水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法技术

本发明专利技术公开水合无机盐‑膨胀蛭石‑石蜡‑PAM复合相变储能材料的制备方法，(1)物理浸渍法制备水合无机盐/膨胀蛭石；(2)石蜡/PAM乳液的制备；(3)水合无机盐/膨胀蛭石添加到石蜡/PAM乳液中，得到水合无机盐/膨胀蛭石‑石蜡/PAM定形相变储能材料添加的水合无机盐/膨胀蛭石同样有效地减少了石蜡的泄露，提高了石蜡的包封效率，而水合无机盐的存在也进一步提高了材料的相变潜热；更重要的是，将水合无机盐复合到石蜡/PAM定形相变材料的机体之中，也有效的降低了水合无机盐的过冷度。测试结果显示，这种复合相变材料的相变潜热较高、热稳定性和循环稳定性良好，具有较好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法
本专利技术涉及有机无机复合储能材料
具体地说是水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法。
技术介绍
相变材料作为一种节能材料，能够在相变过程中储存和释放能量，有效的降低建筑物能耗，提高室内的舒适程度，因此得到了人们较多的关注。石蜡作为一种常见的有机固-液相变材料，具有相变潜热高、相变温度较宽、性质稳定且价格较低等优点，在多个领域均得到了广泛的应用。由于石蜡在相变过程中有液相的产生，因此通常需要利用包封材料对其进行包封，制成定形相变材料以防止其泄露。膨胀蛭石由生蛭石片高温处理后得到，在我国新疆、内蒙等地均有大量产出，目前于建筑、农业等多个领域得到了广泛的应用。膨胀蛭石的亲水性较强，同时密度较低。水合无机盐是一种优秀的无机相变材料，具有相变潜热高、导热性能好、阻燃性优异等优点，在低温相变储能领域得到了较多的研究。但同时，水合无机盐在结晶过程中往往会发生过冷现象，这一个缺点严重限制了它的应用。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种有效的降低水合无机盐的过冷度的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，包括如下步骤：(1)物理浸渍法制备水合无机盐/膨胀蛭石；(2)石蜡/PAM乳液的制备；(3)水合无机盐/膨胀蛭石添加到石蜡/PAM乳液中，得到水合无机盐/膨胀蛭石-石蜡/PAM定形相变储能材料。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(1)中，所述水合无机盐为十二水合磷酸氢二钠或十水合硫酸钠。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，所述水合无机盐为十二水合磷酸氢二钠。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，膨胀蛭石的尺寸分布为16.07-83.59μm，平均粒径为36.61μm；膨胀蛭石的层间距分布在0.12-2.36μm，平均层间距为0.60μm。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(1)中，(1-1)称取水合无机盐加入烧杯中，使水合无机盐在烘箱中加热熔融；(1-2)待水合无机盐完全熔融后，称取膨胀蛭石加入熔融的水合无机盐之中，使其浸渍；(1-3)浸渍结束后，将膨胀蛭石滤出并将其转移至滤纸上，用滤纸吸取膨胀蛭石表面多余的水合无机盐，不断更换滤纸直至滤纸上不再出现湿渍。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(1)中，称取10g水合无机盐加入50mL烧杯中，使水合无机盐在70℃烘箱中加热熔融；待水合无机盐完全熔融后，称取2g膨胀蛭石加入熔融的水合无机盐之中，使其在70℃、磁力搅拌的条件下浸渍5h；浸渍结束后，将膨胀蛭石滤出并将其转移至滤纸上，在70℃条件下用滤纸吸取膨胀蛭石表面多余的水合无机盐，不断更换滤纸直至滤纸上不再出现湿渍；最终，即可得到包覆有水合无机盐的膨胀蛭石上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(2)中：(2-1)称取丙烯酰胺，N,N-亚甲基双丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮以及吐温85放入圆底烧瓶中，将去离子水加入圆底烧瓶；将圆底烧瓶置入超声清洗仪中超声，直至其中溶质完全溶解，将制备好的水溶液作为水相备用；再称取石蜡置于烧杯中，使其在烘箱中熔融，作为油相备用；(2-2)将溶解好的油相逐渐滴入制备好的水相中，得到水包石蜡乳液；石蜡滴加完成后，搅拌，使乳液更加均匀和稳定。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(2)中：(2-1)称取2.0g丙烯酰胺，0.4g的N,N-亚甲基双丙烯酰胺，0.1g聚乙烯吡咯烷酮以及0.3g吐温85放入100mL圆底烧瓶中，将5mL去离子水加入圆底烧瓶；将圆底烧瓶置入超声清洗仪中超声，直至其中溶质完全溶解，将制备好的水溶液作为水相备用；再称取9g石蜡置于50mL烧杯中，使其在45℃烘箱中熔融，作为油相备用；(2-2)在45℃、1000r/min条件下，将溶解好的油相逐渐滴入制备好的水相中，得到水包石蜡乳液；石蜡滴加完成后，保持45℃、1000r/min搅拌10min，使乳液更加均匀和稳定。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(3)中：(3-1)将水合无机盐/膨胀蛭石加入到搅拌中的水包石蜡乳液，使膨胀蛭石均匀的分散在水包石蜡乳液之中，加完后继续搅拌3min；然后加入0.03g过硫酸铵；(3-2)分散均匀后，将乳液倒入50mL烧杯中，滴入3滴N,N,N,N-四甲基乙二胺，快速搅拌均匀后，将烧杯封口放入45℃烘箱中，使丙烯酰胺在过硫酸铵与N,N,N,N-四甲基乙二胺的作用下聚合，得到固化好的产物，反应时间为5min，得到固化好的产物；(3-3)将产物冷冻干燥后置于滤纸上放入45℃烘箱中，使产物中多余的石蜡流出，得到膨胀蛭石/石蜡/PAM定形相变储能材料。上述水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，在步骤(3)中：(3-1)将1.0-2.0g水合无机盐/膨胀蛭石加入到搅拌中的水包石蜡乳液，使水合无机盐/膨胀蛭石均匀的分散在水包石蜡乳液之中，加完后继续搅拌3min；然后加入0.03g过硫酸铵；(3-2)分散均匀后，将乳液倒入50mL烧杯中，滴入3滴N,N,N,N-四甲基乙二胺，快速搅拌均匀后，将烧杯封口放入45℃烘箱中，使丙烯酰胺聚合，得到固化好的产物，反应时间为5min，得到固化好的产物；(3-3)将产物冷冻干燥后置于滤纸上放入45℃烘箱中，使产物中多余的石蜡流出，得到膨胀蛭石/石蜡/PAM定形相变储能材料。本专利技术的技术方案取得了如下有益的技术效果：膨胀蛭石是一种较为亲水的无机材料，因此本申请选用了水合无机盐作为“填充物”对膨胀蛭石进行“填充”，即将无机相变材料水合无机盐与有机相变材料石蜡进行了耦合，得到了一种新的有机无机复合相变储能材料。将水合无机盐浸渍进膨胀蛭石的层状结构中，并将其添加到了石蜡/PAM定形相变材料的机体之中，制得了一种新的有机无机复合相变储能材料。添加的水合无机盐/膨胀蛭石同样有效地减少了石蜡的泄露，提高了石蜡的包封效率，而水合无机盐的存在也进一步提高了材料的相变潜热；更重要的是，将水合无机盐复合到石蜡/PAM定形相变材料的机体之中，也有效的降低了水合无机盐的过冷度。测试结果显示，这种复合相变材料的相变潜热较高、热稳定性和循环稳定性良好，具有较好的应用前景。本材料将无机相变材料Na2HPO4·12H2O与有机相变材料石蜡的两种相变过程进行了耦合。一方面，Na2HPO4·12H2O/膨胀蛭石的添加减少了定形相变材料石蜡的泄露，提高了石蜡的包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)物理浸渍法制备水合无机盐/膨胀蛭石；/n(2)石蜡/PAM乳液的制备；/n(3)水合无机盐/膨胀蛭石添加到石蜡/PAM乳液中，得到水合无机盐/膨胀蛭石-石蜡/PAM定形相变储能材料。/n

