本发明属于新材料研发领域，具体涉及一种高效相变蓄能复合材料及其制备方法。
背景技术：
复合材料类可以是无机储能材料之间的配比结合、可以是有机储能材料之间的配机结合、也可能是有机储能材料与无机储能材料之间的配比结合。经过理论上的研究和实际中的发展，各类材料大方向的储能特点还是很明显的。例如无机类材料储能的特点：使用范围广、导热系数大、熔解热较大、储能密度大、一般呈中性、价格便宜等。同时容易出现过冷现象，即物质冷凝到″冷凝点″时不结晶，而需到″冷凝点″一下的某一温度时才开始结晶。还有容易出现相分离，即加热使盐水混合物变成无机盐时，盐类和结晶水分离，生成沉淀沉于底部。有机类储能物质固态时成型性好，不容易出现相分离和过冷现象，材料的腐蚀性小、性能比较稳定、毒性小、成本低。但也存在导热系数小、容易挥发、储能密度小、危险系数较高等特点。复合材料可能汲取两者的优点，但工艺相对一般较复杂和成本较高等。
本发明基于上述的认识，做进一步改进。通过添加无机类储能材料于晶形蜡中改进晶形蜡熔点低，导热系数小，储能密度低等特点。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高效相变蓄能复合材料及其制备与应用，所述变相储能材料具有相变温度适宜、导热系数较大以及储能密度高的优点。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种高效相变蓄能复合材料，其原料含有如下重量份数的组分：亚硫酸钠10～50重量份；硬化剂5～20重量份；晶形蜡40～70重量份；水10～25重量份；固化剂1～4重量份；过氧化二苯甲酰0.5～1.0重量份；二醋酸二丁基锡0.5～1.0重量份。
优选地，所述硬化剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、过氧化氢二异丙苯中的任一种或多种的组合。
所述乙烯基三乙氧基硅烷可通过商购途径获得，例如可采用a151乙烯基三乙氧基硅烷或a171乙烯基三甲氧基硅烷。
优选地，所述晶形蜡的分子量范围是2000～10000。
优选地，所述固化剂选自间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、双苄胺基醚中的任一种或多种的组合。
本发明的第二方面，还进一步提供了一种制备前述变相储能材料的方法，包括以下步骤：
(1)将晶形蜡与硬化剂混合，制备晶形蜡预聚物；
(2)将步骤(1)所得晶形蜡预聚物与亚硫酸钠水溶液混合，加入固化剂固化即得变相储能材料。
优选地，步骤(1)中，混合后，在紫外光照射下制备晶形蜡预聚体。
优选地，步骤(1)中，混合后，再在90℃下混合6h制备晶形蜡预聚体。
优选地，步骤(2)中，混合时在100～120℃条件下采用搅拌器混合，搅拌器的转速为1800rpm，持续3h。
优选地，步骤(2)中，加入固化剂后通氮气进行固化。
本发明的第三方面，还提供了前述变相储能材料在能量储存和温度控制领域中的用途。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
通过交联的方法将无机相变材料与有机相变材料晶形蜡复合到一起，从而制备出无机有机相变材料，它是一种无机有机杂交变相储能材料，能克服无机变相储能材料过冷及相分离的缺点，同时还能克服有机变相储能材料导热系数较小的缺点。所述的无机有机杂交变相储能材料可用于房屋恒温、太阳能热水器、储热及电子恒温等领域。制备固-固变相储能材料，且所用的无机盐和晶形蜡都是环境友好型材料。该方法工艺简便、无毒无害、无环境污染，生产成本低。利用本发明提供的制备变相储能材料的方法所得的储能材料，具有固-固可逆的变相储能性质，相变温度适宜，在50-100℃之间，相变焓高，在150j/g，热储能密度大、无渗漏、无相分离，可循环使用，无需容器封装，在能量储存和温度控制领域有很好的利用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
本实施例的变相储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：亚硫酸钠30重量份；a151乙烯基三乙氧基硅烷10重量份；晶形蜡(分子量2000)50重量份；水10重量份数；间苯二胺4重量份数；过氧化二苯甲酰0.5份；二醋酸二丁基锡0.5重量份。
制备方法：将晶形蜡(分子量2000)50重量份，与硬化剂a151乙烯基三乙氧基硅烷10重量份在接枝引发剂dcp过氧化二苯甲酰0.5重量份，接枝催化剂二醋酸二丁基锡0.5重量份作用下混合，在紫外光照射下，在90℃下混合6h，制备晶形蜡预聚体。然后，将形成的晶形蜡预聚体在120℃下与亚硫酸钠30重量份(加水10份)在高速搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌器转速设为2000rpm，持续3h后，再加入固化剂间苯二胺4重量份在低温下固化，可选择制冷剂通氮气的方法进行低温固化。固化完成即得所要的变相储能材料。
实施例2
本实施例的变相储能材料，其原料含有如下重量份数的组分：亚硫酸钠40重量份；硬化剂a171乙烯基三甲氧基硅5重量份；晶形蜡(分子量3000)40重量份；水15重量份；二氨基二苯基甲烷3重量份；过氧化二苯甲酰0.8重量份；二醋酸二丁基锡0.8重量份。
制备方法：将晶形蜡(分子量3000)40重量份，与硬化剂a171乙烯基三甲氧基硅5重量份数在接枝引发剂dcp过氧化二苯甲酰0.8重量份，接枝催化剂二醋酸二丁基锡0.8重量份作用下混合，在紫外光照射下，在90℃下混合6h，制备晶形蜡预聚体。然后将形成的晶形蜡预聚体在110℃下与亚硫酸钠40重量份(加水15份)在高速搅拌器中搅拌混合均匀，搅拌器转速设为2300rpm，持续3h后，再加入固化剂二氨基二苯基甲烷3重量份在低温下固化，可选择制冷剂通氮气的方法进行低温固化。固化完成即得所要的变相储能材料。
综上所述，本发明中制得的一种高效相变蓄能复合材料具有较大的导热系数和储能密度，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。