多功能柔性相变材料、其制备方法及建筑材料转让专利

申请号 : CN201910123545.4

文献号 : CN109705816B

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发明人 : 王勇吴海燕祁晓东杨静晖黄婷张楠

申请人 : 西南交通大学

摘要 :

本发明涉及材料领域,具体而言,涉及一种多功能柔性相变材料、其制备方法及建筑材料。多功能柔性相变材料包括光吸收介质、相变储能物质和具有多孔结构的弹性基体,所述光吸收介质负载在所述弹性基体上;所述相变储能物质分布在所述弹性基体上。该多功能柔性相变材料将相变储能、形状记忆与光热转换功能集于一体,且具有柔性,便于安装,能够循环使用。

权利要求 :

1.一种多功能柔性相变材料,其特征在于,其包括光吸收介质、相变储能物质和具有多孔结构的弹性基体,所述光吸收介质负载在所述弹性基体上;所述相变储能物质分布在所述弹性基体上;光吸收介质部分包裹于弹性基体的骨架壁上,且剩余部分平铺在弹性基体的孔洞上;所述光吸收介质为石墨烯类物质;所述相变储能物质为石蜡;

所述多功能柔性相变材料的制备方法,包括以下步骤:制备光吸收介质前驱体分散液,而后将弹性基体与光吸收介质前驱体分散液混合,并从多个方向挤压所述弹性基体,使得所述弹性基体均匀吸附所述光吸收介质前驱体分散液;

而后将吸附有所述光吸收介质前驱体分散液的弹性基体进行还原反应,使得所述光吸收介质前驱体还原为光吸收介质;

而后将还原后的弹性基体再与相变储能物质混合形成所述多功能柔性相变材料。

2.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,所述多功能柔性相变材料中,所述光吸收介质在所述弹性基体上的负载量为0.014-1%,所述相变储能物质的负载量为95-95.5%,且所述弹性基体与所述相变储能物质的质量比为1:19-21。

3.根据权利要求2所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,所述弹性基体与所述相变储能物质的质量比为1:20。

4.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,所述弹性基体为泡沫。

5.根据权利要求4所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,所述泡沫为三聚氰胺泡沫或者聚氨酯泡沫。

6.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,所述石墨烯类物质为石墨烯。

7.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,所述石墨烯类物质为还原氧化石墨烯。

8.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,在吸附之后还包括:对吸附有所述光吸收介质前驱体分散液的弹性基体进行干燥。

9.根据权利要求8所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,干燥包括:先进行鼓风烘干而后再进行真空干燥。

10.根据权利要求8所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,控制吸附和干燥的次数为1-7次。

11.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,将还原后的弹性基体与所述相变储能物质混合包括:在真空状态下,将还原后的弹性基体浸没于浓度为0.4-

0.43g/ml的相变储能物质溶液中5-8分钟,随后去除溶剂。

12.根据权利要求1所述的多功能柔性相变材料,其特征在于,进行还原反应是利用碘化氢还原所述光吸收介质前驱体,且所述光吸收介质前驱体分散液是浓度为1-2mg/mL的光吸收介质前驱体分散液。

13.一种建筑材料,其特征在于,包括权利要求1所述的多功能柔性相变材料。

说明书 :

