赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法

本发明属于相变材料在热防护领域，特别是一种赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法。

背景技术：

1、相变材料拥有储热密度大，工作温度相对恒定等特性，相变温度为117℃的赤藓糖醇是一种四元醇相变材料，因具有高潜热、无毒等优点，在热防护领域具有很大应用前景。赤藓糖醇相变材料在相变过程中容易发生液相的泄露，实际应用前需要其进行封装或做定形处理。

2、专利cn201710882094.3使用多孔膨胀石墨对赤藓糖醇进行吸附定形，可以解决泄漏问题，但是添加膨胀石墨后赤藓糖醇的热导率较高，导致隔热性能较差，不利于在热防护领域中应用；专利cn202210750767.0使用分子筛/硅藻土在对相变材料进行吸附定形的同时还可以使其具有较低热导率，是一种良好的冻土路基保护的路基土材料，但是该方法需要预先在反应釜中制备分子筛/硅藻土基多孔载体材料，反应时间长达数天，导致工艺较为复杂，成本较高；专利cn202310160046.9使用聚乙烯、烯烃嵌段共聚物、聚氨酯、生物降解高分子、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯等支撑材料，制备一种相变型保温隔热复合材料，显热和潜热两种方式实现保温隔热效果，增加了保温材料的潜热蓄热能力，但是实际应用中也面临制备步骤过于复杂、制备时间和成本较高等问题；专利cn202010186099.4以羧基化-纤维素纳米纤维为相变材料，明胶为支撑载体，空心微球作为隔热物，通过共混合成一种复合低导热相变蓄冷材料。合成的低导热相变蓄冷材料具有相变潜热稳定、不分层、稳定性好、制备成本低和导热系数低的优点，易于其在蓄冷阻热方面的应用，实际应用中也面临制备步骤过于复杂等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种兼具隔热和储热能力的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料的制备方法，以解决赤藓糖醇在相变过程中的泄漏问题，同时降低其热导率，使其兼具隔热、储热性能，更方便地应用在热防护领域。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：

3、一种赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，包括：

4、将气相二氧化硅与赤藓糖醇混合；

5、将赤藓糖醇气相二氧化硅混合溶液进行干燥处理得到赤藓糖醇气相二氧化硅块状混合物；

6、将赤藓糖醇气相二氧化硅块状混合物球磨成粉、过滤后，压片定形；

7、在片状的赤藓糖醇气相二氧化硅混合物表面涂覆光敏树脂并固化，得到封装好的赤藓糖醇气相二氧化硅定形复合相变材料。

8、本发明与现有技术相比，其显著优点是：

9、(1)通过添加10-30％的气相二氧化硅，将赤藓糖醇相变材料吸附定形，可以解决其在熔化过程中的液相泄露问题；同时具有较低热导率，兼具隔热和储热性能。

10、(2)通过使用光敏树脂固化，对定形后的赤藓糖醇相变材料进一步封装，可将气相二氧化硅的添加质量分数大幅减小，使得相变材料维持较高的相变潜热。

11、(3)工艺简单，成本较低，适合在热防护领域大规模制备应用。

技术特征：

1.一种赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，气相二氧化硅与赤藓糖醇的质量占比为：气相二氧化硅的质量分数为10-15％，赤藓糖醇的质量分数为85-90％。

3.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，气相二氧化硅与赤藓糖醇的质量占比为：气相二氧化硅的质量分数为10-30％，赤藓糖醇的质量分数为70-90％。

4.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，将气相二氧化硅与赤藓糖醇混合，具体为将赤藓糖醇溶解于去离子水中，并加热搅拌，将气相二氧化硅边搅拌边倒入赤藓糖醇溶液中，搅拌混合均匀后得到赤藓糖醇气相二氧化硅混合溶液。

5.根据权利要求4所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，去离子水质量为赤藓糖醇质量的3.5倍。

6.根据权利要求4所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，溶解方式为置于50-90℃水浴锅中搅拌溶解，时间为60-100min。

7.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，干燥处理过程为：将赤藓糖醇气相二氧化硅混合溶液先放于电加热箱，80-105℃鼓风干燥8-12h，随后置于真空干燥箱中，80-105℃真空干燥12-24h，真空度为5-50pa，去除去离子水，得到将干燥的赤藓糖醇气相二氧化硅块状混合物。

8.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，使用球磨机将赤藓糖醇气相二氧化硅块状混合物球磨成粉，球磨后使用30-40目的筛网过滤，得到粉末状赤藓糖醇气相二氧化硅块状混合物。

9.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，采用压片机进行压片定形，压片机压力为3-10mpa，压制过程保压时间为5-15min。

10.根据权利要求1所述的赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，其特征在于，涂覆光敏树脂的赤藓糖醇气相二氧化硅混合物置于波段为395-405nm的紫外灯下光照固化，光照时间为0.5-3min。

技术总结本发明公开了一种赤藓糖醇气相二氧化硅低导热定形复合相变材料制备方法，该方法以赤藓糖醇为相变材料，以气相二氧化硅作为支撑载体对赤藓糖醇进行吸附和定形，以光敏树脂作为快速封装材料，通过溶液混合、真空干燥、压片定形和紫外灯快速固化等方法，制备出气相二氧化硅赤藓糖醇低导热定形复合相变材料。所合成的定形材料在解决相变材料泄露问题、减少封装成本的同时，还可降低相变材料热导率，使其兼具隔热和储热能力。技术研发人员：胡定华,戚天赐,李强,夏天炜受保护的技术使用者：南京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18