KR20150120586A - Manufacturing method of phase change composites - Google Patents

Manufacturing method of phase change composites Download PDF

Info

Publication number
KR20150120586A
KR20150120586A KR1020140046169A KR20140046169A KR20150120586A KR 20150120586 A KR20150120586 A KR 20150120586A KR 1020140046169 A KR1020140046169 A KR 1020140046169A KR 20140046169 A KR20140046169 A KR 20140046169A KR 20150120586 A KR20150120586 A KR 20150120586A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
expanded graphite
phase
acid
graphite
phase change
Prior art date
Application number
KR1020140046169A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101581677B1 (en
Inventor
박수진
신혜경
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020140046169A priority Critical patent/KR101581677B1/en
Publication of KR20150120586A publication Critical patent/KR20150120586A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101581677B1 publication Critical patent/KR101581677B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a phase change material composite and, more specifically, to a manufacturing method of a phase change material composite containing expanded graphite. According to the present invention, the phase change material composite is manufactured by providing shape stability for minimizing heat loss by preventing calorie loss which can be generated during solid-liquid and liquid-solid phase changes due to an expansion interval existing inside the expanded graphite, and with improved thermal conductivity by adding the expanded graphite to a phase change material with small thermal properties.

Description

상변이 물질 복합재의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF PHASE CHANGE COMPOSITES}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for manufacturing a phase change material composite material,

본 발명은 상변이 물질 복합재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팽창 흑연을 함유하는 상변이 물질 복합재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a phase-change material composite, and more particularly, to a method for producing a phase-change material composite containing expanded graphite.

화석 연료로부터 발생된 열에너지는 기계 에너지와 전기 에너지 등으로 변환시켜 얻는 에너지로 이용이 편리한 양질의 에너지이지만, 이용 후 남은 저온의 열에너지는 다른 에너지로 전환이 어려운 저급의 에너지이고 대부분 버려지는 폐에너지이다. 예를 들어, 산업공정에서 폐기되고 있는 폐열을 보면 산업용 요로는 30~60%, 보일러의 경우에는 9~20%, 대형 빌딩 공조의 경우에는 30~50%의 폐열이 배출되는 것으로 알려져 있고, 특히 발전기 부문에서 발생되는 배출 가스의 현열은 전체 입력 에너지의 50%를 넘는 것으로 나타나고 있다. 대부분의 폐열은 배가스, 배공기, 폐온수, 폐증기 등과 같은 형태여서 이를 회수하거나 저장하여 유용하게 활용하는 것은 에너지 이용 효율을 높이는 가장 좋은 방법이다. 따라서, 저급 및 폐에너지를 양질의 에너지로 전환 및 보관하기 위해 저급 및 폐열을 고밀도화하여 열 손실을 최소화할 필요가 있다. 관련 선행기술로는 한국 공개특허 제10-2011-0034577호(축열재의 제조 방법, 축열재, 축열 기능을 가진 흡착재, 및 캐니스터), 한국 등록특허 제10-0426828호(축열재조성물) 등이 있다.The heat energy generated from fossil fuel is energy that is obtained by converting into mechanical energy and electric energy. However, the remaining low-temperature thermal energy after use is low-level energy which is difficult to convert to other energy, and most of it is waste energy . For example, waste heat that is being discarded in industrial processes is known to produce waste heat of 30 to 60% for industrial urine, 9 to 20% for boiler and 30 to 50% for large-scale building air conditioning, The sensible heat of the exhaust gas generated in the generator sector is shown to exceed 50% of the total input energy. Most waste heat is in the form of flue gas, ship air, wastewater, and pulmonary steam, and it is the best way to improve the efficiency of energy use by recovering or storing it. Therefore, there is a need to minimize the heat loss by densifying the low-grade and waste heat in order to convert and store low-grade and waste energy into high-quality energy. Korean Patent Publication No. 10-2011-0034577 (a method of producing a heat accumulating material, a heat accumulating material, a sorbent having a heat accumulating function, and a canister) and Korean Patent Registration No. 10-0426828 (heat accumulating material composition) .