多功能柔性相变材料、其制备方法及建筑材料

技术领域

[0001] 本发明涉及材料领域,具体而言,涉及一种多功能柔性相变材料、其制备方法及建筑材料。

背景技术

[0002] 随着人口的增长和工业的发展,化石燃料的消耗越来越多。由于化石燃料是一种不可再生资源,并且在其使用过程中产生大量的污染物,由此引发的能源危机和环境问题日益严重。如何减少化石燃料的使用,就成为了解决能源短缺和相应的环境问题的关键。而相变材料可以作为储能材料应用于建筑、交通、制造、航天航空等领域,可以吸收工业生产中产生的废热,实现热能供应或需求的热管理,从而调节其中的不匹配,进而能够在一定程度上缓解能源及环境问题。
[0003] 相变材料(Phase change materials,PCM)常常应用于电子设备的热管理和建筑材料中。但在实际应用中,除了考虑材料的热焓值、封装性能外,还要考虑相变材料是否易于安装。然而传统的相变材料存在刚性大,不易于安装的缺点,比如相变材料与建筑材料结合较差;而对于智能手机等电子产品的热控,对空间的要求也非常严格。因此,传统的相变材料常常无法满足实际应用要求。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种多功能柔性相变材料,其将相变储能、形状记忆与光热转换功能集于一体,且具有柔性,便于安装,能够循环使用。
[0005] 本发明提供了一种多功能柔性相变材料的制备方法,该制备方法操作简单,成本低廉、可重复、规模化生产。
[0006] 本发明还提供一种建筑材料,其将相变储能、形状记忆与光热转换功能集于一体。
[0007] 本发明是这样实现的:
[0008] 本发明提供一种多功能柔性相变材料,其包括具有多孔结构的弹性基体、光吸收介质和相变储能物质,光吸收介质负载在弹性基体上;相变储能物质分布在弹性基体上。
[0009] 本发明提供一种多功能柔性相变材料的制备方法,包括以下步骤:将弹性基体与光吸收介质前驱体分散液混合,并从多个方向挤压弹性基体,使得弹性基体均匀吸附光吸收介质前驱体分散液;
[0010] 而后将吸附有所述光吸收介质前驱体分散液的弹性基体进行还原反应,使得所述光吸收介质前驱体还原为光吸收介质;
[0011] 而后将还原后的弹性基体再与所述相变储能物质混合形成所述多功能柔性相变材料。
[0012] 本发明还提供一种建筑材料,其包括上述的多功能柔性相变材料或根据上述制备方法制备的多功能柔性相变材料。
[0013] 本发明的有益效果是:本发明提供的多功能柔性相变材料通过多孔结构的弹性基体、光吸收介质和相变储能物质相互作用使得多功能柔性相变材料同时具有形状记忆功能、相变储能和光热转换的功能,且该材料易于安装,可应用于建筑材料和电子设备的热管理等领域。本发明提供的制备方法不但工艺条件简单,而且具有反应条件温和、周期短及成本低廉等优点,且有望实现规模化生产。

附图说明

[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0015] 图1为实验例1的扫描电镜检测结果图;
[0016] 图2为实验例2的差示扫描量热法检测结果图;
[0017] 图3为实验例3的流变性检测结果图;
[0018] 图4为实验例3的流变性检测直观结果图;
[0019] 图5为实验例4的形状记忆性能检测结果图;
[0020] 图6为实验例5的光热转换检测结果图。

