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1、(10)申请公布号 CN 102492400 A (43)申请公布日 2012.06.13 CN 102492400 A *CN102492400A* (21)申请号 201110404154.3 (22)申请日 2011.12.08 C09K 5/06(2006.01) (71)申请人 南京大学 地址 210093 江苏省南京市汉口路 22 号 (72)发明人 方贵银 陈智 曹磊 单锋 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32204 代理人 柏尚春 (54) 发明名称 一种多孔复合有机相变蓄热材料及其制备方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种多孔复合有机相变蓄热。
2、材 料及其制备方法， 属于能源材料领域。该相变蓄 热材料为正十八烷和正二十烷的组合， 载体为分 子筛， 相变蓄热材料和分子筛的质量比为 1:15， 正十八烷和正二十烷的质量比为 3:77:3。本发 明还公开了一种该相变蓄热材料的制备方法。本 发明采用高稳定性的烷烃类作为相变蓄热材料， 通过将正十八烷和正二十烷进行组合， 调节了相 变温度的上下限， 使之正好符合建筑物外墙体相 变蓄热材料的要求， 且相变蓄热材料无任何腐蚀 性， 不会出现过冷 ； 通过用分子筛作为载体， 解决 了相变蓄热材料在吸热熔化时渗出的问题， 提高 了整体的热稳定性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 。
3、页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种多孔复合有机相变蓄热材料， 其特征在于 ： 相变蓄热材料为正十八烷和正二十 烷的共熔混合物， 载体为分子筛， 所述相变蓄热材料和分子筛的质量比为 1:15。 2. 根据权利要求 1 所述的一种多孔复合有机相变蓄热材料， 其特征在于 ： 所述正十八 烷和正二十烷的质量比为 3:77:3。 3. 根据权利要求 1 所述的一种多孔复合有机相变蓄热材料， 其特征在于 ： 所述分子筛 包括 3A、 4A、 5A、 13X 型分子筛的任意一种。 4. 一种如权利要求 1 所述多孔复。
4、合有机相变蓄热材料的制备方法， 其特征在于 ： 将正 十八烷和正二十烷按质量比 3:77:3 混合并加热到熔化状态， 维持温度在 50搅拌 3060 分钟， 再加入 15 倍质量的分子筛搅拌 90120 分钟后烘干。 5. 根据权利要求 4 所述的多孔复合有机相变蓄热材料的制备方法， 其特征在于 ： 烘干 温度低于复合有机相变蓄热材料的固 - 液相变温度。 权 利 要 求 书 CN 102492400 A 2 1/3 页 3 一种多孔复合有机相变蓄热材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及应用于建筑外墙的能源材料领域， 具体地说涉及一种多孔复合有机相 变蓄热材料及其制备方法。 背景技术。
5、 0002 某种材料吸收热能后温度升高， 即利用温差蓄热为显热蓄热材料。材料吸收热能 后发生相变但温度不变或温度变化极微为潜热蓄热材料。 利用相变能蓄热的材料其蓄热能 力远远大于显热蓄热材料， 其具有恒温吸、 放热特性。 相变蓄热材料在其本身发生相变的过 程中， 吸收环境的热量， 并在需要时向环境放出热量， 从而达到控制周围环境温度和节能的 目的。它在制冷空调、 建筑节能、 太阳能利用、 热能回收等领域都有广泛的应用前景。 0003 目前常用的相变蓄热材料主要包括无机物和有机物两大类。 绝大多数无机物相变 蓄热材料具有腐蚀性而且在相变过程中具有过冷和相分离的缺点， 影响了其蓄热能力 ； 而 有。