상변이 물질의 잠열 축열 복합재라는 것은 상변이 물질(Phase change material. PCM)이 온도에 의해 상이 변화하면서 발생하는 잠열의 형태로, 에너지 저장 가능 물질이며 에너지 고밀도화, 열회복성, 일정한 열온도로 유지하는 등의 특성을 가지고 있어 에너지 저장 매개체로 많은 주목을 받고 있다. PCM 물질은 주로 유기물질과 무기물질로 분류된다. 유기물질의 PCM으로는 탄소와 수소로 이루어진 탄화수소계열 및 다당류 등의 물질이 있으며, 무기물질의 PCM으로는 수화물 형태의 염화칼슘, 초산삼수화물 등이 있다. The phase change material is a latent heat storage material, which is a form of latent heat generated by phase change of phase change material (PCM) by temperature. It is an energy storable substance and maintains energy densification, heat recovery property, And has attracted much attention as an energy storage medium. PCM materials are classified mainly into organic and inorganic materials. PCMs of organic materials include hydrocarbon-based and polysaccharides composed of carbon and hydrogen, and PCMs of inorganic substances include calcium chloride and hydrated ginseng as hydrates.

그러나, 대부분의 PCM 소재는 고체에서 액체로 상이 변화할 때 튜브나 일정한 용기 등을 필요로 하는데 이는 열저항의 증가 또는 원가 상승의 원인이 된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 PCM 소재에 보조물질을 첨가하여 용융이나 응고 과정에서 PCM의 누출을 막고 전체적으로 고체 상태의 안정성을 향상시킬 필요가 있다. 또한, PCM은 열전도율이 낮아 주변의 열을 흡수하는 능력이 낮아 열전도성이 높은 물질을 보조제로 첨가할 필요가 있다. 보조제 첨가로 인한 열량 손실을 막기 위한 보조제의 형태도 중요하며, PCM을 용융할 때 PCM 내 보조제의 상 분리를 제거하기 위한 증점제의 양과 종류도 중요하다.However, most PCM materials require a tube or a constant vessel when the phase changes from solid to liquid, which causes an increase in thermal resistance or a rise in cost. To solve these problems, it is necessary to add an auxiliary material to the PCM material to prevent leakage of PCM during the melting or solidification process and to improve the stability of the solid state as a whole. In addition, since the PCM has a low thermal conductivity and low ability to absorb the surrounding heat, it is necessary to add a material having high thermal conductivity as an auxiliary agent. The type of auxiliary agent to prevent the loss of heat due to the addition of the adjuvant is also important, and the amount and type of thickener to remove the phase separation of the adjuvant in PCM is also important when melting PCM.

본 발명의 목적은 상변이 물질의 열적 성질을 개선하기 위한 것으로서, 열전도성과 열적 안정성이 우수한 상변이 물질 복합재를 제조하는 방법을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a phase-change material composite having improved thermal conductivity and thermal stability, which is intended to improve the thermal properties of the phase-change material.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 흑연을 산처리하는 단계; (2) 상기 산처리한 흑연을 열처리하여 팽창흑연을 제조하는 단계; (3) 상기 제조한 팽창흑연을 상전이 물질 및 증점제와 혼합하는 단계;를 포함하는 상변이 물질 복합재의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for producing graphite, comprising: (1) acid treating graphite; (2) heat treating the acid-treated graphite to produce expanded graphite; (3) mixing the prepared expanded graphite with a phase transition material and a thickening agent.

상기 (1)단계에서 산처리는 염산, 황산, 과염소산 및 질산을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 산으로 산처리하는 것을 특징으로 한다.The acid treatment in the step (1) is characterized by acid treatment with at least one acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid and nitric acid.

