【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种彩色柔性定形相变储能材料及其制备方法，其属于新材料。
技术介绍
1、近年来，能源短缺是当今经济发展面临的重大困局，开发新型能源储存技术、提高能源利用率迫在眉睫，相变储能材料(pcm)通过利用物质物理相态转变，吸收或者释放大量热量，从而实现热能的存储与利用，是提高热能利用效率的有效方式之一，其具有储能密度大，价格低廉，温度范围广等优点，能够有效解决热能的供给与需求的时空间不匹配的问题。
2、但传统相变材料刚性大，韧性差，受力容易发生脆性断裂，因此难以加工，无法轻易安装于空间受阻的器件中，并且很难做到与器件进行紧密的贴合，导致接触热阻增加，热管理效率降低，因此制备柔性定形相变材料有着重要的应用价值。
3、但是柔性相变材料也存在着一定的问题，如大多柔性相变材料具有本征柔性，易泄漏，色彩较为单一且并不鲜艳，在实际应用中有很大的限制。
4、为赋予相变材料柔性特性，相关科研工作者通过物理嵌入法或化学键合法等方式制备柔性相变材料。隋晓锋等申请了一种柔性定形复合相变材料的专利，将处理好的纤维素海绵浸入聚氨酯溶液中，同时加入一定质量分数的导热填料，浸渍结束后取出纤维素海绵，于混合溶液中凝固，再进行干燥后便可得到具有柔性以及多孔结构的纤维素海绵/聚氨酯复合材料。该复合材料力学性能优异，在熔点以下发生形变时不会发生断裂，且在外力去除后仍能回复原状，使材料展现出良好的柔性，且在熔点以上能够经受任何可逆形变，可有效的减少其与热管理设备之间的热阻，提高实际安装便捷性，拓展其在微型电子设备热能储存领域和管
5、通过将聚乙二醇和染料引入高分子骨架，所得相变材料有着优异的形状稳定性，较好的相变性能的同时还具有本征柔性以及艳丽的色彩。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一类新的相变温度易于调节、具有艳丽色彩的有机柔性定形相变储能材料，此种材料将聚乙二醇和染料引入高分子骨架，得到相变温度可调，形状稳定，柔性佳，色彩艳的新型相变储热材料，可用于特殊环境下热能的存储与释放。此类材料合成工艺简单，应用方便，具有广阔的应用前景。
2、一种彩色柔性定形相变储能材料，所述彩色柔性定形相变储能材料按质量百分比，由下述组分组成：
3、该材料由由重量百分比为95~99%有机高分子定形相变支撑材料和重量百分比为1~5%的混合扩链剂组成；
4、优选地，有机高分子定形相变支撑材料：97.8~98.3wt%；混合扩链剂：1.7~2.2%，混合扩链剂由染料及小分子扩链剂混合所得，其中染料占比为0.6~46wt%，小分子扩链剂：54~99.4wt%。
5、有机高分子定形相变支撑材料的结构通式如下：
6、
7、其中，连接基a的结构为、或；
8、d=, , , ,或；
9、v1为cl、f、nhch3或nhc4h9；v2为h或ch3；m=100~10000的整数； n=10~1000的整数。
10、染料分子及小分子扩链剂均为含有双羟基或双氨基的化合物，其与所合成的有机高分子定形支撑材料上的特定官能团进行反应。
11、本专利技术所述彩色柔性定形相变储能材料由有机高分子定形相变支撑材料及混合扩链剂复合而成，其中，有机高分子定形相变支撑材料是以聚醚为软段、芳环为硬段的多嵌段型高分子相变材料，混合扩链剂由小分子扩链剂和染料按照一定比例混合获得。
12、优选地，染料具有相似反应活性的双羟基或氨基结构。以下为对于优选染料结构的详细阐述：
13、对于蒽醌类染料而言，其化学结构式要求如下：
14、
15、其中，r1与r2的结构相同，选自oh、nh2、、、、中的任意一种；
16、所述偶氮类染料包括杂环类偶氮染料以及非杂环类偶氮染料；其中非杂环类偶氮染料结构通式如下：
17、
18、其中，t1为no2、sco2h3中的一种，t2与t3分别为h、cl、br、no2、cn中的任意一种，y1,y2分别为h、ch3、och3、nhcoch3、och3(oc2h5) 、oc7h5(och3)中的任意一种, m1与 m2 分别为ch2ch2oh、ch2oh中的任意一种；
19、杂环类偶氮染料结构通式如下：
20、
21、其中，x为、、、、、、、、、、、、、、、中的任意一种，l1, l2分别为h、ch3、och3、nhcoch3、och3(oc2h5) 、oc7h5(och3)中的任意一种,q1,q2分别为ch2ch2oh、ch2oh中的任意一种。
22、所述扩链剂优选小分子扩链剂为n,n二羟乙基苯胺，三乙胺，丙三醇，三羟甲基乙烷，1,4-丁二醇，三羟甲基丙烷，二亚甲基苯基二醇，1,4环己二醇中的1种。
