型相变材料。癸酸与石蜡性质相似，因此在现有技术中也有研究使用高聚乙烯作为支撑体。但从未来量产的角度去考量，仅将一种添加物作为单一的支撑体来使用不符合经济学规律，换言之，如果能够通过添加一种物质，使得其既能起到支撑体作用，就能对产品本身产生出乎意料的积极改性作用，这样的产品将更加具有竞争力。在本案中，则是希望可以通过对材料配方的突破，来发现一种既能作为支撑体又能作为辅助相变蓄热体或能与相变材料产生协效作用的添加材料。而这种添加材料正是丙烯-乙烯共聚物。丙烯的引入可以对聚乙烯支撑体的结构强度作出一定的贡献，主要是在高温下的流动性方面作出了重大的改进，丙烯可以增加聚乙烯在高温下的结构刚性，从而能够减小相变材料在吸热后的流动性，增加相变材料的结构稳定性，而结构稳定性得到提高后的最大好处就是相变材料吸放热的可控性和使用寿命得到明显提高。但丙烯的改性还不止如此，实验发现，丙烯-乙烯共聚物可以在一定程度上协同参与癸酸的蓄热，换言之，丙烯-乙烯共聚物的引入提高了相变材料的相变潜热和导热系数。但是需要注意的是，在丙烯-乙烯共聚物中，丙烯的含量需要被限定在8～12wt％。因为实验发现，超出该范围的丙烯含量将导致丙烯-乙烯共聚物对相变材料整体的支撑作用和协同蓄热作用呈非线性状态，即丙烯-乙烯共聚物对相变材料的改性作用变得不可预测，而这不利于对相变材料进行可控性利用。丙烯-乙烯共聚物属于无规共聚物，其制备方法属于现有技术，即将丙烯单体和乙烯单体按设计比例混匀后，在现有已知的聚乙烯的实验条件下即可实现对两者的无规共聚反应，而反应时间与分子量的关系也可完全参考聚乙烯的一般规律进行操作。在上述实施例中，所述丙烯-乙烯共聚物的数均分子量为10000～13000g/mol；其中，丙烯-乙烯共聚物的数均分子量优选为11000～12000g/mol，在该范围内，可使癸酸获得最佳的支撑效果，分散均匀度最好，测得的相变潜热值最稳定，表面在该范围内，相变材料的性能最稳定，蓄放热频次长久。在上述实施例中，相变材料还包括6～8重量份的月桂酸。月桂酸与癸酸的结合仅是两种蓄热材料的简单叠加，但通过研究发现，月桂酸能与丙烯-乙烯共聚物产生积极的协效作用，其整体所获相变潜热值大于月桂酸与癸酸自身潜热值的简单叠加，由此说明，月桂酸的引入得到了意料不到的改进效果。在上述实施例中，相变材料还包括6～8重量份的肉豆蔻酸。同理，肉豆蔻酸与丙烯-乙烯共聚物亦能产生积极的协效作用。但无论是月桂酸还是肉豆蔻酸，它们的添加量都应被限制，这是因为它们的添加是基于上述实施例的配方整体而言的，在上述配方的框架下，若超出优选的添加量，将导致对相变潜热和导热系数的提升作用偏离线性，甚至产生负面影响，变得不可控，这对于一款相变材料的开发利用是非常忌讳的，因此，从配方的整体性而言，后续的添加物应优先服务于配方整体，即它们的添加量应以上述配方整体为基础而被限定在6～8重量份这一范围内。若超出这一范围，将导致需要重新对配方进行复配，但从实验结果来看，仅通过有限次的实验，还未能配出另一个符合条件的备用配方。在上述实施例中，相变材料还包括2～3重量份的对氟甲苯。当配方中存在癸酸、月桂酸和肉豆蔻酸时，三者的兼容性不是很理想，此时需要加入一种协效剂能够使三者互容，在与丙烯-乙烯共聚物混合时，能够起到混合均匀的效果，使三者互不排斥，以避免相变材料局部差异所导致的蓄热障碍。三种酸与共聚物混合的条件是在150～160℃下搅拌混匀。与对氟甲苯结构相近的对氯甲苯、邻氟甲苯和甲苯本身对兼容性的改进效果远不及对氟甲苯，这也说明了对氟甲苯在这里的作用绝不仅仅是一种溶剂作用。在上述实施例中，相变材料还包括2～3重量份的己酸乙酯。己酸乙酯主要用于增加丙烯-乙烯共聚物内部的结构强度，使丙烯-乙烯共聚物在吸热时，能兼顾自身的刚性和韧性，提高对相变材料的夹持力和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高导热相变材料，包括以下重量份的材料：癸酸 100重量份；丙烯‑乙烯共聚物 20～25重量份；其中，所述丙烯‑乙烯共聚物中，丙烯含量为8～12wt%。
【技术特征摘要】
1.一种高导热相变材料，包括以下重量份的材料：癸酸100重量份；丙烯-乙烯共聚物20～25重量份；其中，所述丙烯-乙烯共聚物中，丙烯含量为8～12wt%。2.如权利要求1所述的高导热相变材料，其特征在于，所述丙烯-乙烯共聚物的数均分子量为10000～13000g/mol。3.如权利要求2所述的高导热相变材料，其特征在于，所述丙烯-乙烯共聚物的数均分子量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张良，
申请(专利权)人：苏州良井模型科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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