一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备和应用

本发明涉及一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备方法。

背景技术：

1、新能源的开发利用和能源效率的提高已成为各国研究和开发的重点。利用相变材料平衡能源供需，可以有效提高能源效率，达到节能环保的目的。它在能源、航天、建筑、农业、化工等领域有着广阔的应用前景。已经成为世界范围内的研究热点。

2、相变材料在相变的过程中会吸收或释放大量潜热，具有储热密度高、体积小巧、温度控制恒定、节能效果显著、相变温度选择范围宽、易于控制等优点，因此广泛应用于能量储存和温度控制领域。然而相变材料在使用过程中存在泄露的问题，为解决这一问题，提出来许多方法制备形状稳定的复合相变材料：多孔材料吸附，微胶囊包覆，聚合物支撑等。然而这些复合相变材料都没有自愈合性，不能够再次利用从而造成资源的浪费。市面上具有自愈合性质的复合相变材料，愈合所需较高的温度，相变焓小，稳定性低，制备工序复杂，不便于大量生产，生产效率低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、合成水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料包括以下步骤：

3、首先将聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮各自至于三口烧瓶中，加入去离子水，再将圆底烧瓶放入油浴锅中加热到40-100℃持续2-8小时，使之完全溶解在去离子水中。将溶质质量比为1:0.2-1:0.6之间的聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮溶液至于三口圆底烧瓶中，再将圆底烧瓶放入油浴锅中加热到 40-100℃持续2-8小时，不断搅拌，之后加入与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮质量比为1:1-1:3的赤藓糖醇和/或聚乙二醇，继续搅拌2-8小时，待反应结束后，将得到的混合物置于表面皿中，之后置于60-80℃烘箱中2-10小时，最终得到白色薄膜，即为水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料。

4、进一步地，1g聚乙烯醇溶解在10ml去离子水中，所述反应温度为90℃，反应时间为6小时。

5、进一步地，0.2-0.6g聚乙烯吡咯烷酮溶解在10ml去离子水中，所述反应温度为80℃，反应时间为2小时。

6、进一步地，所述步骤中聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮溶质质量比为1:0.2，所述反应温度为80℃，反应时间为2小时。

7、进一步地，所述步骤中赤藓糖醇或聚乙二醇与聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮与的质量比为2:1，所述反应温度为80℃，反应时间为2小时。

8、进一步地，所述步骤中产物在80℃烘箱中干燥8小时。

9、进一步地，所述水分子诱导的柔性自愈合相变控温材料为白色薄膜。

10、该方法以赤藓糖醇或聚乙二醇为相变材料，聚乙烯醇-聚乙烯吡咯烷酮为支撑载体，通过物理共混合成一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料。本方法合成的自愈合相变材料具有愈合性，相变潜热高，冷结晶，制备工艺简单和良好的热稳定性等优点。冷结晶是在降温的过程中不放热，加热的过程结晶放热的现象，该现象能够更好的控制能量的储存释放。另外修复过程简单方便，只需在破损处滴加水即可完成愈合，或者在高湿度的环境下如85％湿度也可自愈合，具有多种灵活的自愈合方式，能够更好的适应复杂配置场景下的控温储能。

技术特征：

1.一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的相变控温材料，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的相变控温材料，其特征在于，

4.一种权利要求1或2或3所述的水分诱导的柔性自愈合相变控温材料的制备方法，其特征在于，具有以下工艺步骤：

5.一种权利要求1或2或3所述的水分诱导的柔性自愈合相变控温材料或权利要求4制备方法制备获得的相变控温材料的应用，其特征在于，其可作为相变材料用于热管理过程或/和热量的储存和可控释放过程中，用控制能量的储存与释放。

技术总结
本发明公开了一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料及其制备方法。该方法以赤藓糖醇，聚乙二醇为相变材料，聚乙烯醇‑聚乙烯吡咯烷酮为支撑载体，通过物理共混合成一种水分诱导的柔性自愈合相变控温材料。本方法合成的相变材料具有相变潜热稳定、不泄露、稳定性好、自愈合和冷结晶等优点，在热管理方面和热量可控释放等方面具有广阔的应用前景。

技术研发人员：史全,邓成鑫,建伟伟,董宏生
受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16