本发明涉及一种具有调温节能性能的三元脂肪酸/膨胀石墨定形复合相变材料及其制备方法，属于建筑节能材料领域。
背景技术：
降低建筑能耗，采用节能环保材料是我国建材领域的重要课题。既满足建筑要求又能有效降低能耗，是建筑节能研究的重心。研究表明，住宅建筑能耗中，空调和采暖能耗所占比例最大，达总能耗的65%，可见在建筑材料基体和建筑设备领域开发新的节能技术非常必要。将相变材料加入到建筑材料中制成相变储能建筑材料，利用其潜热储能起到建筑调温、辅助蓄热和余热存储等作用，成为近年来建筑节能领域的研究热点。
用于建筑节能的相变材料有很多，大多存在相变潜热低、达到相变温度时有液态宏观流动、导热系数低等问题，无机相变材料还有过冷和相分离等问题。脂肪酸具有潜热高、无过冷和相分离、绿色可再生、廉价、无毒、无腐蚀等优异性能，天然鳞状石墨廉价易得。但脂肪酸作为固-液相变材料存在导热系数低、相变时液体流动等问题。利用膨胀石墨的强吸附能力、高导热性和丰富的多孔结构，制备出导热系数高、储能密度大的脂肪酸/膨胀石墨复合相变材料，既可对相变材料导热性差缺陷加以改善，还可以对相变材料进行定形封装，克服相变材料在相变时的流行性问题，长期热性能稳定好、使用寿命长、节能效果显著，对推动了相变储能材料的应用发展、建设新型的可持续发展、资源有效利用、环境保护良好的经济型社会，具有重大的社会意义及广阔的应用前景。
说明内容
本发明的目的是提供一种具有调节温度、节约能源的定形复合相变材料及其制备方法。以三种中长链饱和脂肪酸为原料，膨胀石墨为支撑介质，真空吸附得到最佳三元最低脂肪酸共熔物与支撑介质的质量配比，这时形成的复合相变材料的调温节能效果达到最佳效果。
本发明的目的通过以下技术方案来实现。
一种具有调温节能定形复合相变材料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
1）选用三种中长链不饱和脂肪酸制备三元最低共熔脂肪酸；
2）高温膨化法得到膨胀石墨；
3）用步骤1）和2）中得到的产物复合制备复合相变材料，之后压缩制备三元脂肪酸/膨胀石墨定形复合相变材料。
所述步骤1）之选用三种中长链不饱和脂肪酸制备三元最低共熔脂肪酸是指利用脂肪酸的低共熔效应，根据热力学第二定律和相图计算出形成最低共熔物时三种脂肪酸的质量配比。之后通过超声等方法形成脂肪酸最低共熔物。
所述步骤2）之高温膨化法制备膨胀石墨是指天然鳞片石墨在真空干燥箱中干燥去除吸附在石墨中的水分，之后在马弗炉中膨化可得膨胀石墨。
所述步骤3）之制备复合相变材料是指在真空状态下通过吸附法制得复合相变材料，后在一定压力下压缩定形，得到高导热系数定形复合相变材料。
所述步骤1）中水浴的温度为60~85℃。
所述步骤1）中搅拌时间10~60min。
所述步骤1）中超声波时间5~30min。
所述步骤2）中膨化温度500~1300℃。
所述步骤2）中膨化时间5~30s。
所述步骤3）中采用真空吸附法，脂肪酸和膨胀石墨的质量比为70~99:30~1，后产品在20~80℃烘箱中热渗30min~5h。
本发明现有技术相比具有以下优点：
本发明采用中长碳链饱和脂肪酸和石墨为原料，在无催化剂和助剂的情况下，通过物理方法即可得到定形复合相变材料，其相变温度17~35℃，相变潜热90~230J•g-1，将其应用到室内温度调节，可减少室内温度的大幅波动，长时间调控室内温度在相变温度附近，具有调温节能的作用。该定形相变材料在温度升至相变温度以上，没有液体的宏观流动，即脂肪酸虽因温度升高转变为液体，但因膨胀石墨的毛细吸附作用，液体脂肪酸束缚在膨胀石墨的网状孔道内，有效解决了固-液相变材料在相变时液体的流动问题。该相变材料的相变温度适宜、相变潜热大、导热系数高、热稳定性高和蓄放热性能良好，具有很广的应用前景和应用场所。