具体实施方式

[0021] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0022] 下面对本发明实施例的多功能柔性相变材料、其制备方法及建筑材料进行具体说明。
[0023] 一种多功能柔性相变材料,其包括光吸收介质、相变储能物质和具有多孔结构的弹性基体,光吸收介质负载在所述弹性基体上,相变储能物质分布在所述弹性基体上。
[0024] 具体地,光吸收介质部分包裹于弹性基体的骨架壁上,且剩余部分平铺在弹性基体的孔洞上;相变储能物质分布在弹性基体的内部。而相变储能物质分布在弹性基体的内部指的是相变储能物质有些分布在弹性基体的骨架壁上,有些分布在弹性基体的孔洞,有些位于光吸收介质上,相变储能物质呈均匀分布。通过弹性基体、光吸收介质和相变储能物质的相互协同作用使得多功能柔性相变材料具有柔性、形状记忆功能、光热转换也就是将太阳能以相变潜热的形式存储与释放且具有高热焓值等性能,继而解决现有技术中相变材料不能变形、不易安装、功能单一等问题,对降低建筑物能耗有重要意义,且可以应用于建筑材料和电子设备的热管理等领域。
[0025] 需要说明的是上述相变储能物质包裹在弹性基体的骨架壁上以及分布在弹性基体的孔洞中记载的弹性基体的骨架壁和弹性基体的孔洞为未与光吸收介质作用的弹性基体的骨架壁和弹性基体的孔洞。
[0026] 进一步地,所述多功能柔性相变材料中,所述光吸收介质在所述弹性基体上的负载量为0.014-1%,负载量相变储能物质的负载量为95-95.5%。所述弹性基体与所述相变储能物质的质量比为1:19-21,优选为1:20。光吸收介质的负载量是多功能柔性相变材料中光吸收介质的质量除以多功能柔性相变材料放入重量而后得到的数据。通过控制光吸收介质和相变储能物质能够更好地控制多功能柔性的性能,保证其具有良好的形状记忆和光热转换等功效。
[0027] 进一步地,弹性基体为泡沫,优选为三聚氰胺泡沫或者聚氨酯泡沫。采用上述泡沫作为弹性基体,能够更好地保证光吸收介质和相变储能物质与弹性基体作用,继而保证该多功能柔性相变材料的形状记忆、相变储能和光热转换的功能。
[0028] 进一步地,相变储能物质为有机相变材料或者无机相变材料;
[0029] 优选,有机相变材料为石蜡、多元醇、醇类聚合物和羧酸类物质中的任意一种,[0030] 更优选,多元醇为季戊四醇,醇类聚合物为聚乙二醇,羧酸类物质为硬脂酸;
[0031] 无机相变材料为无机盐,优选为结晶水合盐;
[0032] 结晶水合盐为六水合氯化钙、十水合硫酸钠或者十二水合磷酸氢二钠。
[0033] 采用上述有机相变材料能够更好地与弹性基体和光吸收介质作用,进一步保证了多功能柔性相变材料的性能。
[0034] 进一步地,光吸收介质是一种具有光吸收特性的物质,其为石墨烯类物质,优选为石墨烯,更优选为还原氧化石墨烯。采用还原氧化石墨烯作为光吸收介质,制备上更简便,成本更低,且一定程度上能够拥有石墨烯的性能,继而保证多功能柔性相变材料的性能。
[0035] 本发明还提供一种多功能柔性相变材料的制备方法,包括以下步骤:
[0036] S1、制备光吸收介质前驱体分散液;
[0037] 首先,通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)溶液;具体地:
[0038] 将石墨与硝酸钠按照质量比为1.8-2.2:1的比例混合后在0-5℃条件下进行冰水浴,而后依次加入浓硫酸和高锰酸钾。其中,高锰酸钾与石墨的质量比为2.8-3.2:1,每克硝酸钠对应添加40-46m l浓硫酸。