6、机物相变蓄热材料不仅腐蚀性小、 在相变过程中几乎没有相分离的缺点， 且化学性能稳 定、 价格便宜。不过现有的有机物相变蓄热材料也存在成分单一， 相变潜热低， 物质密度小 等缺点。有机物相变蓄热材料主要包括石蜡 （烷烃类） 、 脂肪酸类、 脂类、 醇类、 高分子聚合物 类等， 在实际应用过程中， 脂肪酸类、 脂类、 醇类稳定性差， 且大多存在一定的腐蚀性， 高分 子聚合物的成本较高， 将其制备成稳定的相变蓄热材料工序复杂， 不宜推广。 0004 另一方面， 相变蓄热材料在熔化吸热时变成了液态， 因此需要容器封装。 目前通过 微孔材料或介孔材料对相变蓄热材料进行封装， 封装材料的选择一方面要考虑封。
7、装成本和 操作难易程度， 另外还要考虑对相变蓄热材料的封装量和对材料性能的影响。如金属类材 料作为封装载体制备工艺复杂， 反应要求高， 而且不利于回收， 因此不宜作为优选的封装载 体。 发明内容 0005 发明目的 ： 本发明的目的是提供一种应用于建筑外墙的无毒、 无腐蚀性的多孔复 合有机相变蓄热材料， 以解决蓄热材料液相泄漏问题， 本发明还公开了该材料的制备方法。 0006 技术方案 ： 本发明的一种多孔复合有机相变蓄热材料为正十八烷和正二十烷的共 熔混合物， 载体为分子筛， 所述相变蓄热材料和分子筛的质量比为 1:15。 0007 本发明采用正十八烷和正二十烷的组合， 得到的复合有机相变蓄。
8、热混合物的相变 温度介于正十八烷与正二十烷的相变温度之间， 相变温度为 3036之间， 适合作建筑物外 墙体蓄热保温材料， 可减小室外环境热量向室内传递， 等到夜间环境温度低时， 再释放到室 外环境， 这样就可降低室内空调的冷负荷。一般来说， 建筑物外墙体的蓄热材料的相变温 度位于 3034之间， 但目前很少有材料能完全符合这个要求， 如正十八烷的相变温度在 25.528.3， 正二十烷的相变温度在 35.438.5。另外正十八烷和正二十烷比一般的水和 盐具有更大的吸附力， 利于被载体封装。 0008 所述正十八烷和正二十烷的质量比为 3:77:3。作为本发明的优选方案， 所述正 说 明 书 。
9、CN 102492400 A 3 2/3 页 4 十八烷和正二十烷的质量比是为 5:56:4。 0009 所述分子筛包括 3A、 4A、 5A、 13X 型分子筛的任意一种。作为本发明的优选方案， 所 述分子筛为 13X 型分子筛， 该分子筛的构成式为 Na2OAl2O3 （2.80.2） SiO2 （6-7） H2O， 有效孔径为 10A。 0010 对于一种多孔复合有机相变蓄热材料的制备方法， 将正十八烷和正二十烷按质量 比3:77:3混合并加热到熔化状态， 维持温度在50搅拌3060分钟， 再加入15倍质量的 分子筛搅拌 90120 分钟后烘干。 0011 所述烘干温度低于复合有机相变蓄。
10、热材料的固液相变温度， 使其完全稳定在固 相。 0012 有益效果 ： 本发明采用高稳定性的烷烃类作为相变蓄热材料， 通过将正十八烷和 正二十烷进行组合， 调节了相变温度的上下限， 使之正好符合建筑物外墙体相变蓄热材料 的要求， 本发明的相变蓄热材料无任何腐蚀性， 不会出现过冷 ； 本发明相变蓄热材料采用市 面上常用的分子筛作为载体， 解决了相变蓄热材料在吸热熔化时渗出的问题， 提高了整体 的热稳定性 ； 无论是相变蓄热材料还是载体的成本都不高， 适于推广使用。 本发明的相变蓄 热材料的制备方法简单， 制备条件不复杂， 生产出的相变蓄热材料具有很高的利用价值。 具体实施方式 0013 实施例 。
