本发明涉及材料技术领域，具体为一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用。
背景技术：
相变材料是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热，相变材料具有在一定温度范围内改变其物理状态的能力，以固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变，在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热，物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大，现有的复合相变储能材料存在相变潜热相对较低、导热率低的缺点，从而降低它们的实际应用要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其材料由复合相变材料和相变材料容器两大部分构成，复合相变材料包括有聚乙二醇(peg，mw＝4000)；剑麻纤维素(csf,l/d＝10～12)；膨胀石墨(eg)；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述原料制备：聚乙二醇(peg，mw＝4000)；剑麻纤维素(csf，l/d＝10～12)；膨胀石墨(eg)；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水；
步骤二：所述csf的制备：将剑麻纤维剪碎成1mm的短纤，再将短纤放置于9％的氢氧化钠和49％的乙醇混合液中搅拌，真空干燥，再将其置于68％的硝酸和98％浓硫酸中在90℃处理30min，取出后用乙醇及蒸馏水反复洗涤之中性，干燥得到csf；
步骤三：所述peg/csf/eg相变储能材料制备：将peg及配比为peg/eg(99/1)、peg/csf(90/10)、peg/csf/eg(90/9/1)、peg/csf/eg(80/19/1)及peg/csf/eg(70/29/1)的样品放于80℃的热压腔体中进行动态灌注；
步骤四：所述混合成型：在超声振荡和真空吸附协同作用下混合20min，混合搅拌完成后冷却定型；
步骤五：所述成品包装：将混合成型后所得的复合相变材料放入相变材料容器中进行储存，经过密封处理后贴上相应的标签。
进一步，所述步骤三中进行动态灌注时，超声振荡和真空吸附其超声功率150w，频率40khz，相对真空度-60kpa。
进一步，所述聚乙二醇peg由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而成，粘稠液体→蜡状固体，熔点为64～66℃，在2-8℃环境中进行储存。
进一步，所述膨胀石墨eg是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，eg除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。
进一步，所述步骤二中短纤放置于9％的氢氧化钠和49％的乙醇混合液中进行搅拌时，需60℃搅拌6h，搅拌后进行水洗过滤。
进一步，所述步骤三peg/csf/eg相变储能材料制备时采用动态灌注加工，使用设备包括有智能真空泵，超声发生器以及超声振荡器。
进一步，所述随着csf的加入，材料的导热率出现了轻微的降低，这可能是由于csf极高的孔隙度，这种孔隙结构导致热传导降低，当高导热的eg加入，peg基复合材料的导热率显著提升，与纯peg相比，其导热率提高了100％左右。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该含有高导热定形复合相变储能材料及应用的制备方法通过采用聚乙二醇；剑麻纤维素；膨胀石墨；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水等所制成的复合相变材料在使用时具有导热性能强化，稳定性高、以及导热率高的优点，利用由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、间苯二酚-双缩聚物、氰尿酸三聚氰胺、增韧剂、润滑剂、抗氧剂等制成的相变材料容器可以在使用时有效对相变储能材料进行防护，从而提高装置的使用性能。
附图说明
图1为本发明的含有高导热定形复合相变储能材料及应用的复合相变材料流程示意图；
图2为为本发明的含有高导热定形复合相变储能材料及应用的peg基复合材料的熔融温度、熔融焓值、结晶温度及结晶焓值图；
图3为为本发明的含有高导热定形复合相变储能材料及应用的纯peg及其相应peg基相变储能材料dsc曲线分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的实施例：一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其材料由复合相变材料和相变材料容器两大部分构成，复合相变材料包括有聚乙二醇(peg，mw＝4000)，熔点64～66c；剑麻纤维素(csf,l/d＝10～12)；膨胀石墨(eg)；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述原料制备：聚乙二醇(peg，mw＝4000)；剑麻纤维素(csf，l/d＝10～12)；膨胀石墨(eg)；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水；
步骤二：所述csf的制备：将剑麻纤维剪碎成1mm的短纤，再将短纤放置于9％的氢氧化钠和49％的乙醇混合液中搅拌，搅拌完成后进行真空干燥处理，再将其置于68％的硝酸和98％浓硫酸中在90℃处理30min，取出后用乙醇及蒸馏水反复洗涤之中性，干燥得到csf；
步骤三：所述peg/csf/eg相变储能材料制备：将peg及配比为peg/eg(99/1)、peg/csf(90/10)、peg/csf/eg(90/9/1)、peg/csf/eg(80/19/1)及peg/csf/eg(70/29/1)的样品放于80℃的热压腔体中进行动态灌注；
步骤四：所述混合成型：在超声振荡和真空吸附协同作用下混合20min，混合搅拌完成后冷却定型；
步骤五：所述成品包装：将混合成型后所得的复合相变材料放入相变材料容器中进行储存，经过密封处理后贴上相应的标签，从而更方便使用人员对装置进行区分收录储存。
进一步，所述步骤三中进行动态灌注时，超声振荡和真空吸附其超声功率150w，频率40khz，相对真空度-60kpa，且需要在无尘环境中进行操作，避免灰尘对质量造成影响。