具体实施方式
以下通过具体实施例说明本发明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1
以癸酸（CA）、肉豆蔻酸（MA）和棕榈酸（PA）在水浴温度65℃，搅拌30min，超声波中超声5min制备CA-MA-PA三元低共熔脂肪酸为储能基元材料，温度800℃的马弗炉中膨化5s制备膨胀石墨（EG）为储能载体，基于真空吸附法制备了CA-MA-PA/EG定形相变储能材料。质量分数为70%CA-MA-PA/EG在压力1MPa下压缩成型制成定形复合相变材料，在反复循环相变中未发生泄漏，其熔化相变温度分别为22.75℃，相变焓分别为110.5J/g，相变温度适中，相变焓高，热稳定性好。
实施例2
以癸酸（CA）、肉豆蔻酸（MA）和棕榈酸（PA）在水浴温度70℃，搅拌20min，超声波中超声10min制备CA-MA-PA三元低共熔脂肪酸为储能基元材料，温度700℃的马弗炉中膨化10s制备膨胀石墨（EG）为储能载体，基于真空吸附法制备了CA-MA-PA/EG定形相变储能材料。质量分数为80%CA-MA-PA/EG在压力1MPa下压缩成型制成定形复合相变材料，在反复循环相变中未发生泄漏，其熔化相变温度分别为22.65℃，相变焓分别为145J/g，相变焓高，热稳定性好。
实施例3
以癸酸（CA）、肉豆蔻酸（MA）和棕榈酸（PA）在水浴温度80℃，搅拌30min，超声波中超声15min制备CA-MA-PA三元低共熔脂肪酸为储能基元材料，温度700℃的马弗炉中膨化15s制备膨胀石墨（EG）为储能载体，基于真空吸附法制备了CA-MA-PA/EG定形相变储能材料。质量分数为85%CA-MA-PA/EG在压力1MPa下压缩成型制成定形复合相变材料，在反复循环相变中未发生泄漏，其熔化相变温度分别为22.85℃，相变焓分别为162J/g，相变焓高，热稳定性好。
实施例4
以癸酸（CA）、肉豆蔻酸（MA）和棕榈酸（PA）在水浴温度85℃，搅拌50min，超声波中超声25min制备CA-MA-PA三元低共熔脂肪酸为储能基元材料，温度900℃的马弗炉中膨化30s制备膨胀石墨（EG）为储能载体，基于真空吸附法制备了CA-MA-PA/EG定形相变储能材料。质量分数为90%CA-MA-PA/EG在压力1MPa下压缩成型制成定形复合相变材料，在反复循环相变中未发生泄漏，其熔化相变温度分别为22.85℃，相变焓分别为174J/g，相变焓高，热稳定性好。
实施例5
以癸酸（CA）、肉豆蔻酸（MA）和棕榈酸（PA）在水浴温度75℃，搅拌30min，超声波中超声15min制备CA-MA-PA三元低共熔脂肪酸为储能基元材料，温度950℃的马弗炉中膨化15s制备膨胀石墨（EG）为储能载体，基于真空吸附法制备了CA-MA-PA/EG定形相变储能材料。质量分数为95%CA-MA-PA/EG在压力1MPa下压缩成型制成定形复合相变材料，在反复循环相变中未发生泄漏，其熔化相变温度分别为22.85℃，相变焓分别为187J/g，相变焓高，热稳定性好。
以上实施例只用于对本发明的技术方案作进一步详细地说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。