【技术特征摘要】
1.水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)物理浸渍法制备水合无机盐/膨胀蛭石；
(2)石蜡/PAM乳液的制备；
(3)水合无机盐/膨胀蛭石添加到石蜡/PAM乳液中，得到水合无机盐/膨胀蛭石-石蜡/PAM定形相变储能材料。


2.根据权利要求1所述的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述水合无机盐为十二水合磷酸氢二钠或十水合硫酸钠。


3.根据权利要求2所述的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，所述水合无机盐为十二水合磷酸氢二钠。


4.根据权利要求1所述的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，膨胀蛭石的尺寸分布为16.07-83.59μm，平均粒径为36.61μm；膨胀蛭石的层间距分布在0.12-2.36μm，平均层间距为0.60μm。


5.根据权利要求1所述的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，
(1-1)称取水合无机盐加入烧杯中，使水合无机盐在烘箱中加热熔融；
(1-2)待水合无机盐完全熔融后，称取膨胀蛭石加入熔融的水合无机盐之中，使其浸渍；
(1-3)浸渍结束后，将膨胀蛭石滤出并将其转移至滤纸上，用滤纸吸取膨胀蛭石表面多余的水合无机盐，不断更换滤纸直至滤纸上不再出现湿渍。


6.根据权利要求5所述的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，称取10g水合无机盐加入50mL烧杯中，使水合无机盐在70℃烘箱中加热熔融；待水合无机盐完全熔融后，称取2g膨胀蛭石加入熔融的水合无机盐之中，使其在70℃、磁力搅拌的条件下浸渍5h；浸渍结束后，将膨胀蛭石滤出并将其转移至滤纸上，在70℃条件下用滤纸吸取膨胀蛭石表面多余的水合无机盐，不断更换滤纸直至滤纸上不再出现湿渍；最终，即可得到包覆有水合无机盐的膨胀蛭石。


7.根据权利要求1所述的水合无机盐-膨胀蛭石-石蜡-PAM复合相变储能材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中：
(2-1)称取丙烯酰胺，N,N-亚甲基双丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮以及吐温85放入圆底烧瓶中，将去离子水加入圆底烧瓶；将圆底烧瓶置入超声清洗仪中超声，直至其中溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕喜风，密建国，赵顺，苑正己，张璐祥，田维亮，王航，张璐瑶，
申请(专利权)人：塔里木大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65