一種礦物基相變儲熱復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種儲熱復合材料及其制備方法，具體涉及一種礦物基相變儲熱復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]儲熱技術是提高能源利用效率和保護環(huán)境的重要技術，可用于解決熱能供給與需求之間的配給矛盾，在太陽能利用、電力的“移峰填谷”、廢熱和余熱的回收利用以及工業(yè)與民用建筑和空調的節(jié)能等領域具有廣泛的應用前景，目前已成為世界范圍內的研究熱點。現(xiàn)行的儲熱方式主要有:顯熱，潛熱(相變)和化學反應熱儲熱3種方式。顯熱儲熱技術是發(fā)展最早、最為成熟的技術，且其儲熱裝置運行和管理也較為方便;潛熱儲熱密度較高，而且儲、放熱過程近似恒溫，特別是固液相變儲熱，儲熱系統(tǒng)效率較高，體積較小;化學儲熱是利用可逆化學反應的反應熱來進行儲熱的，這種儲熱方式具有儲熱密度大等獨特優(yōu)點。
[0003]滑石粉作為層狀的硅酸鹽礦物材料，性能穩(wěn)定，吸附性強，比表面積大，可作為相變儲熱材料的支撐材料，用于制備復合相變儲熱材料，但其導熱性差的缺陷使其與高嶺土相比具有明顯的劣勢，因而，滑石粉在相變儲能材料中應用很少，但滑石粉穩(wěn)定的晶型和層狀結構，使其在儲熱材料中具有應用的可能，將滑石粉應用于儲熱材料的制備，能大大提高滑石粉的價值，也能擴大儲熱材料的原材料范圍，對儲熱材料的發(fā)展和應用具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明為了得到一種具有性能穩(wěn)定，儲熱量大，能反復使用，相變條件溫和，易控制，原料來源廣泛的儲熱材料，提出了一種礦物基相變儲熱復合材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明一種礦物基相變儲熱復合材料，其特征在于是以層狀改性滑石粉為支撐載體的相變儲熱復合材料，，其由以下原材料制備得到:
滑石粉40-55份，
改性劑100-150份，
擴層劑5-10份，
儲熱相變材料30-45份，
溶劑適量，
其中所述的滑石粉為純度2 98%，細度為800-1500目的層狀滑石粉;所述的改性劑為物質的量濃度為0.5-1.011101/1的(:112+^+仏3+及3+、1112+上3+的鹽溶液中的一種或多種;所述的擴層劑為烷基氨基酸、烷基內酰胺、烷基二胺、烷基醇胺中的一種或多種;所述的儲熱相變材料為石蠟、季戊四醇、2—二羥甲基一丙醇、新戊二醇的一種或多種;所述的溶劑為去離子水，其目的是使滑石粉溶解形成漿料。
[0006]上述一種礦物基相變儲熱復合材料是通過以下制備方法得到的，其特征在于具體步驟如下:
1、將40-55重量份的滑石粉與100-150重量份的改性劑混合均勻后加入到反應釜中，在80-95°C的溫度，攪拌速度為100-150r/min的條件下進行離子交換反應2-3h，過濾后在氮氣氣氛中、200-300°C的溫度下煅燒0.5-lh，得到改性滑石粉，即利用滑石粉具有的吸附性和離子交換能力，將改性劑中的金屬離子嵌入到滑石粉的晶體中，對滑石粉進行雜化改性，提高滑石粉的導熱性，利于熱量的傳導；
2、將步驟I得到的改性滑石粉與5-10重量份的擴層劑、適量的去離子水均勻混合后加人到行星式球磨機中，并加熱，在50-60°C的溫度、400-500r/min的速度下研磨30-60min出料過濾得到混合物；
3、將步驟2得到的滑石粉與30-45重量份的儲熱相變材料加入到容器中，抽真空至壓力為-0.5Mpa，保持10-20min，然后將容器置于80-90°C的水浴中15-20min，注入空氣，并用超聲波震蕩處理8-10分鐘，冷卻后取出，在60-70°C的溫度下干燥處理3-4h得到滑石粉相變儲熱復合材料。
[0007]本發(fā)明將滑石粉進行提高導熱性的改性處理，制備得到了一種礦物基相變儲熱復合材料;利用了滑石粉的吸附性和離子交換功能，將導熱性很好的金屬離子嵌入滑石粉的晶格中，對滑石粉進行雜化改性處理，從而提高滑石粉的導熱性，有利于熱量的傳播，即有利于相變儲能材料對熱能的吸收和釋放;然后將滑石粉進行擴層和有機化改性處理，與相變儲熱材料進行復合，得到一種以相變儲能材料為儲熱物質，以改性滑石粉為導熱物質和支撐體的復合相變儲熱材料，該復合材料吸熱放熱速度快，性能穩(wěn)定，儲熱量大，能反復使用，反應條件溫和，易控制，原料來源廣泛，適合低溫儲熱，具有廣闊的市場前景。
[0008]本發(fā)明突出的特點和有益效果在于:
1、本發(fā)明利用滑石粉的吸附性和離子交換性，對滑石粉進行了導熱性改性處理，大大提高了滑石粉的導熱性。
[0009]2、本發(fā)明通過擴層和有機化改性處理，使支撐體滑石粉與有機的儲熱相變材料具有很好的相容性，且負載量大。
[0010]3、本發(fā)明制備得到的礦物基相變儲熱復合材料吸熱放熱速度快，性能穩(wěn)定，儲熱量大，能反復使用，反應條件溫和，效率高，易控制，原料來源廣泛，適合低溫儲熱，具有廣闊的市場前景。
【具體實施方式】
[0011]以下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包含在本發(fā)明的范圍內。
[0012]實施例1
1、將40重量份的滑石粉與100重量份的0.5mol/L的Cu2+的鹽溶液混合均勻后加入到反應釜中，在80°C的溫度，攪拌速度為lOOr/min的條件下進行離子交換反應3h，過濾后在氮氣氣氛中、200°C的溫度下煅燒0.5h，得到改性滑石粉；
2、將步驟I得到的改性滑石粉與5重量份的烷基氨基酸、適量的去離子水均勻混合后加人到行星式球磨機中，并加熱，在50°C的溫度、400r/min的速度下研磨30min出料過濾得到混合物；
3、將步驟2得到的滑石粉與30重量份的石蠟加入到容器中，抽真空至壓力為-0.5Mpa，保持lOmin，然后將容器置于80°C的水浴中15min，注入空氣，并用超聲波震蕩處理8分鐘，冷卻后取出，在60°C的溫度下干燥處理3h得到滑石粉相變儲熱復合材料。
[0013]實施例2
1、將55重量份的滑石粉與150重量份的1.0mol/L的Ag+的鹽溶液混合均勻