[0039] 物料添加完后分阶段反应,具体在0-5℃条件下反应2.5-3.5小时,而后再升温至30-35℃并反应1-1.5小时,接着再缓慢加入去离子水,且添加去离子水的过程中保证反应温度不高于50℃,添加完后再在90-95℃的条件下反应2.5-3.5小时。接着,再滴加30%的双氧水,搅拌10-15分钟,终止反应。最后,再加入去离子水进行静置沉淀,然后离心;制得氧化石墨烯(即光吸收介质前驱体)溶液。
[0040] 而后将制备得到的氧化石墨烯溶液分散在蒸馏水中进行稀释得到浓度为1-2mg/ml的光吸收介质前驱体分散液。
[0041] S2、制备光吸收介质-弹性基体材料;
[0042] 将弹性基体与光吸收介质前驱体分散液混合,并从多个方向挤压弹性基体,使得弹性基体均匀吸附光吸收介质前驱体分散液。具体地,将弹性基体浸没于上述光吸收介质前驱体分散液中,弹性基体吸收分散液而后下沉,而后从多个方向(例如坐标轴的x向、y向、z向这三个方向)挤压弹性基体,使得弹性基体均匀吸附光吸收介质前驱体分散液,且光吸收介质前驱体分散液能够部分包裹于弹性基体的骨架壁上,且剩余部分填充在弹性基体的孔洞上。若不对弹性基体进行挤压多功能柔性相变材料的性能会降低,发明人猜测不对弹性基体进行挤压光吸收介质前驱体仅能附着与弹性基体的孔洞上,且光吸收介质前驱体之间连接度降低,继而不能形成连续的三维通路,继而导致多功能柔性相变材料的性能降低。
[0043] 进一步地,对吸附有所述光吸收介质前驱体分散液的弹性基体进行干燥;干燥包括:先进行烘干而后再进行真空干燥。具体地,将吸附有所述光吸收介质前驱体分散液的弹性基体利用55-65℃的鼓风烘干箱烘干24-48小时,而后再在55-65℃的真空干燥箱烘干6-8小时。采用上述烘干方式能够快速将弹性基体内的水分烘干,并得到光吸收介质前驱体-弹性基体材料。
[0044] 而后控制吸附和干燥的次数为1-7次,也就是重复上述浸没挤压吸附-烘干操作1-7次,继而使得后续得到的多功能柔性中光吸收介质的负载量为0.014-1%。
[0045] 而后吸附有所述光吸收介质前驱体分散液的弹性基体进行还原反应,使得所述光吸收介质前驱体还原为光吸收介质。具体地,利用氢碘酸还原光吸收介质前驱体。
[0046] 具体操作是:将上述制备得到的光吸收介质前驱体-弹性基体材料浸没于57%的HI溶液中,并在80-90℃的条件下反应5-8分钟,而后用蒸馏水洗去HI溶液,并烘干至恒重,继而得到光吸收介质-弹性基体材料。
[0047] S3、制备多功能柔性相变材料;
[0048] 将上述制备得到的光吸收介质-弹性基体材料与相变储能物质溶液混合形成多功能柔性相变材料。具体地,是在真空状态下,将经过还原后的弹性基体(也就是光吸收介质-弹性基体材料)浸没于浓度为0.4-0.43g/ml的相变储能物质溶液中5-8分钟,相变储能物质溶液的溶剂为正己烷。随后去除溶剂,也就是而后冷却为固态并使得溶剂挥发完全。
[0049] 本发明还提供一种建筑材料,其包括上述的多功能柔性相变材料或根据上述制备方法制备的多功能柔性相变材料。
[0050] 以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
[0051] 实施例1
[0052] 本实施例提供一种多功能柔性相变材料,其包括三聚氰胺泡沫、石蜡和还原氧化石墨烯,还原氧化石墨烯部分包裹于三聚氰胺泡沫的骨架壁上,且剩余部分平铺在三聚氰胺泡沫的孔洞上;石蜡部分分布在吸光介质表面,部分分布于包裹于三聚氰胺泡沫的骨架壁上,部分平铺在三聚氰胺泡沫的孔洞上。还原氧化石墨烯的负载量为0.014%,石蜡的负载量为95.2%。
[0053] 本实施例还提供一种多功能柔性相变材料的制备方法,包括以下步骤:
[0054] S1、制备氧化石墨烯溶液;