상기 (2)단계에서 열처리는 200 내지 1500 ℃에서 10초 내지 2시간 동안 실시하는 것을 특징으로 한다.In the step (2), the heat treatment is performed at 200 to 1500 ° C for 10 seconds to 2 hours.

상기 (3)단계에서 상변이 물질은 탄화수소계 물질, 무기물수화계 물질 및 당알콜을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 한다.In the step (3), the phase-change material may be at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based material, an inorganic hydride-based material, and sugar alcohols.

상기 (3)단계에서 혼합공정은 용융된 상변이 물질을 혼합하여 진공 상태에서 혼합하거나 초음파를 가하여 혼합하는 것을 특징으로 한다.In the mixing step in the step (3), the molten upper phase material is mixed and mixed in a vacuum state or ultrasonic wave is mixed.

상기와 같은 본 발명에 따르면 열적 성질이 작은 상변이 물질에 팽창 흑연을 첨가함으로써, 열전도도를 향상시키고 팽창흑연 내 존재하는 팽창 간격으로 인하여 고체-액체, 액체-고체 상변화시 발생할 수 있는 열량 손실을 방지하여 열 손실을 최소화하는 형태 안정성을 부여한 상변이 물질 복합재를 제조하는 효과가 있다.According to the present invention, by adding expanded graphite to a phase-change material having a small thermal property, it is possible to improve the thermal conductivity and improve the heat loss due to the expansion gap existing in the expanded graphite, To thereby provide a phase-change material composite having shape stability that minimizes heat loss.

도 1은 본 발명에 따른 상변이 복합재의 제조공정도.
도 2는 열전도성 측정 결과.
도 3은 잠열 측정 결과.
도 4는 재순환 후의 잠열 측정 결과.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process diagram of a process for producing a phase-change composite according to the present invention;
Fig. 2 shows results of thermal conductivity measurement.
Fig. 3 shows latent heat measurement results.
4 shows the result of measurement of latent heat after recirculation.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 (1) 흑연을 산처리하는 단계; (2) 상기 산처리한 흑연을 열처리하여 팽창흑연을 제조하는 단계; (3) 상기 제조한 팽창흑연을 상전이 물질 및 증점제와 혼합하는 단계;를 포함하는 상변이 물질 복합재의 제조방법을 제공한다.(1) acid treatment of graphite; (2) heat treating the acid-treated graphite to produce expanded graphite; (3) mixing the prepared expanded graphite with a phase transition material and a thickening agent.

상기 (1)단계에서 산처리는 염산, 황산, 과염소산 및 질산을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 산으로 산처리하는 것이 바람직하며, 2종의 산을 선택하여 혼합하는 왕수(aqua regia)처리하는 것이 최적의 효과를 나타낸다.In the step (1), the acid treatment is preferably an acid treatment with at least one acid selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid and nitric acid, and aqua regia treatment in which two kinds of acids are selected and mixed The optimum effect is shown.

