一种矿物基相变储热复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种储热复合材料及其制备方法，具体涉及一种矿物基相变储热复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]储热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求之间的配给矛盾，在太阳能利用、电力的“移峰填谷”、废热和余热的回收利用以及工业与民用建筑和空调的节能等领域具有广泛的应用前景，目前已成为世界范围内的研究热点。现行的储热方式主要有:显热，潜热(相变)和化学反应热储热3种方式。显热储热技术是发展最早、最为成熟的技术，且其储热装置运行和管理也较为方便;潜热储热密度较高，而且储、放热过程近似恒温，特别是固液相变储热，储热系统效率较高，体积较小;化学储热是利用可逆化学反应的反应热来进行储热的，这种储热方式具有储热密度大等独特优点。
[0003]滑石粉作为层状的硅酸盐矿物材料，性能稳定，吸附性强，比表面积大，可作为相变储热材料的支撑材料，用于制备复合相变储热材料，但其导热性差的缺陷使其与高岭土相比具有明显的劣势，因而，滑石粉在相变储能材料中应用很少，但滑石粉稳定的晶型和层状结构，使其在储热材料中具有应用的可能，将滑石粉应用于储热材料的制备，能大大提高滑石粉的价值，也能扩大储热材料的原材料范围，对储热材料的发展和应用具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明为了得到一种具有性能稳定，储热量大，能反复使用，相变条件温和，易控制，原料来源广泛的储热材料，提出了一种矿物基相变储热复合材料及其制备方法。
[0005]本发明一种矿物基相变储热复合材料，其特征在于是以层状改性滑石粉为支撑载体的相变储热复合材料，，其由以下原材料制备得到:
滑石粉40-55份，
改性剂100-150份，
扩层剂5-10份，
储热相变材料30-45份，
溶剂适量，
其中所述的滑石粉为纯度2 98%，细度为800-1500目的层状滑石粉;所述的改性剂为物质的量浓度为0.5-1.011101/1的(:112+^+仏3+及3+、1112+上3+的盐溶液中的一种或多种;所述的扩层剂为烷基氨基酸、烷基内酰胺、烷基二胺、烷基醇胺中的一种或多种;所述的储热相变材料为石蜡、季戊四醇、2—二羟甲基一丙醇、新戊二醇的一种或多种;所述的溶剂为去离子水，其目的是使滑石粉溶解形成浆料。
[0006]上述一种矿物基相变储热复合材料是通过以下制备方法得到的，其特征在于具体步骤如下:
1、将40-55重量份的滑石粉与100-150重量份的改性剂混合均匀后加入到反应釜中，在80-95°C的温度，搅拌速度为100-150r/min的条件下进行离子交换反应2-3h，过滤后在氮气气氛中、200-300°C的温度下煅烧0.5-lh，得到改性滑石粉，即利用滑石粉具有的吸附性和离子交换能力，将改性剂中的金属离子嵌入到滑石粉的晶体中，对滑石粉进行杂化改性，提高滑石粉的导热性，利于热量的传导；
2、将步骤I得到的改性滑石粉与5-10重量份的扩层剂、适量的去离子水均匀混合后加人到行星式球磨机中，并加热，在50-60°C的温度、400-500r/min的速度下研磨30-60min出料过滤得到混合物；
3、将步骤2得到的滑石粉与30-45重量份的储热相变材料加入到容器中，抽真空至压力为-0.5Mpa，保持10-20min，然后将容器置于80-90°C的水浴中15-20min，注入空气，并用超声波震荡处理8-10分钟，冷却后取出，在60-70°C的温度下干燥处理3-4h得到滑石粉相变储热复合材料。
[0007]本发明将滑石粉进行提高导热性的改性处理，制备得到了一种矿物基相变储热复合材料;利用了滑石粉的吸附性和离子交换功能，将导热性很好的金属离子嵌入滑石粉的晶格中，对滑石粉进行杂化改性处理，从而提高滑石粉的导热性，有利于热量的传播，即有利于相变储能材料对热能的吸收和释放;然后将滑石粉进行扩层和有机化改性处理，与相变储热材料进行复合，得到一种以相变储能材料为储热物质，以改性滑石粉为导热物质和支撑体的复合相变储热材料，该复合材料吸热放热速度快，性能稳定，储热量大，能反复使用，反应条件温和，易控制，原料来源广泛，适合低温储热，具有广阔的市场前景。
[0008]本发明突出的特点和有益效果在于:
1、本发明利用滑石粉的吸附性和离子交换性，对滑石粉进行了导热性改性处理，大大提高了滑石粉的导热性。
[0009]2、本发明通过扩层和有机化改性处理，使支撑体滑石粉与有机的储热相变材料具有很好的相容性，且负载量大。
[0010]3、本发明制备得到的矿物基相变储热复合材料吸热放热速度快，性能稳定，储热量大，能反复使用，反应条件温和，效率高，易控制，原料来源广泛，适合低温储热，具有广阔的市场前景。
【具体实施方式】
[0011]以下通过【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
[0012]实施例1
1、将40重量份的滑石粉与100重量份的0.5mol/L的Cu2+的盐溶液混合均匀后加入到反应釜中，在80°C的温度，搅拌速度为lOOr/min的条件下进行离子交换反应3h，过滤后在氮气气氛中、200°C的温度下煅烧0.5h，得到改性滑石粉；
2、将步骤I得到的改性滑石粉与5重量份的烷基氨基酸、适量的去离子水均匀混合后加人到行星式球磨机中，并加热，在50°C的温度、400r/min的速度下研磨30min出料过滤得到混合物；
3、将步骤2得到的滑石粉与30重量份的石蜡加入到容器中，抽真空至压力为-0.5Mpa，保持lOmin，然后将容器置于80°C的水浴中15min，注入空气，并用超声波震荡处理8分钟，冷却后取出，在60°C的温度下干燥处理3h得到滑石粉相变储热复合材料。
[0013]实施例2
1、将55重量份的滑石粉与150重量份的1.0mol/L的Ag+的盐溶液混合均匀