CN101671546A - 一种相变蓄热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种相变蓄热材料，该材料由起防过冷作用和防相分离作用的主料氢氧化钡和添加剂氯化钡组成。该材料的制备方法包括以下步骤：(1)将纯氢氧化钡加热熔融；(2)加入添加剂氯化钡，使其充分混合均匀成流体状；(3)将混合物灌入容器中进行封装。本发明相变潜热较大、放热过程稳定、添加剂种类少、该材料制备方法简单、生产便利，该相变蓄热材料在熔融后成均匀的液体状态，易于封装。
Description
技术领域：
本发明涉及一种新型材料及其制备方法，特别涉及一种相变蓄热材料及其制备方法。
背景技术：
蓄热可解决热能供需之间在时间和空间上的不匹配所造成的浪费，蓄热技术已普遍应用于空调、供热等领域，随着研究的深入，蓄热材料也逐渐进入生态建筑等新兴领域。由于相变蓄热材料同时利用物质固有的热容和物态变化的相变热来蓄存热能，因此具有较大的蓄热密度，近年来这方面的研究和应用发展迅猛。
目前的相变蓄热材料研究主要分为两个力向：有机相变蓄热材料和无机相变蓄热材料。有机相变蓄热材料性能较稳定，几乎无过冷和相分离问题，但其缺点也十分明显，即相变潜热较低，且物质密度较小，由此造成了有机相变蓄热材料单位体积蓄热量较小，特别是相对于现在正在发展的高温水蓄热技术，有机相变蓄热材料在单位体积蓄热量方面优势已不明显。无机相变蓄热材料具有较高的单位体积蓄热量和良好的导热性，其缺点为易产生过冷和相分离，如能通过添加剂解决过冷和相分离问题，则无机相变蓄热材料具有十分明显的优势，蓄热相关产业也能因此得到发展。
目前，国内外相关研究人员在这方面做了一些工作，开发出了一些相变蓄热材料，有些已投入实际生产和应用，但仍存在很多问题：如开发出的相变蓄热材料相变温度不适宜，造成用途过窄；性能不稳定，特别是使用一段时间后出现相分离现象。我们发现，在实际使用中，相变温度在70-85℃之间的相变蓄热材料用途较为广泛。目前在此温度范围内的无机相变材料比较空缺。在这种情况下，开发一种相变温度适宜、相变潜热大、过冷度小、长期使用后无相分离现象、制作方便、价格低廉的相变蓄热材料尤为重要。
发明内容：
本发明针对上述现有相变蓄热材料所存在的不足，而提出一种性能较好、价格较低、来源广泛、过冷度小、制作方便的无机相变蓄热材料的组份及其制备方法，以提高提高相变蓄热材料的技术性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案：
一种相变蓄热材料，该材料由起防过冷作用和防相分离作用的主料氢氧化钡和添加剂氯化钡组成；其中作为添加剂氯化钡的含量百分比为5-7％，其余为主料氢氧化钡。
上述相变蓄热材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)将纯氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)加热熔融；
(2)待步骤(1)得到的晶体完全熔化后，加入添加剂氯化钡，并搅拌均匀，在搅拌过程中再将混合物重新加热升温，使其充分混合均匀成流体状；
(3)将由步骤(2)得到的混合物灌入容器中进行封装。
所述步骤(1)中氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)在85℃～90℃下加热熔融，可将氢氧化钡加热至稍高于相变温度再加入添加剂。
所述步骤(2)中添加剂的加入非一次性加入，为缓慢添加，并不断搅匀。
根据上述技术方案得到的相变蓄热材料具有以下优点：
1、相变潜热较大(大于215kJ/kg)，熔点较高(72℃左右)，是该温度范围内的性能良好的蓄热材料，具有广阔的应用前景；
2、放热过程稳定，过冷度控制在1℃左右，无相分离现象，重复性好，性能稳定，可长期使用；
3、添加剂种类少，所占含量比例较小，避免了添加剂过多而相互影响的问题，保证了相变蓄热材料具有较好的稳定性；
4、该材料制备方法简单、生产便利，该相变蓄热材料在熔融后成均匀的液体状态，易于封装。
附图说明：
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明中制备方法的流程图。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本发明为了实现上述目的，采用以下的技术方案：
实施例一