상기 (2)단계에서 열처리는 200 내지 1500 ℃에서 10초 내지 2시간 동안 실시하는 것이 바람직하며 고온 열처리 온도 및 시간에 따라 팽창 간격이 다른 팽창흑연을 제조할 수 있다. 상기 열처리 온도는 바람직하게는 400 내지 1500 ℃, 더욱 바람직하게는 600 내지 1500 ℃에서 실시하는 것이 최적의 효과를 나타낸다. 고온의 온도가 200 ℃ 미만인 경우 산처리한 흑연의 팽창이 원만하지 않으며, 1500 ℃를 초과할 경우 과도한 열처리에 의한 불필요한 비용이 소요되고 목적으로 하는 팽창흑연의 구조를 얻을 수 없다. 또한, 상기 열처리 시간은 바람직하게는 90초 내지 1 시간인 것이 최적의 효과를 나타낸다. 처리 시간이 10초 미만일 경우 팽창흑연 제조에 부족한 시간이 될 수 있고, 2 시간을 초과할 경우 흑연이 더 이상 팽창할 수 없는 한계 시간이 될 수 있으며 장시간의 열처리는 불필요한 시간, 에너지, 비용의 손실을 초래한다. In the step (2), the heat treatment is preferably performed at a temperature of 200 to 1500 ° C for 10 seconds to 2 hours. Expansion graphite having different expansion intervals according to a high temperature heat treatment temperature and time may be produced. The heat treatment temperature is preferably 400 to 1500 DEG C, more preferably 600 to 1500 DEG C, and the optimum effect is exhibited. When the high temperature is less than 200 ° C, the acid-treated graphite is not smoothly expanded. If the temperature is higher than 1500 ° C, unnecessary expense due to excessive heat treatment is required and the desired expanded graphite structure can not be obtained. In addition, the heat treatment time is preferably 90 seconds to 1 hour, and an optimum effect is exhibited. If the treatment time is less than 10 seconds, it may be a short time for the production of expanded graphite. If the treatment time exceeds 2 hours, the graphite may become a time limit for further expansion, and the long heat treatment may cause loss of unnecessary time, energy and cost ≪ / RTI >

상기 (3)단계에서 상변이 물질로 옥타데칸, 헥사데칸, 노나데칸, 테트라데칸, 도데칸, 데칸, 옥탄, 사이클로옥탄, 페닐사이클로헥산과 같은 탄화수소계 물질, 염화칼슘과 같은 무기물수화계 물질 및 에리스리톨, 만니톨, 갈락티톨과 같은 당알콜이 적용 가능하다. 또한, 증점제는 셀룰로오스, 회합형 우레탄, 알카리스웰러블(alkali swellerble)을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것이 바람직하며, 증점제의 종류와 양은 PCM 내 팽창흑연의 상 분리 제거에 영향을 미친다.In step (3), the phase-change material may be a hydrocarbon-based material such as octadecane, hexadecane, nonadecane, tetradecane, dodecane, decane, octane, cyclooctane, phenylcyclohexane, an inorganic hydride material such as calcium chloride, , Mannitol, galactitol and the like can be applied. The thickening agent is preferably at least one selected from the group including cellulose, associative urethane, and alkali swellable. The kind and amount of the thickener affect the phase separation of expanded graphite in PCM.

상기 (3)단계에서 혼합공정은 용융된 상변이 물질을 혼합하여 진공 상태에서 혼합하거나 초음파를 가하여 혼합하는 것이 바람직하다. 팽창흑연, 용융된 상변이 물질 및 증점제를 수 분에서 수 시간 동안 혼합공정 처리하여 물질들을 잘 섞음으로써, 팽창흑연이 고체-액체, 액체-고체 상변화시 발생할 수 있는 열량 손실로부터 보호할 수 있는 용기와 같은 보조제 역할을 수행하여 형태적 안정성과 열적 안정성을 부여해 주고 재순환시 팽창흑연의 애벌레와 같은 구조와 팽창 간격에 의하여 에너지 손실을 최대한 막을 수 있는 효과가 있다.In the step (3), it is preferable that the molten phase material is mixed and mixed in a vacuum state or ultrasonically mixed. It is possible to protect expanded graphite from the loss of calories that may occur in solid-liquid, liquid-solid phase changes by mixing the materials by mixing process of expanded graphite, molten phase-change material and thickener for several minutes to several hours It is possible to prevent the energy loss by maximizing the structure and expansion interval of the expanded graphite in the recycle.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are merely illustrative of the present invention and that the scope of the present invention is not construed as being limited by these embodiments.

실시예 1.Example 1.