23、优选小分子扩链剂为n,n二羟乙基苯胺，三乙胺，丙三醇，三羟甲基乙烷，1,4-丁二醇，三羟甲基丙烷，二亚甲基苯基二醇，1,4环己二醇中的1种。
24、一种彩色柔性定形相变储能材料的制备方法，包括下述工艺步骤：搅拌条件下，将有机高分子定形相变支撑材料与染料按照比例溶解于溶剂中，n2环境下于80~120 ℃反应4~12 h，蒸发溶剂，真空干燥，即得。
25、上述技术方案中，所述溶剂优选为四氢呋喃、二氧六环、丙酮、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、dmf、dmso、苯、甲苯、二甲苯、聚乙二醇二甲醚、氯苯、环己烷或正己烷中的1~3种。
26、一种彩色柔性定形相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：：
27、（1）将平均分子量为2000~20000的聚乙二醇在80 ℃条件下真空干燥48 h。
28、（2）将聚乙二醇与含有双官能团的芳环化合物按摩尔比1:2溶于溶剂中，并加入适量催化剂，在n2环境下将上述原料添加至三口瓶中，于40~60 ℃下搅拌反应4~10 h，得到含有双官能团的中间体化合物的溶液。
29、其中，所述含有双官能团的化合物为含有环氧、三嗪或异氰酸酯结构的化合物；所述催化剂与聚乙二醇的质量比为1：60~130；所述溶剂与聚乙二醇的质量比为7~14：1；
30、所述溶剂为四氢呋喃、二氧六环、丙酮、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、dmf、dmso、苯、甲苯、二甲苯、聚乙二醇二甲醚、氯苯、环己烷或正己烷中的1~3种。
31、（3）按照染料与步骤（2）所得中间体化合物摩尔比为1:1的比例向三口瓶中加入染料，同时补加与步骤二等量的催化剂，于80~120 ℃反应4~12 h，得有机高分子定形相变支撑材料。
32、上述步骤（2）所述含有环氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种彩色柔性定形相变储能材料，其特征在于：所述彩色柔性定形相变储能材料由重量百分比为95~99%有机高分子定形相变支撑材料和重量百分比为1~5%的混合扩链剂组成；其中混合扩链剂由小分子扩链剂及染料分子混合得到，混合扩链剂中染料分子的质量百分比为0.6~46wt%；
2.根据权利要求1所述的一种彩色柔性定形相变储能材料，其特征在于：所述染料分子包括蒽醌类染料或者偶氮类染料
3.根据权利要求1所述的一种彩色柔性定形相变储能材料，其特征在于：所述小分子扩链剂为N,N二羟乙基苯胺、三乙胺、丙三醇、三羟甲基乙烷、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、二亚甲基苯基二醇或1,4环己二醇。
4.权利要求1-3任一所述的彩色柔性定形相变储能材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
5.根据权利要求4所述的彩色柔性定形相变储能材料的制备方法，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的彩色柔性定形相变储能材料的制备方法，其特征在于：所述混合扩链剂与含有双官能团的中间体化合物的摩尔比为1:1，其中混合扩链剂的摩尔量为双羟基或双氨基的摩尔量。
<...【技术特征摘要】
1.一种彩色柔性定形相变储能材料，其特征在于：所述彩色柔性定形相变储能材料由重量百分比为95~99%有机高分子定形相变支撑材料和重量百分比为1~5%的混合扩链剂组成；其中混合扩链剂由小分子扩链剂及染料分子混合得到，混合扩链剂中染料分子的质量百分比为0.6~46wt%；
2.根据权利要求1所述的一种彩色柔性定形相变储能材料，其特征在于：所述染料分子包括蒽醌类染料或者偶氮类染料
3.根据权利要求1所述的一种彩色柔性定形相变储能材料，其特征在于：所述小分子扩链剂为n,n二羟乙基苯胺、三乙胺、丙三醇、三羟甲基乙烷、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷、二亚甲基苯基二醇或1,4环己二醇。
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐炳涛，胡彩烁，张宇昂，张淑芬，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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