该实施例中主料氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)的含量为94.5％，添加剂氯化钡的含量为5.5％。本实施例采用的各化学组分在库存时需密封保存，特别是氢氧化钡按常温下暴露于空气中易与二氧化碳发生化学反应，影响使用性能。本发明所选用的材料在出厂时采用的包装均能满足密封要求，因此只要注意在运输过程中不损坏外包装即可。
制作时按配料组份，如图1所示，先将主料氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)放于85℃～90℃设备中加热熔融，待完全熔化后加入添加剂氯化钡，并搅拌均匀，在搅拌过程中再将混合物重新加热升温，使其充分混合均匀成流体状，最后灌入容器中进行封装。
生产过程中应注意以下事项：
(1)封装容器可采用塑料或金属容器，形状选择是球形、长方体或立方体，但不论采用哪种封装方式，都应保证其与外界的密封性。
(2)加入添加剂前，应使氢氧化钡充分熔化，可将氢氧化钡加热至稍高于相变温度再加入添加剂；加入添加剂时，应缓慢添加，并不断搅拌，忌一次将所需添加剂全部加入。
依照上述配方及工艺制出的相变蓄热材料呈白色，液态时呈透明状。此材料相变潜热大(大于215kJ/kg)，相变温度在76-78℃之间。
实施例二
该实施例中主料氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)的含量为93.5％，添加剂氯化钡的含量为6.5％。本实施例采用的各化学组分在库存时需密封保存，特别是氢氧化钡按常温下暴露于空气中易与二氧化碳发生化学反应，影响使用性能。本发明所选用的材料在出厂时采用的包装均能满足密封要求，因此只要注意在运输过程中不损坏外包装即可。
制作时按配料组份，如图1所示，先将主料氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)放于85℃～90℃设备中加热熔融，待完全熔化后加入添加剂氯化钡，并搅拌均匀，在搅拌过程中再将混合物重新加热升温，使其充分混合均匀成流体状，最后灌入容器中进行封装。
生产过程中应注意以下事项：
(1)封装容器可采用塑料或金属容器，形状选择是球形、长方体或立方体，但不论采用哪种封装方式，都应保证其与外界的密封性。
(2)加入添加剂前，应使氢氧化钡充分熔化，可将氢氧化钡加热至稍高于相变温度再加入添加剂；加入添加剂时，应缓慢添加，并不断搅拌，忌一次将所需添加剂全部加入。
依照上述配方及工艺制出的相变蓄热材料呈白色，液态时呈透明状。此材料相变潜热大(大于215kJ/kg)，相变温度在77-79℃之间。
由上述两种技术方案得到的相变蓄热材料经反复试验，性能稳定，过冷度在1℃左右，并且未出现相分离。上述配方添加剂所占质量百分比较小，对主料蓄热能力的影响很小，所以很好地保持了氢氧化钡原有的相变蓄热能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1、一种相变蓄热材料，其特征在于，该材料由起防过冷作用和防相分离作用的主料氢氧化钡和添加剂氯化钡组成。
2、根据权利要求1所述的一种相变蓄热材料，其特征在于，所述相变蓄热材料中添加剂氯化钡的含量百分比为5-7％，其余为主料氢氧化钡。
3、一种权利要求1所述相变蓄热材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将纯氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)加热熔融；
(2)待步骤(1)得到的晶体完全熔化后，加入添加剂氯化钡，并搅拌均匀，在搅拌过程中再将混合物重新加热升温，使其充分混合均匀成流体状；
(3)将由步骤(2)得到的混合物灌入容器中进行封装。
4、根据权利要求3所述的一种相变蓄热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中氢氧化钡(Ba(OH)2·8H2O)在85℃～90℃下加热熔融，可将氢氧化钡加热至稍高于相变温度再加入添加剂。
5、根据权利要求3所述的一种相变蓄热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中添加剂的加入非一次性加入，为缓慢添加，并不断搅匀。
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