一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合相变材料的制备方法，具体涉及一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法。
【背景技术】
[0002]相变材料利用材料的相转变过程储存/释放潜热，能够将温度控制在特定温度范围内，是一种节能环保的绿色材料，正逐渐被广泛应用于智能调温服装、电子器件、建筑节能、余热回收、保温材料、暖通空调系统等领域。传统的固-液相变材料分为无机固-液相变材料和有机固-液相变材料，无机固-液相变材料虽然储能密度大，价格低廉，但是材料在经过多次相变过程后易出现过冷及相分离的现象。因此，有机固-液相变材料因其性能稳定、相变温度易调节的优势成为研究的热点。
[0003]近年来，高温有机固-液相变材料得到广泛的关注，石蜡作为常见的有机固-液相变材料(Solar Energy Materials and Solar Cells 2014, 128，447-455)，其相变点一般位于50°C，同时，其热导率仅为0.2W/m*K左右，在室温相变应用方面存在很大的缺陷，材料的导热性差也会阻碍材料直接应用于暖通空调系统等低温相变材料领域。同时，低温相变材料在室温下呈现液态，液体的渗漏也是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:克服上述现有技术的不足，提出一种制备复合相变材料的新方法。保证材料的相变点位于20°C左右，提高材料的热导率，同时防止相变材料的渗漏。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，利用癸酸、月桂酸和油酸均匀混合形成共熔混酸，使其相变点位于20°C左右，之后利用膨胀石墨作为导热材料，提高混酸的热导率，同时由于膨胀石墨具有良好的微米级别的孔道结构，液态的混酸能通过毛细作用充分地负载在膨胀石墨的孔道间，从而达到良好的防渗漏效果。具体的技术方案如下:
[0006]—种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，包括以下步骤:
[0007]步骤1，将癸酸、月桂酸和油酸以合适比例在合适的混合温度下均匀混合，得到固-液相变温度一定的混酸；
[0008]步骤2，以膨胀石墨为基体材料，在合适的浸渍温度下浸渍混酸；
[0009]步骤3，除去未完全浸渍的混酸，得到膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。
[0010]优选地，步骤1中癸酸和月桂酸的质量比为50:50、或60:40、或70:30、或80:20、
或90:10。油酸用量为癸酸与月桂酸总质量的0.01?0.2倍。
[0011]优选地，步骤1中采用水浴或油浴控制混合温度为30?80°C。癸酸、月桂酸和油酸混合的时间为5?30min。
[0012]优选地，步骤2中膨胀石墨目数为30?150目。膨胀石墨与混酸的质量比为1:5?1:50ο
[0013]优选地，步骤2中采用水浴或油浴控制浸渍温度为30?80°C。膨胀石墨在混酸中浸渍的时间为20?50min。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:工艺简单，实用性强，便于大规模工业生产。同时，所得的膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料相变点位于20°C左右(18?21°C )，热导率高，储/放热循环过程中无渗漏现象。
【附图说明】
[0015]图1是本发明制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的示意图；
[0016]图2是本发明的一个较佳实施例制备的膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料(膨胀石墨与混酸质量比为1:5)的SEM测试图；
[0017]图3是本发明的另一个较佳实施例制备的膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料(膨胀石墨与混酸质量比为1:35)的SHM测试图。
【具体实施方式】
[0018]下面对本发明的实施例做详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0019]实施例1
[0020]步骤1，将癸酸、月桂酸和油酸以60:40:5的质量比混合，30 °C水浴30min，得到固-液相变温度一定的混酸；
[0021]步骤2，以30目的膨胀石墨为基体材料，取膨胀石墨与混酸质量比为1: 5，在50°C水浴下混合40min，以使混酸充分浸渍入膨胀石墨；
[0022]步骤3，除去未完全浸渍的混酸，得到膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。
[0023]实施例2
[0024]步骤1，将癸酸、月桂酸和油酸以70:30:8的质量比混合，50 °C水浴lOmin，得到固-液相变温度一定的混酸；
[0025]步骤2，以30目的膨胀石墨为基体材料，取膨胀石墨与混酸质量比为1: 5，在75°C水浴下混合30min，以使混酸充分浸渍入膨胀石墨；
[0026]步骤3，除去未完全浸渍的混酸，得到膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。
[0027]实施例3
[0028]步骤1，将癸酸、月桂酸和油酸以90:10:12的质量比混合，50°C水浴15min，得到固-液相变温度一定的混酸；
[0029]步骤2，以80目的膨胀石墨为基体材料，取膨胀石墨与混酸质量比为1:35，在40°C水浴下混合50min，以使混酸充分浸渍入膨胀石墨；
[0030]步骤3，除去未完全浸渍的混酸，得到膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。
[0031]实施例4
[0032]步骤1，将癸酸、月桂酸和油酸以80:20:15的质量比混合，30°C水浴50min，得到固-液相变温度一定的混酸；
[0033]步骤2，以120目的膨胀石墨为基体材料，取膨胀石墨与混酸质量比为1:35，在80°C水浴下混合20min，以使混酸充分浸渍入膨胀石墨；
[0034]步骤3，除去未完全浸渍的混酸，得到膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。
[0035]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，将癸酸、月桂酸和油酸以合适比例在合适的混合温度下均匀混合，得到固-液相变温度一定的混酸； 步骤2，以膨胀石墨为基体材料，在合适的浸渍温度下浸渍所述混酸； 步骤3，除去未完全浸渍的混酸，得到所述膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。2.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤1中所述癸酸和所述月桂酸的质量比为50:50、或60:40、或70:30、或80:20、或 90:10。3.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，所述油酸用量为所述癸酸与所述月桂酸总质量的0.01?0.2倍。4.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤1中所述癸酸、所述月桂酸和所述油酸混合的时间为5?30min。5.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤1中采用水浴或油浴控制所述混合温度为30?80°C。6.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤2中所述膨胀石墨目数为30?150目。7.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤2中所述膨胀石墨与所述混酸的质量比为1:5?1:50。8.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤2中采用水浴或油浴控制所述浸渍温度为30?80°C。9.根据权利要求1所述的一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法，其特征在于，步骤2中的所述浸渍的时间为20?50min。10.根据权利要求1?9任一项所述的制备方法制备得到的膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料，其特征在于，所述膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的相变点为18?21°C。
【专利摘要】本发明公开了一种制备膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料的方法。该方法首先将癸酸、月桂酸和油酸以合适比例在合适的混合温度下均匀混合，得到固-液相变温度一定的混酸；然后以膨胀石墨为基体材料，在合适的浸渍温度下浸渍混酸；最后除去未完全浸渍的混酸，得到膨胀石墨/癸酸-月桂酸-油酸复合相变材料。本发明工艺简单，实用性强，制备得到的复合相变材料呈现固态，材料热焓大，热导率高，且便于大规模工业生产，在建筑材料及暖通空调领域有很大的应用潜力。
【IPC分类】C09K5/06
【公开号】CN105349107
【申请号】CN201510670176
【发明人】杨志, 汤雪辉, 张薇, 朱备, 翟晓强, 张亚非
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月13日