本發(fā)明涉及一種改性有機(jī)相變儲能材料的制備方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)研究領(lǐng)域。具體是指在一定制備溫度下，通過向有機(jī)相變材料中添加可膨脹石墨，得到性能穩(wěn)定的改性有機(jī)相變儲能材料。相變儲能技術(shù)控溫可用于緩解能量供求雙方在時間、強(qiáng)度及地點(diǎn)上的不匹配，該材料可為相變儲能技術(shù)提供性能更優(yōu)的材料支撐。

背景技術(shù)：

環(huán)境問題已引起社會各方面的高度關(guān)注，發(fā)展節(jié)能環(huán)保技術(shù)是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的一項戰(zhàn)略任務(wù)，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建和諧社會實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

相變儲能技術(shù)是一種可提高能源利用效率的重要技術(shù)，該項技術(shù)基于各種相變儲能材料發(fā)展而成。相變儲能材料是指能被利用其在物態(tài)變化時所吸收(放出)的大量熱能用于能量儲存的材料，是一種可以自然感知環(huán)境溫度變化，并通過“相”態(tài)變化達(dá)到調(diào)溫、恒溫目的，進(jìn)而自動實現(xiàn)封閉區(qū)域溫度調(diào)節(jié)的新型節(jié)能材料。相變儲能技術(shù)控溫可用于緩解能量供求雙方在時間、強(qiáng)度及地點(diǎn)上的不匹配，其在太陽能利用、電力“移峰填谷”、廢熱和余熱回收利用，以及工業(yè)與民用建筑的空調(diào)節(jié)能等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。

相變材料有石蠟類、非石蠟有機(jī)物類、無機(jī)水和鹽及共晶化合物等。有機(jī)類相變材料，具有固體成型性好，不易發(fā)生相分離及過冷現(xiàn)象，熔化時蒸氣壓力低，無毒無腐蝕性和自成核性能穩(wěn)定等特征。石蠟類的相變潛熱可以達(dá)到200kJ/kg到240kJ/kg，在多次吸放熱后相變溫度和相變潛熱變化很??；非石蠟有機(jī)物類的相變潛熱相比較低，為150kJ/kg左右；對無機(jī)水合鹽，其相對于石蠟類和非石蠟有機(jī)化合物，熱導(dǎo)率較高。但是，大部分的無機(jī)水合鹽具有腐蝕性、易過冷、相分離等缺點(diǎn)，并且，這些無機(jī)水合鹽的儲能密度會因循環(huán)次數(shù)的增加而降低,儲能效率也會不斷降低。

由于有機(jī)相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)很小，在相變過程中，低導(dǎo)熱系數(shù)會導(dǎo)致相變材料內(nèi)溫度梯度增加，傳熱速率小，熱響應(yīng)速度慢，使得對象溫度與相變點(diǎn)溫度差別大，導(dǎo)致能量利用效率低。因此，提高相變熱控裝置整體表觀導(dǎo)熱系數(shù)，提高裝置傳熱效率，是應(yīng)用相變材料的關(guān)鍵。

為使有機(jī)材料能夠更好地滿足使用要求，可采用復(fù)合無機(jī)材料等方法完成對有機(jī)材料的改性處理。目前，研究人員利用很多方法來提高有機(jī)相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)，如添加高導(dǎo)熱率的鋁、銅金屬粉末等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是解決有機(jī)相變儲能材料的導(dǎo)熱性能差的問題，計劃通過添加可膨脹石墨從而提高整體的傳熱能力，最終達(dá)到高效率利用能量的目的。該改性后的有機(jī)相變儲能材料性能穩(wěn)定，無過冷現(xiàn)象，而且生產(chǎn)成本低，實用性強(qiáng)。

本發(fā)明將采用以下步驟制備有機(jī)相變材料。

1.可膨脹石墨的膨脹過程：先將可膨脹石墨放在真空干燥箱干燥，之后將可膨脹石墨放到一個可耐高溫的容器，將容器置于高溫爐，使得可膨脹石墨發(fā)生膨脹。

2.膨脹石墨的孔結(jié)構(gòu)測試：采用吸附儀測試膨脹石墨對氮?dú)獾奈侥芰Γ玫脚蛎浭谋缺砻娣e和孔結(jié)構(gòu)分布。

3.復(fù)合相變材料的制備：將有機(jī)相變材料加熱到熔點(diǎn)以上50℃，待全部熔化化成液體，將之前制備的可膨脹石墨添加到液體中。采用攪拌器持續(xù)不斷攪拌，最后可得到復(fù)合的相變材料。

附圖1為有機(jī)相變儲能材料的制備工藝流程。下面將通過實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受所舉之例的限制。

具體實施方式

取可膨脹石墨50g，放置在真空干燥箱，真空度為0.1pa，真空干燥時間為24小時，然后將其放到100ml不銹鋼容器中，最后置于馬弗爐中600℃下焙燒3h；取1000g的有機(jī)相變材料，放置在有一個3000ml的容器內(nèi)，將容器放在加熱功率為1KW的電加熱平臺上，并在容器內(nèi)放置一個鎧裝鉑電阻測溫元件，監(jiān)測在加熱升溫過程中，有機(jī)相變材料的溫度情況。當(dāng)有機(jī)相變材料溫度高于熔點(diǎn)20℃時，適當(dāng)減少加熱功率，減緩溫度的上升速率；當(dāng)溫度高于熔點(diǎn)50℃時，開始向容器內(nèi)添加可膨脹石墨，并采用30r/min的攪拌器持續(xù)攪拌，1個小時后，即可以得到改性后的相變材料。