천연흑연 20 g을 황산과 질산 혼합액(4:1 v/v)에 첨가하여 24 시간 동안 반응시킨 후, 여과하여 증류수로 수회 세정하였다. 세정된 흑연은 진공 오븐 80 ℃에서 8 시간 동안 건조시키고, 건조된 시료는 900 ℃에서 90초 동안 고온 열처리하여 팽창흑연을 제조하였다.20 g of natural graphite was added to a mixture of sulfuric acid and nitric acid (4: 1 v / v), reacted for 24 hours, filtered and washed several times with distilled water. The washed graphite was dried in a vacuum oven at 80 DEG C for 8 hours, and the dried sample was heat-treated at 900 DEG C for 90 seconds to produce expanded graphite.

PCM으로는 당류의 일종인 에리스리톨을 10 g 취하여 120 ℃에서 용융시킨 후 팽창흑연 0.25 g을 넣고 용융된 에리스리톨 내 팽창흑연의 상분리 방지를 위해 증점제로 carboxymethyl cellulose(CMC) 0.4 g을 첨가하여 팽창흑연을 고루 분산시켰다. 팽창흑연이 고루 분산된 용융 에리스리톨을 초음파 장치를 이용하여 1시간 이상 처리하였고, 이로써 팽창흑연 내 틈 사이로 용융 에리스리톨이 충진될 수 있도록 하였다.10 g of erythritol, a kind of saccharides, was melted at 120 ℃ and 0.25 g of expanded graphite was added. 0.4 g of carboxymethyl cellulose (CMC) was added as a thickener to prevent phase separation of expanded erythritol in expanded graphite. And dispersed evenly. The molten erythritol having uniformly dispersed expanded graphite was treated with an ultrasonic apparatus for at least 1 hour, thereby allowing molten erythritol to be filled between the gaps in the expanded graphite.

이후, 팽창흑연이 함유된 용융 에리스리톨을 일정한 몰드에 부어 냉각시켜 PCM 복합재를 제조하였다.Thereafter, molten erythritol containing expanded graphite was poured into a certain mold and cooled to prepare a PCM composite material.

실시예 2.Example 2.

상기 실시예 1에서 팽창흑연의 고온 열처리 시간을 3분을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 복합재를 제조하였다.A PCM composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the high-temperature heat treatment time of the expanded graphite in Example 1 was 3 minutes.

실시예 3.Example 3.

상기 실시예 1에서 팽창흑연의 고온 열처리 시간을 10분을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 복합재를 제조하였다.A PCM composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the high-temperature heat treatment time of the expanded graphite in Example 1 was 10 minutes.

실시예 4.Example 4.

상기 실시예 1에서 팽창흑연의 고온 열처리 시간을 30분을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 복합재를 제조하였다.A PCM composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the high-temperature heat treatment time of the expanded graphite in Example 1 was 30 minutes.

실시예 5.Example 5.

상기 실시예 1에서 팽창흑연의 고온 열처리 시간을 60분을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 복합재를 제조하였다.A PCM composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the high-temperature heat treatment time of the expanded graphite in Example 1 was 60 minutes.

실시예 6.Example 6.

상기 실시예 1에서 팽창흑연의 고온 열처리 시간을 120분을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 복합재를 제조하였다.A PCM composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the high-temperature heat treatment time of the expanded graphite in Example 1 was 120 minutes.

비교예 1.Comparative Example 1

상기 실시예 1에서 팽창흑연 대신 천연흑연을 넣는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 PCM 복합재를 제조하였다.A PCM composite material was prepared in the same manner as in Example 1 except that natural graphite was used instead of expanded graphite in Example 1.

