本发明涉及纳米储能材料，具体涉及一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜及其制备方法。
背景技术：
1、无论是日常生活还是工业生产，用热需求都占据了能源消耗的极高比重；与此同时，大量的生活余热与工业废热尚未得到有效利用。因此，储热材料的开发和应用有利于能源的充分和高效利用。相变材料因其储能密度高、温度相对恒定、安全耐用等优点，具有极大的应用前景。然而，相变材料热导率较低、易泄露等不足则是制约其实际应用的重要障碍。
2、除了温度以外，湿度是影响人体舒适性的重要因素，也对工业和农业的正常生产具有不可忽视的影响。然而，材料的防水和透湿性能往往相互矛盾，多数现有材料难以同时兼有优良的防水性和透湿性。因此，开发一种同时兼具优秀防水能力和透湿性的材料具有极大的现实意义。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工艺流程简单，原材料较易获取，制备得到的纤维膜成品能够将相变材料稳定包裹，具有较高储热能力，优良的导热和防水透湿性能，无毒无害，适用于包括功能性织物、电子元件热管理、建筑节能材料、作物栽培等领域的高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜及其制备方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、发明人了解到，近来兴起的同轴静电纺丝技术与等离子清洗技术是同时实现高效控温与透湿防水的有效途径。同轴静电纺丝技术可以实现相变材料的稳定包裹，在防止其泄露的同时维持较高的整体储热密度。在纺丝原料制备过程中，可轻易通过添加高导热材料以增强热导率，弥补单一相变材料热导率低的缺陷。同时，静电纺丝技术可生产由直径为数十纳米至数微米的纤维密集交织而成的纤维膜，能够有效起到优秀的防水作用。而经等离子清洗处理的静电纺丝纤维膜，能显著提高纤维膜一侧的亲水性，有利于在维持其固有防水性能的同时增大纤维膜两侧之间的水蒸气传质速率，从而实现高效透湿，提出如下具体方案：
4、一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，该方法包括以下步骤：
5、壳层纺丝液的配制：将高分子材料与高导热材料加入到溶剂中适当加热搅拌至高分子材料完全溶解，超声分散后，得到壳层纺丝液；
6、核层纺丝液的配制：将相变材料加热至熔化后，将高导热材料添加至相变材料中，超声分散后，得到核层纺丝液；
7、同轴静电纺丝：将壳层纺丝液与核层纺丝液分别注入同轴静电纺丝装置的壳层纺丝液通道与核层纺丝液通道，进行静电纺丝，得到高导热相变储能纳米纤维膜；
8、烘干处理：将高导热相变储能纳米纤维膜进行烘干处理，去除残留的溶剂；
9、等离子清洗：将烘干处理后的高导热相变储能纳米纤维膜的其中一侧进行等离子清洗，得到高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜。
10、进一步地，所述的高分子材料包括聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、水性聚氨酯、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇缩丁醛、水性丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或乙烯-醋酸乙烯共聚物。
11、进一步地，所述的溶剂包括水、丙醇、异丙醇、丙二醇、环己烷、丙酮、 n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或四氢呋喃。
12、进一步地，所述的高导热材料包括石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、二氧化硅、氮化硼或纳米金属颗粒。
13、进一步地，所述的相变材料包括石蜡、聚乙二醇、葵酸、硬脂酸、月桂酸、乙二酸、丁二酸、肉豆蔻酸、正十八烷、棕榈酸、正十六烷、正十四烷或六水氯化钙中的一种或几种。
14、进一步地，壳层纺丝液中，高分子材料与溶剂质量比为1:(4-20)，高导热材料与高分子材料质量比为1:(9-99)；
15、核层纺丝液中，高导热材料与相变材料质量比为1:(9-99)。
16、进一步地，壳层纺丝液配制时，搅拌的时间为0.5-3h，超声分散的时间为1-2h；核层纺丝液配制时，超声分散的时间为1-2h。
17、进一步地，同轴静电纺丝的工艺参数为：温度高于所用相变材料熔点 3-5℃；纺丝电压为6-30kv；壳层纺丝液供液速率为0.5-5ml/h；核层纺丝液供液速率为0.1-1.5ml/h；同轴针头与接收装置距离为10-25cm。
18、进一步地，烘干处理的时间为6-24h，等离子清洗的时间为0.5-2h。
19、一种如上所述方法制备的高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜。
20、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
21、(1)本发明利用同轴静电纺丝技术将相变材料成功包裹在高分子材料内部，能保证在多次使用后相变材料不向外界泄露；
22、(2)本发明具有良好的储热和导热能力；
23、(3)本发明利用等离子清洗处理纤维膜一侧表面，增强该侧表面亲水性，可明显增强透湿能力而不影响其防水效果；
24、(4)本发明的原材料较易获取，制作工艺流程简单，成品无毒无害，可用于多种领域。
1.一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的高分子材料包括聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚氨酯、水性聚氨酯、聚乙烯亚胺、聚乙烯醇缩丁醛、水性丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的溶剂包括水、丙醇、异丙醇、丙二醇、环己烷、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或四氢呋喃中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的高导热材料包括石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、二氧化硅、氮化硼或纳米金属颗粒中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述的相变材料包括石蜡、聚乙二醇、葵酸、硬脂酸、月桂酸、乙二酸、丁二酸、肉豆蔻酸、正十八烷、棕榈酸、正十六烷、正十四烷或六水氯化钙中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，壳层纺丝液中，高分子材料与溶剂质量比为1:(4-20)，高导热材料与高分子材料质量比为1:(9-99)；
7.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，壳层纺丝液配制时，搅拌的时间为0.5-3h，超声分散的时间为1-2h；核层纺丝液配制时，超声分散的时间为1-2h。
8.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，同轴静电纺丝的工艺参数为：温度高于所用相变材料熔点3-5℃；纺丝电压为6-30kv；壳层纺丝液供液速率为0.5-5ml/h；核层纺丝液供液速率为0.1-1.5ml/h；同轴针头与接收装置距离为10-25cm。
9.根据权利要求1所述的一种高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，烘干处理的时间为6-24h，等离子清洗的时间为0.5-2h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述方法制备的高导热相变储能防水导湿纳米纤维膜。