[0055] 将天然石墨4g和硝酸钠2g,倒入三颈瓶中,水浴锅中加入冰块降至0℃,随后进行冰浴。将92ml的浓硫酸倒入500ml三颈瓶中,在冰浴下缓慢搅拌。将12g高锰酸钾,缓慢地半勺半勺地加入三颈瓶中,在冰浴下搅拌3小时。升温至35℃,在35℃下恒温搅拌1小时。将184ml去离子水,缓慢滴加进三颈瓶中,滴加过程中温度不能高于50度;滴加完成后升温至
90℃,在90℃下保温搅拌3小时。最后,用胶头滴管滴加10ml的30%过氧化氢溶液,再搅拌
10min,终止反应。倒出产物,加入300ml去离子水,并冲洗三颈瓶壁上的残余产物。静置1-2天,然后在离心机中以8000r/min的转速进行离心。而后将氧化石墨烯与去离子水混合,得到浓度为2mg/ml的氧化石墨烯分散液。
[0056] S2、制备光吸收介质-弹性基体材料;
[0057] 将切成长方体状的三聚氰胺泡沫(MF)放入上述光吸收介质前驱体分散液中浸没,而后从3个方向(向下、向左以及向右)对三聚氰胺泡沫进行挤压,使其均匀吸附氧化石墨烯(GO)片层,随后取出在60℃的鼓风烘箱中烘48h,最后在60℃真空烘箱中烘6h,烘至恒重,得到光吸收介质前驱体-弹性基体材料(MF/GO)。
[0058] 将吸附有GO的MF/GO浸没在57%的HI溶液中,于85℃的水浴锅中还原5min,随后用蒸馏水洗净HI溶液的残留,最后烘干至恒重,得到光吸收介质-弹性基体材料(MF/RGO)。
[0059] S3、制备多功能柔性相变材料;
[0060] 将20g石蜡与47ml的正己烷混合,60℃下溶解制备石蜡稀溶液,石蜡稀溶液的浓度为0.43g/ml,将MF/RGO放入石蜡稀溶液中,进行真空浸渍灌装石蜡,抽真空时间为5min,取出后冷却到固态并直至溶剂挥发完全,制备得到多功能柔性相变材料(MF/RGO-1/Paraffin意为重复浸没挤压吸附-烘干1次得到的多功能柔性相变材料)。
[0061] 实施例2-实施例5
[0062] 实施例2-实施例5提供的多功能柔性相变材料与实施例1提供的多功能柔性相变材料结构基本一致,区别在于采用的原料以及原料的含量有所不同。实施例2-实施例5提供的多功能柔性相变材料的制备方法与实施例1提供的多功能柔性相变材料的制备方法操作基本一致,区别在于具体的操作条件不同。
[0063] 实施例2
[0064] 多功能柔性相变材料中弹性基体为三聚氰胺泡沫,相变储能物质为石蜡。多功能柔性中光吸收介质的负载量为0.11%,相变储能物质的负载量为95%。
[0065] 制备光吸收介质前驱体分散液:石墨与硝酸钠的质量比1.8:1,高锰酸钾与石墨质量比为2.8:1,每克硝酸钠对应添加40m l浓硫酸;分阶段反应的温度和时间依次为5℃、2.5小时,30℃、1.5小时,95℃、2.5小时。搅拌时间为15分钟,静置时间为2天。光吸收介质前驱体分散液的浓度为1mg/ml。
[0066] 制备光吸收介质-弹性基体材料;从3个方向(向下、向左以及向右)挤压三聚氰胺泡沫,鼓风烘干的温度和时间分别为55℃,36小时,真空干燥的温度和时间分别为55℃,8小时,重复浸没挤压吸附-烘干2次。氧化还原的反应温度和时间分别为80℃,8分钟。
[0067] 制备多功能柔性相变材料(MF/RGO-2/Paraffin);相变储能物质溶液的浓度为0.41g/ml,浸没时间为8分钟。
[0068] 实施例3
[0069] 多功能柔性相变材料中弹性基体为三聚氰胺泡沫,相变储能物质为石蜡。多功能柔性中光吸收介质的负载量为0.26%,相变储能物质的负载量为95.5%。