실험예 1. 열전도성 측정Experimental Example 1. Measurement of Thermal Conductivity

팽창흑연을 함유한 PCM 복합재의 열전도성을 측정하기 위해 Thermo Con Tester M100을 사용하였으며, 순수 에리스리톨 복합재는 C-0, 천연흑연을 함유한 복합재는 C-1, 900 ℃에서 90 초간 처리하여 얻은 팽창흑연을 함유한 복합재는 C-2, 900 ℃에서 3 분간 처리하여 얻은 팽창흑연을 함유한 복합재는 C-3, 900 ℃에서 10 분간 처리하여 얻은 팽창흑연을 함유한 복합재는 C-4, 900 ℃에서 30 분간 처리하여 얻은 팽창흑연을 함유한 복합재는 C-5, 900 ℃에서 60 분간 처리하여 얻은 팽창흑연을 함유한 복합재는 C-6, 900 ℃에서 120 분간 처리하여 얻은 팽창흑연을 함유한 복합재는 C-7이라고 명칭하였다. Thermo Con Tester M100 was used to measure the thermal conductivity of PCM composites containing expanded graphite. C-0 for pure Erythritol composites, C-1 for composites containing natural graphite, expansion at 900 ° C for 90 seconds The composite material containing graphite is C-2, the composite material containing expanded graphite obtained by treating at 900 ° C for 3 minutes is C-3, and the composite material containing expanded graphite obtained by treating at 900 ° C for 10 minutes is C-4, 900 ° C The composite material containing expanded graphite obtained by treating at 900 ° C for 60 minutes was treated with C-6 at 900 ° C for 120 minutes to obtain a composite material containing expanded graphite Was named C-7.

도 2를 참조하면 흑연을 함유하지 않은 순수 에리스리톨 복합재는 열전도도 값 약 0.3 W/mK를 나타냈으며, 천연흑연을 함유한 복합재는 1.13 W/mK를 나타냈다. 그러나, 팽창흑연이 함유된 복합재를 보면 열전도도 값이 2.06 W/mK에서 3.56 W/mK로 나타났다. 이는 팽창흑연의 팽창 간격이 넓어질수록 열전도도 값이 증가함을 나타내며, C-7 복합재의 경우 3.56 W/mK 정도의 높은 열전도도 값을 나타냈다. 이는 팽창흑연의 팽창 간격이 넓어질수록 팽창흑연 간의 접촉면 간격이 좁아져 열전도성이 용이해졌기 때문인 것으로 판단된다.Referring to FIG. 2, the pure erythritol composite containing no graphite exhibited a thermal conductivity of about 0.3 W / mK, while the composite containing natural graphite exhibited a dielectric constant of 1.13 W / mK. However, the thermal conductivity of the composites containing expanded graphite was 2.06 W / mK at 3.56 W / mK. This indicates that the expansion coefficient of expanded graphite increases as the thermal expansion increases, and the C-7 composite exhibits a high thermal conductivity of 3.56 W / mK. This is because the larger the expansion gap of expanded graphite is, the narrower the contact surface interval between expanded graphite is, and the easier the thermal conductivity is.

실험예 2. 잠열 측정Experimental Example 2. Latent heat measurement

복합재에 대한 잠열은 시차주사 열량 측정법에 의한 DSC Q100 instument를 사용하여 측정하였다. 일반적으로 PCM의 잠열은 흡열 피크의 면적에 의해 측정되는데, 도 3을 참조하면 순수 에리스리톨 복합재, 천연흑연을 함유한 복합재, 팽창흑연을 함유한 복합재 순으로 열량이 작게 나타났고 이는 흑연 첨가물에 의한 것으로 판단된다. 하지만 도 4를 참조하면, 순수 에리스리톨 복합재는 재순환시켰을 경우 열량 손실이 큰 반면, 팽창흑연을 함유한 복합재는 재순환시 열량 손실이 적음을 알 수 있다. 또한, 팽창흑연의 팽창 간격이 커질수록 잠열 값이 높아졌고 열량 손실은 더 적어짐을 알 수 있었다. The latent heat of the composite was measured using a DSC Q100 instrument using differential scanning calorimetry. Generally, the latent heat of PCM is measured by the area of the endothermic peak. Referring to FIG. 3, the calorific value of the pure erythritol composite, the composite containing natural graphite and the expanded graphite is small, . However, referring to FIG. 4, it can be seen that the pure erythritol composite has a large heat loss when recirculated, while the composite containing expanded graphite has a small heat loss when recirculated. Also, the larger the expansion interval of expanded graphite, the higher the latent heat value and the smaller the heat loss.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Having described specific portions of the present invention in detail, it will be apparent to those skilled in the art that this specific description is only a preferred embodiment and that the scope of the present invention is not limited thereby. It will be obvious. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (5)