进一步，所述聚乙二醇peg由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而成，由粘稠液体→转换成蜡状固体，其熔点为64～66℃，在2-8℃环境中进行储存。
进一步，所述膨胀石墨eg是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，eg除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。
进一步，所述步骤二中短纤放置于9％的氢氧化钠和49％的乙醇混合液中进行搅拌时，需60℃搅拌6h，从而促进物料的融合，搅拌后进行水洗过滤清洗，去除融合物中所掺杂的杂质，提高装置的纯度。
进一步，所述步骤三peg/csf/eg相变储能材料制备时采用动态灌注加工，使用设备包括有智能真空泵，超声发生器以及超声振荡器。
进一步，所述随着csf的加入，材料的导热率出现了轻微的降低，这可能是由于csf极高的孔隙度，这种孔隙结构导致热传导降低，当高导热的eg加入，peg基复合材料的导热率显著提升，与纯peg相比，其导热率提高了100％左右。
进一步，peg基复合材料的熔融温度、熔融焓值、结晶温度及结晶焓值图。
进一步，基于动态灌注法制备的纯peg及其相应peg基相变储能材料dsc曲线分析图。
总结，当eg加入后，peg/eg复合材料的结晶温度和熔融温度都向高温偏移，这是由于微孔的eg限制了peg分子链的运动，提高了结晶和熔融温度，而随着csf的加入，peg基复合材料的结晶温度出现了降低熔融温度出现了轻微的升高，这归功于csf的极。
实施例2
一、相变材料容器：
相变材料容器的主要由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、间苯二酚-双缩聚物、氰尿酸三聚氰胺、增韧剂、润滑剂、抗氧剂等制成成分与其相应百分比为。
1.相变材料生产工艺主要包括以下三个步骤：
步骤一：将间苯二酚-双缩聚物、氰尿酸三聚氰胺、增韧剂、润滑剂和抗氧剂按比例先在350～500r/min的转速下混合1-2min，然后在950～1100r/min的转速下混合2-4min进行混合，制备得到磷-氮复合阻燃剂；
步骤二：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物与磷-氮复合阻燃剂按比例先在350～500r/min的转速下混合1-2min，然后在950～1100r/min的转速下混合2-4min进行混合，挤出造粒制备得到丙烯腈-丁二烯-苯z烯塑胶粒子；
步骤三：将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑胶粒子注塑成型制得相变材料容器。
总结：由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑胶粒子注塑成型制得相变材料容器具的热稳定性与阻燃性能强以及材料的密度高等优点，在使用时可以有效的对复合相变储能材料进行密封防护，从而提高装置的实用性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
1.一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其材料由复合相变材料和相变材料容器两大部分构成，复合相变材料包括有聚乙二醇(peg,mw＝4000)；剑麻纤维素(csf，l/d＝10～12)；膨胀石墨(eg)；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述原料制备：聚乙二醇(peg，mw＝4000)；剑麻纤维素(csf，l/d＝10～12)；膨胀石墨(eg)；无水乙醇、氢氧化钠、硝酸、浓硫酸；蒸馏水；
步骤二：所述csf的制备：将剑麻纤维剪碎成1mm的短纤，再将短纤放置于9％的氢氧化钠和49％的乙醇混合液中搅拌，真空干燥，再将其置于68％的硝酸和98％浓硫酸中在90℃处理30min，取出后用乙醇及蒸馏水反复洗涤之中性，干燥得到csf；
步骤三：所述peg/csf/eg相变储能材料制备：将peg及配比为peg/eg(99/1)、peg/csf(90/10)、peg/csf/eg(90/9/1)、peg/csf/eg(80/19/1)及peg/csf/eg(70/29/1)的样品放于80℃的热压腔体中进行动态灌注；
步骤四：所述混合成型：在超声振荡和真空吸附协同作用下混合20min，混合搅拌完成后冷却定型；
步骤五：所述成品包装：将混合成型后所得的复合相变材料放入相变材料容器中进行储存，经过密封处理后贴上相应的标签。
2.根据权利要求1所述的一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其特征在于：所述步骤三中进行动态灌注时，超声振荡和真空吸附其超声功率150w，频率40khz，相对真空度-60kpa。
3.根据权利要求1所述的一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其特征在于：所述聚乙二醇peg由环氧乙烷与水或乙二醇逐步加成聚合而成，粘稠液体→蜡状固体，熔点为64～66℃，在2-8℃环境中进行储存。
4.根据权利要求1所述的一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其特征在于：所述膨胀石墨eg是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，eg除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。
5.根据权利要求1所述的一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其特征在于：所述步骤二中短纤放置于9％的氢氧化钠和49％的乙醇混合液中进行搅拌时，需60℃搅拌6h，搅拌后进行水洗过滤。
6.根据权利要求1所述的一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其特征在于：所述步骤三peg/csf/eg相变储能材料制备时采用动态灌注加工，使用设备包括有智能真空泵，超声发生器以及超声振荡器。
7.根据权利要求1所述的一种含有高导热定形复合相变储能材料及应用，其特征在于：所述随着csf的加入，材料的导热率出现了轻微的降低，这可能是由于csf极高的孔隙度，这种孔隙结构导致热传导降低，当高导热的eg加入，peg基复合材料的导热率显著提升，与纯peg相比，其导热率提高了100％左右。
技术总结