[0070] 制备光吸收介质前驱体分散液:石墨与硝酸钠的质量比2.2:1,高锰酸钾与石墨质量比为3.2:1,每克硝酸钠对应添加45m l浓硫酸;分阶段反应的温度和时间依次为2℃、3.5小时,32℃、1.2小时,93℃、3.5小时。搅拌时间为12分钟,静置时间为1.5天。光吸收介质前驱体分散液的浓度为1.5mg/ml。
[0071] 制备光吸收介质-弹性基体材料;从3个方向(向下、向左以及向右)挤压三聚氰胺泡沫,鼓风烘干的温度和时间分别为65℃,24小时,真空干燥的温度和时间分别为65℃,7小时,重复浸没挤压吸附-烘干3次。氧化还原的反应温度和时间分别为90℃,6分钟。
[0072] 制备多功能柔性相变材料(MF/RGO-3/Paraffin);相变储能物质溶液的浓度为0.42g/ml,浸没时间为6分钟。
[0073] 实施例4
[0074] 多功能柔性相变材料中弹性基体为三聚氰胺泡沫,相变储能物质为石蜡。多功能柔性中光吸收介质的负载量为0.51%,相变储能物质的负载量为95.2%。
[0075] 制备光吸收介质前驱体分散液:石墨与硝酸钠的质量比1.9:1,高锰酸钾与石墨质量比为3.1:1,每克硝酸钠对应添加42m l浓硫酸;分阶段反应的温度和时间依次为1℃、2.7小时,31℃、1小时,92℃、3.2小时。搅拌时间为13分钟,静置时间为1天。光吸收介质前驱体分散液的浓度为1.7mg/ml。
[0076] 制备光吸收介质-弹性基体材料;从3个方向(向下、向左以及向右)挤压三聚氰胺泡沫,鼓风烘干的温度和时间分别为57℃,28小时,真空干燥的温度和时间分别为57℃,7.5小时,重复浸没挤压吸附-烘干4次。氧化还原的反应温度和时间分别为88℃,7分钟。
[0077] 制备多功能柔性相变材料(MF/RGO-4/Paraffin);相变储能物质溶液的浓度为0.4g/ml,浸没时间为7分钟。
[0078] 实施例5
[0079] 多功能柔性相变材料中弹性基体为聚氨酯泡沫,相变储能物质为硬脂酸。多功能柔性中所述光吸收介质的负载量为0.51%,所述相变储能物质的负载量为95.5%。
[0080] 制备光吸收介质前驱体分散液:石墨与硝酸钠的质量比2.1:1,高锰酸钾与石墨质量比为3:1,每克硝酸钠对应添加44m l浓硫酸;分阶段反应的温度和时间依次为4℃、2.5小时,33℃、1.5小时,91℃、3小时。搅拌时间为14分钟,静置时间为2天。光吸收介质前驱体分散液的浓度为1.4mg/ml。
[0081] 制备光吸收介质-弹性基体材料;从3个方向(向下、向左以及向右)挤压聚氨酯泡沫,鼓风烘干的温度和时间分别为62℃,32小时,真空干燥的温度和时间分别为63℃,6.5小时,重复浸没挤压吸附-烘干7次。氧化还原的反应温度和时间分别为82℃,6分钟。
[0082] 制备多功能柔性相变材料;相变储能物质溶液的浓度为0.41g/ml,浸没时间为6分钟。
[0083] 实施例6:按照实施例1提供的制备方法制备多功能柔性相变材料,区别在于挤压方向为两个(向下和向上挤压)。
[0084] 实施例7:按照实施例1提供的制备方法制备多功能柔性相变材料,区别在于挤压方向为4个(向下、向上、向左和向右挤压)。
[0085] 对比例1:对比例提供的多功能柔性相变材料与实施例1的多功能柔性相变材料结构相似,区别在于没有还原氧化石墨烯,具体制备方法如下:
[0086] 将20g石蜡与47ml的正己烷混合,60℃下溶解制备石蜡稀溶液,石蜡的浓度为0.43g/ml,将切成长方体状的三聚氰胺泡沫(MF)放入石蜡稀溶液中,进行真空浸渍灌装石蜡,抽真空时间为5min,取出后冷却到固态并直至溶剂挥发完全,制备得到多功能柔性相变材料(MF/Paraffin)。
[0087] 实验例1:
[0088] 对对比例1、实施例1和实施例3的多功能柔性相变材料进行扫描电镜检测,检测结果参见图1,图1中(a)-(a’)为MF/Paraffin,(b)-(b’)为MF/RGO-1/Paraffin,(c)-(c’)为MF/RGO-3/Paraffin。根据图1可以看出,石蜡分子均匀分布在三聚氰胺泡沫基体内,其在泡沫骨架壁上和网孔中都有明显的分布。MF/RGO-1/Paraffin和MF/RGO-3/Paraffin由于事先均进行了GO的负载,GO已经包裹在了泡沫骨架壁上,并且一部分GO片层铺在了孔洞上,所以灌装石蜡后,MF/RGO-1/Paraffin和MF/RGO-3/Paraffin的扫描电镜图中的网孔数量看上去没有MF/Paraffin的多,但实际石蜡的含量是相同的,分布均匀性也是较一致的。
[0089] 实验例2:
[0090] 对石蜡(Paraffin)、对比例1以及实施例1-4多功能柔性相变材料进行差示扫描量热法,检测结果参见图2。
[0091] 根据图2可知,所有样品的DSC升降温曲线中,出峰位置没有太大的偏移,熔融、结晶温度变化不大。而相比于纯石蜡160多的热焓值,制备的对比例1纯样和实施例1-4复合材料的热焓值没有明显降低,均保持着130-145J/g的较高的热焓值,这对相变材料的实际应用具有很重要的意义。
[0092] 实验例3
[0093] 对石蜡、对比例1、实施例1-实施例4的多功能柔性相变材料的流变性进行检测,检测结果参见图3和图4。根据图3可知,在40度以下,纯石蜡为固体,保持着很好的形状稳定性,而在40度以上,超过了石蜡的最高储存温度,石蜡迅速融化,形状变化率急速下降,直至为零;对于实施例1-4的多功能柔性相变材料而言,其形状稳定性随温度上升逐渐下降,但到达100℃高温时,仍然具有很好的形状稳定性。图4中a为石蜡,b为对比例1的多功能柔性相变材料,c为实施例1的多功能柔性相变材料,d为实施例3的多功能柔性相变材料,根据图4可以直观地看出对比例1、实施例1和实施例3没有明显泄漏,表明MF和MF/RGO对于石蜡来说是一种理想的封装材料。
[0094] 实施例4
[0095] 对实施例1和对比例1的多功能柔性相变材料的形状记忆性能进行检测,检测结果参见图5。图5中(a)为热致形状记忆行为变化图,(b)为光致形状记忆行为变化图。根据图5可知,对比例和实施例1都具有很好的热致形状记忆性能(a)。但是实施例1同时具有优异的光致形状记忆性能(b)而对比例1则无光致形状记忆性能。同时,实施例1有很高的形状固定和形状回复率。
[0096] 实验例5
[0097] 在氙灯照射下,对对比例1和实施例1-4的多功能柔性相变材料进行光热转换检测,检测结果参见图6,在前5min的光照下,对比例1和实施例1-4的多功能柔性相变材料的温度都有所升高,但实施例1-4的多功能柔性相变材料相比于对比例1的多功能柔性相变材料升温速度更快,并且随后完成了相变过程,在石蜡熔点附近出现平台,而对比例1的多功能柔性相变材料一直升温,没有出现平台。12min后停止光照,实施例1-4的多功能柔性相变材料降温迅速,并且出现平台,说明本发明所制备的多功能柔性相变材料具有很好的光热转换性能。
[0098] 综上所述,本发明提供的多功能柔性相变材料通过多孔结构的弹性基体、光吸收介质和相变储能物质相互作用使得多功能柔性相变材料同时具有形状记忆功能、相变储能和光热转换的功能,且该材料易于安装,可应用于建筑材料和电子设备的热管理等领域。本发明提供的制备方法不但工艺条件简单,而且具有反应条件温和、周期短及成本低廉等优点,且有望实现规模化生产。
[0099] 以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。