(1) 흑연을 산처리하는 단계;
(2) 상기 산처리한 흑연을 열처리하여 팽창흑연을 제조하는 단계;
(3) 상기 제조한 팽창흑연을 상전이 물질 및 증점제와 혼합하는 단계;를 포함하는 상변이 물질 복합재의 제조방법.
(1) acid treatment of graphite;
(2) heat treating the acid-treated graphite to produce expanded graphite;
(3) mixing the prepared expanded graphite with a phase transition material and a thickener.
제 1항에 있어서,
상기 (1)단계에서 산처리는 염산, 황산, 과염소산 및 질산을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상의 산으로 산처리하는 것을 특징으로 하는 상변이 물질 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the acid treatment in step (1) is an acid treatment with one or more acids selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid and nitric acid.
제 1항에 있어서,
상기 (2)단계에서 열처리는 200 내지 1500 ℃에서 10초 내지 2시간 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 상변이 물질 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the heat treatment is performed at 200 to 1500 ° C for 10 seconds to 2 hours in the step (2).
제 1항에 있어서,
상기 (3)단계에서 상변이 물질은 탄화수소계 물질, 무기물수화계 물질 및 당알콜을 포함하는 군에서 선택되는 1 이상인 것을 특징으로 하는 상변이 물질 복합재의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step (3), the phase-change material is at least one selected from the group consisting of a hydrocarbon-based material, an inorganic-solvent-based material, and sugar alcohols.
제 1항에 있어서,
상기 (3)단계에서 혼합공정은 용융된 상변이 물질을 혼합하여 진공 상태에서 혼합하거나 초음파를 가하여 혼합하는 것을 특징으로 하는 상변이 물질 복합재의 제조방법.










The method according to claim 1,
Wherein the mixing step comprises mixing the molten upper phase material in a vacuum state or ultrasonically mixing the mixed phase phase material in the step (3).










KR1020140046169A 2014-04-17 2014-04-17 Manufacturing method of phase change composites KR101581677B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140046169A KR101581677B1 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Manufacturing method of phase change composites

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140046169A KR101581677B1 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Manufacturing method of phase change composites

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150120586A true KR20150120586A (en) 2015-10-28
KR101581677B1 KR101581677B1 (en) 2016-01-05

Family

ID=54428751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140046169A KR101581677B1 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Manufacturing method of phase change composites

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101581677B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200102049A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 전주대학교 산학협력단 The method for manufacturing of thermal conductivity-improved carbon foams and manufacturing of phase change composite materials using the same
CN114686179A (en) * 2021-12-27 2022-07-01 江苏金合能源科技有限公司 Semi-shaped composite organic phase change material and preparation method thereof
CN115093835A (en) * 2022-07-25 2022-09-23 深圳市中黄实业有限公司 Low-temperature near-eutectic phase change cold storage material and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0824272B2 (en) * 1985-12-17 1996-03-06 日本電装株式会社 Wireless door lock controller
KR20050022096A (en) * 2003-08-26 2005-03-07 한국화학연구원 Expanded graphite/epoxy nano composite composition
KR101367420B1 (en) * 2013-03-10 2014-02-28 주식회사 탭스인터내셔널 Complex panel filled with phase change material

