一种具有自洁性的储能柔性静电膜及其制备方法

本发明涉及一种具有自洁性的储能柔性静电膜及其制备方法

背景技术：

1、目前，随着社会经济的迅速发展，人们对能源供给的需求日益增长，而当前能源还是以煤、石油、天然气等不可再生能源为主，因此，提高能源的使用效率，减少能源消耗己成为解决能源问题以及环境问题的主要发展趋势。潜热储能技术具有储热密度大的优点而在人体环境管理、电子器件、红外隐身、建筑节能等诸多领域具有广泛的应用前景。

2、相变材料(pcm)是潜热储能技术的核心与基础，其根据相变方式可分为固-固、固-液、固-气三种类型，其中固-液相变材料相变焓高，体积变化小，性能稳定是目前主要研究的相变储热方式之一，但其本身存在易泄露等问题，限制其发展。目前采用静电纺丝法制备相变储能纤维可解决固-液相变材料易泄露等问题，其原理为纺丝纤维比表面积大幅度提高可以提供更多的相变材料负载位点，此结构也是复合纤维较高焓值的基础。

3、挑选不同的纺丝基材和相变材料组合，更可以赋予纺丝纤维的多重特性，如自洁性、静电贴合性等，在维持人体和环境热稳定，电子器件热管理，智能红外隐身方面具有广泛的应用前景。相变储能纤维的调温机理主要是纤维相变材料维能够根据外界环境温度的变化做出智能反应，当外界环境温度或人体温度高于相变材料的熔点时，纤维从可吸收热量并储存在其内部，同时相变材料从固态转变成液态；当外界环境温度或人体温度低于相变材料的熔点时，液态的相变材料会放出自身储存的热量，使得纤维周围的温度保持相对稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有自洁性的储能柔性静电膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、合成一种具有自洁性的储能柔性静电膜包括以下步骤：

3、首先将聚丙烯腈、聚偏氟乙烯六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等疏水性聚合物树脂的一种或两种以上置于容器中，加入有机溶剂，有机溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、环丁砜中的一种，40-90℃加热，持续搅拌6-48小时，使聚合物树脂完全溶解，配置成质量浓度为2％-15％的聚合物树脂基液。

4、再将聚乙二醇、脂肪酸、石蜡或烷烃等相变储能材料的一种或两种以上置于聚合物树脂溶液中，聚合物树脂与相变储能材料质量比10:1-3:1，将其水浴加热到40-90℃，持续搅拌0.5-6小时，使相变储能材料完全溶解，配置成纺丝液。

5、将纺丝液注入针管中进行静电纺丝，纺丝工艺条件包括电压6-20kv，推注速度0.1-4ml/h，接收距离8-20cm，环境温度20-60℃，环境相对湿度15-90％。将纤维膜置于40-100℃干燥箱中，干燥6-24小时，最终得到具有柔性的纺丝纤维，即为具有自洁性的储能柔性静电膜。

6、进一步地，相变储能材料中，聚乙二醇的分子量范围4000-20000；脂肪酸碳链碳数范围16-32；烷烃碳链碳数范围17-30；薄膜厚度范围100-2000微米。

7、进一步地，疏水性聚合物树脂中，聚丙烯腈的平均分子量范围50000-250000；聚偏氟乙烯六氟丙烯的平均分子量范围400000-600000；聚偏二氟乙烯的平均分子量范围100000-600000；聚乙烯的平均分子量范围100000-500000；聚苯乙烯的平均分子量范围100000-40000。

8、进一步地，所述的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、环丁砜中的一种或两种以上。

9、进一步地，所述具有自洁性的储能柔性静电膜为白色柔性纤维薄膜，薄膜厚度范围100-2000微米。

10、本方法合成的储能静电膜具有柔性和自洁性，可以依靠静电吸附到各种光滑的表面，具有很强的黏着力,并且可以反复撕贴，不留痕迹。其合成方法简单、安全，易于制备，在维持人体和环境热稳定，电子器件热管理，智能红外隐身方面具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种具有自洁性的储能柔性静电膜，其特征在于：所述一种具有自洁性的储能柔性静电膜是由相变储能材料和疏水性聚合物树脂静电纺丝制备而成，所述相变储能材料为聚乙二醇、脂肪酸、石蜡或烷烃中的一种或两种以上；所述疏水性聚合物树脂为聚丙烯腈、聚偏氟乙烯六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的具有自洁性的储能柔性静电膜，其特征在于，相变储能材料与疏水性聚合物树脂的质量比为1:10-3:1，优选(1:2-2:1)。

3.根据权利要求1或2所述的具有自洁性的储能柔性静电膜，其特征在于，所述相变储能材料中，聚乙二醇的分子量范围4000-20000，优选(6000-20000)；脂肪酸碳链碳数范围16-32，优选(18-30)；烷烃碳链碳数范围17-30，优选(18-25)；薄膜厚度范围100-2000微米，优选(300-1500微米)。

4.根据权利要求1或2所述的具有自洁性的储能柔性静电膜，其特征在于，所述疏水性聚合物树脂中，聚丙烯腈的平均分子量范围50000-250000，优选(85000-150000)；聚偏氟乙烯六氟丙烯的平均分子量范围400000-600000，优选(500000-600000)；聚偏二氟乙烯的平均分子量范围100000-600000，优选(180000-540000)；聚乙烯的平均分子量范围100000-500000，优选(200000-300000)；聚苯乙烯的平均分子量范围100000-400000，优选(300000-300000)。

5.一种权利要求1-4任一所述具有自洁性的储能柔性静电膜的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺、环丁砜中的一种或两种以上。

7.一种权利要求1-4任一所述的具有自洁性的储能柔性静电膜作为静电吸附贴或相变储能材料的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，其可作为相变材料在维持人体或环境热稳定、或电子器件热管理方面具有广泛的应用前景。

技术总结本发明公开了一种具有自洁性的储能柔性静电膜及其制备方法。该方法以聚乙二醇、脂肪酸、石蜡或烷烃等相变储能材料的一种或两种以上，物理共混聚丙烯腈、聚偏氟乙烯六氟丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等疏水性聚合物树脂中的一种或两种以上，通过静电纺丝制备的一种具有自洁性的储能柔性静电膜。本方法合成的储能静电膜具有柔性和自洁性，可以依靠静电吸附到各种光滑的表面，具有很强的黏着力,并且可以反复撕贴，不留痕迹。其合成方法简单、安全，易于制备，在维持人体和环境热稳定，电子器件热管理，智能红外隐身方面具有广泛的应用前景。技术研发人员：史全,戴鹤男,寇艳受保护的技术使用者：中国科学院大连化学物理研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/2