专利名称：一种高性能中温无机相变材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合相变储能材料，应用于电热元件、热水器蓄热调温和日用节能产品，具体的说是一种高性能中温无机相变材料及其制备方法。
背景技术：
相变储能技术是利用物质在恒温相变过程中吸收或释放能量的特性，将暂时不用的能量储存起来，待需要时再加以利用，从而解决了由于时间或地点上供热与用热的不匹配和不均勻所导致的能源利用率低的问题，以最大限度地提高整个加热系统的热效率，在能源、航天、军事、农业、建筑、化工、冶金等领域展示出十分广泛和重要的应用前景，在能量节约和保存中扮演着至关重要的角色。目前的相变储能材料研究主要分为两个方向有机相变储能材料和无机相变储能材料。前者性能稳定，相变温度范围广，放热过程几乎无过冷和相分离现象，但其相变潜热较低，密度较小，因此单位体积储能量较少，易燃和导热性低，应用前景未被看好。无机相变储热材料具有较高的单位体积储能热量和良好的导热性，其缺点是易产生过冷和相分离， 如能采用合适方法解决过冷和相分离问题，则无机相变储能材料将具有十分明显的优势。对于相变储能材料，其相变温度在60 80°C之间的相变材料用途较为广泛，在此温度段的无机相变材料比较少，现有技术中也有公开，见专利号为ZL200810043774. 7的中国发明专利报道的主料氢氧化钡Ba(OH)2 · 8H20 ；又见专利号为ZL20061004339026. 2和专利号为ZL200810219313. 0的报道主料都为三水醋酸钠；此温度段的有机相变材料见专利号为ZL200910102214. 9的报道主料为石蜡和浙青。在实际应用中，在此温度段的现有技术公开的一些无机相变材料普遍存在多次吸热和放热后容易出现相分离造成不稳定现象，不易长久使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种相变潜热高、相变温度适宜、循环性能稳定、过冷度小的以六水硝酸镁和硝酸锂为原料的高性能中温无机相变材料及其制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的—种高性能中温无机相变材料，其原料及质量百分比范围分别为六水硝酸镁 86 90%硝酸锂 10 14%。一种高性能中温无机相变材料的制备方法，将六水硝酸镁和硝酸锂按质量百分数均勻混合，于90°C完全融化，封装，制得无机相变材料成品。而且，所述样品融化完全后，保温10 30分钟。本发明的优点和积极效果是1、本相变材料的相变潜热大(150 180J/g)，熔点适宜(63 73°C左右)，无需引入成核剂或增稠剂，是该温度范围内的性能良好的储能材料，可在电热元件、热水器蓄热调温、日用节能产品及工业废热利用等领域推广应用。2、本相变材料经过反复试验验证其性能稳定，无过冷、相分离现象，循环性好，性能稳定，可长期使用。3、本相变材料的原料来源广泛、无毒、无腐蚀、制备方法简单、生产便利，该相变储能材料在熔融后成均勻透明的液体，易于封装。
图1为本发明储能材料百次热循环步冷曲线性能图。具体实施方法以下通过实施例详述本发明，这些实施例只为清楚公开本发明，不作为对本发明的限制。实施例1 一种高性能中温无机相变材料，原料及质量百分比分别为六水硝酸镁(Mg(NO3)2· 6H20) 86%硝酸锂(LiNO3)14%。制备方法是按上述质量配比将六水硝酸镁晶体和硝酸锂均勻混合后制得储热体系，将上述储热体系置于Φ30πιπι的玻璃试管中，于90°C水浴中融化，样品融化完全后再保温IOmin以上以使样品混合更为均勻，最后将混合物灌入容器中进行封装。生产过程中应注意以下事项1、封装容器可采用塑料或金属容器，形状选择可以是球形、长方形、立方体或圆柱形，但不论采用哪种封装方式，都应保证其与外界的密闭性。2、样品封装前，应保证样品完全融化，可将样品融化完全后再保温一段时间使样品混合更为均勻。检验依照上述配方及工艺制出的相变储能材料呈白色，液态时成无色透明状。此材料相变潜热大(大于150J/g)，相变温度在62 67°C之间。实施例2 一种高性能中温无机相变材料，原料及质量百分比分别为六水硝酸镁(Mg(NO3)2· 6H20) 90% ；硝酸锂(LiNO3)10%。制备方法是按上述质量配比将六水硝酸镁晶体和硝酸锂均勻混合后制得储热体系，将上述储热体系置于Φ30πιπι的玻璃试管中，放入90°C水浴中加热至样品融化，样品融化完全后再保温IOmin以上以使样品混合更为均勻，最后将混合物灌入容器中进行封装。生产过程中应注意以下事项1、封装容器可采用塑料或金属容器，形状选择可以是球形、长方形、立方体或圆柱形，但不论采用哪种封装方式，都应保证其与外界的密闭性。2、样品封装前，应保证样品完全融化，可将样品融化完全后再保温一段时间使样品混合更为均勻。检验依照上述配方及工艺制出的相变储能材料呈白色，液态时成无色透明状。此材料相变潜热大(大于150KJ/Kg)，相变温度在65 73°C之间。 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，以上实施例和说明书中描述的只说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书以及等效物界定。
权利要求
1.一种高性能中温无机相变材料，其特征在于其原料及质量百分比范围分别为 六水硝酸镁86 90%硝酸锂 10 14%。
2.一种如权利要求1所述的高性能中温无机相变材料的制备方法，其特征在于将六水硝酸镁和硝酸锂按质量百分数均勻混合，于90°C完全融化，封装，制得无机相变材料成
3.根据权利要求2所述的高性能中温无机相变材料的制备方法，其特征在于所述样品融化完全后，保温10 30分钟。
全文摘要
本发明涉及一种高性能中温无机相变储热材料及其制备方法，其原料及质量百分比范围分别为六水硝酸镁86～90％；硝酸锂10～14％。制备方法是将六水硝酸镁和硝酸锂按质量百分数均匀混合，于90℃完全融化，封装，制得无机相变材料成品。本发明提供的中温相变储能材料具有原料广泛，价格低廉，无毒和无腐蚀，制备方法简单，相变潜热大，相变温度在62～73℃之间，性能优越，经过反复试验验证其性能稳定，无过冷和相分离现象，可在电热元件、热水器蓄热调温和日用节能产品等领域推广应用。
文档编号C09K5/06GK102352221SQ20111032034
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者李玉婷, 王士强, 邓天龙, 郭亚飞, 闫东军, 高道林 申请人:天津科技大学