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10250249A1 (en) * 2002-10-28 2004-05-13 Sgl Carbon Ag Mixtures for heat storage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0824272B2 (en) * 1985-12-17 1996-03-06 日本電装株式会社 Wireless door lock controller
KR20050022096A (en) * 2003-08-26 2005-03-07 한국화학연구원 Expanded graphite/epoxy nano composite composition
KR101367420B1 (en) * 2013-03-10 2014-02-28 주식회사 탭스인터내셔널 Complex panel filled with phase change material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200102049A (en) * 2019-02-20 2020-08-31 전주대학교 산학협력단 The method for manufacturing of thermal conductivity-improved carbon foams and manufacturing of phase change composite materials using the same
CN114686179A (en) * 2021-12-27 2022-07-01 江苏金合能源科技有限公司 Semi-shaped composite organic phase change material and preparation method thereof
CN115093835A (en) * 2022-07-25 2022-09-23 深圳市中黄实业有限公司 Low-temperature near-eutectic phase change cold storage material and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101581677B1 (en) 2016-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Lamellar-structured phase change composites based on biomass-derived carbonaceous sheets and sodium acetate trihydrate for high-efficient solar photothermal energy harvest
Zheng et al. Polyimide/phosphorene hybrid aerogel-based composite phase change materials for high-efficient solar energy capture and photothermal conversion
Lu et al. Multifunctional paraffin wax/carbon nanotube sponge composites with simultaneous high-efficient thermal management and electromagnetic interference shielding efficiencies for electronic devices
Atinafu et al. Introduction of eicosane into biochar derived from softwood and wheat straw: Influence of porous structure and surface chemistry
Xie et al. Evaluation of stearic acid/coconut shell charcoal composite phase change thermal energy storage materials for tankless solar water heater
Qian et al. Diatomite: A promising natural candidate as carrier material for low, middle and high temperature phase change material
Wang et al. A new low-cost high-temperature shape-stable phase change material based on coal fly ash and K2CO3
Mehrali et al. Preparation and properties of highly conductive palmitic acid/graphene oxide composites as thermal energy storage materials
Wang et al. Stearic acid/silica fume composite as form-stable phase change material for thermal energy storage
Tan et al. Preparation and characterization of erythritol/sepiolite/exfoliated graphite nanoplatelets form-stable phase change material with high thermal conductivity and suppressed supercooling
Pan et al. Balsa-based porous carbon composite phase change material with photo-thermal conversion performance for thermal energy storage
Liu et al. Bamboo derived SiC ceramics-phase change composites for efficient, rapid, and compact solar thermal energy storage
Liu et al. Composite of Coal‐Series Kaolinite and Capric–Lauric Acid as Form‐Stable Phase‐Change Material
Liu et al. Experimental research on an environment-friendly form-stable phase change material incorporating modified rice husk ash for thermal energy storage
Wang et al. In situ preparation of light-driven cellulose-Mxene aerogels based composite phase change materials with simultaneously enhanced light-to-heat conversion, heat transfer and heat storage
Zhu et al. Constructing heat conduction path and flexible support skeleton for PEG-based phase change composites through salt template method
Lu et al. Fabrication and characterization of the novel shape-stabilized composite PCMs of Na2CO3-K2CO3/MgO/glass
Zhang et al. Fabrication of shape-stabilized phase change materials based on waste plastics for energy storage
Shen et al. All lignin-based sponge encapsulated phase change composites with enhanced solar-thermal conversion capability and satisfactory shape stability for thermal energy storage
Fan et al. Enhanced photothermal conversion capability of melamine foam-derived carbon foam-based form-stable phase change composites
Tian et al. Anisotropic reed-stem-derived hierarchical porous biochars supported paraffin wax for efficient solar-thermal energy conversion and storage
KR101581677B1 (en) Manufacturing method of phase change composites
Bai et al. Emerging PEG/VO2 dual phase change materials for thermal energy storage
Ren et al. A polyethylene glycol-based form-stable phase change material supported by nanoarray-modified metal foam
Chen et al. Thermal properties of 1-hexadecanol/high density polyethylene/graphene nanoplates composites as form-stable heat storage materials

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 4