11、1 先将正十八烷和正二十烷按质量比 3:7 混合， 加热到熔化状态， 维持温度在 50， 在 600r/min 转速下搅拌 3060 分钟， 制成均匀的有机蓄热材料液体共熔混合物。 0014 再将液体混合物与 13X 分子筛按 1:5 混合并在 600r/min 转速下搅拌 100 分钟， 在 27下烘干100min， 得到多孔复合有机相变蓄热材料。 经测定， 该复合相变蓄热材料的凝固 温度为 34.7， 熔化温度为 35.9， 凝固潜热为 35.8kJ/kg， 熔化潜热为 38.6kJ/kg。 0015 实施例 2 先将正十八烷和正二十烷按质量比 7:3 混合， 加热到熔化状态， 维持温度在。
12、 50， 在 600r/min 转速下搅拌 3060 分钟， 制成均匀的有机蓄热材料液体共熔混合物。 0016 再将液体混合物与 4A 分子筛按 1:3 混合并在 600r/min 转速下搅拌 100 分钟， 在 27下烘干100min， 得到多孔复合有机相变蓄热材料。 经测定， 该复合相变蓄热材料的凝固 温度为 27.8， 熔化温度为 28.9， 凝固潜热为 56.8kJ/kg， 熔化潜热为 59.4kJ/kg。 0017 实施例 3 先将正十八烷和正二十烷按质量比 5:5 混合， 加热到熔化状态， 维持温度在 50， 在 600r/min 转速下搅拌 3060 分钟， 制成均匀的有机蓄热材。
13、料液体共熔混合物。 0018 再将液体混合物与 5A 分子筛按 1:1 混合并在 600r/min 转速下搅拌 100 分钟， 在 27下烘干100min， 得到多孔复合有机相变蓄热材料。 经测定， 该复合相变蓄热材料的凝固 温度为 32.9， 熔化温度为 33.8， 凝固潜热为 115.8kJ/kg， 熔化潜热为 117.3kJ/kg。 0019 实施例 4 先将正十八烷和正二十烷按质量比 6:4 混合， 加热到熔化状态， 维持温度在 50， 在 600r/min 转速下搅拌 3060 分钟， 制成均匀的有机蓄热材料液体共熔混合物。 0020 再将液体混合物与 3A 分子筛按 1:2 混合并。
14、在 600r/min 转速下搅拌 100 分钟， 在 说 明 书 CN 102492400 A 4 3/3 页 5 27下烘干100min， 得到多孔复合有机相变蓄热材料。 经测定， 该复合相变蓄热材料的凝固 温度为 31.4， 熔化温度为 32.3， 凝固潜热为 72.3kJ/kg， 熔化潜热为 75.6kJ/kg。 0021 试验例 本发明通过将正十八烷和正二十烷进行组合， 调节了相变温度的上下限， 使之正好符 合建筑物外墙体相变蓄热材料的要求。下面通过试验给出证明。试验选用示差扫描量热仪 （美国 PerKinElmer 公司 Pyris 1 DSC 型量热仪） 进行分析。 0022 根据。
15、试验要求， 配制正十八烷、 正二十烷、 正十八烷和正二十烷混合物 （其中正 十八烷占 30%， 正二十烷占 70%） 三种不同样品。将不同样品加热熔化后以 600r/min 搅拌均 匀 4060 分钟， 凝固后取样称重， 压块待用。采用示差扫描量热仪进行分析， 结果如表 1 所 示。 0023 表 1 不同样品的相变温度和相变潜热 样品相变温度 （）相变潜热 (kJ/kg) 正十八烷25.528.3233.2236.7 正二十烷35.438.5241.7245.4 正十八烷和正二十烷混合物30.536.2236.9240.8 从表 1 可以看出， 采用正十八烷和正二十烷的混合物其相变温度位于所要求的工作温 度范围内， 且相变潜热高， 因此最适合作建筑物外墙体蓄热保温材料。 0024 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出 ： 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102492400 A 5 。