環(huán)氧樹脂-石蠟定型復(fù)合相變材料的制備與熱性能研究.pdf

1、為了進(jìn)一步克服普通相變材料循環(huán)壽命低、導(dǎo)熱性能差以及阻燃性能差等缺點(diǎn)，本文制備并表征了一種新型定型相變材料——以石蠟作為相變材料的儲(chǔ)能材料，環(huán)氧樹脂作為支撐材料，采用溶膠-凝膠法制備了環(huán)氧樹脂/石蠟定型復(fù)合相變材料，很好地解決了相變材料在相變過(guò)程中發(fā)生泄露的問(wèn)題以及難二次加工問(wèn)題。然后針對(duì)此種定型相變材料進(jìn)行阻燃性能方面存在的缺點(diǎn)，對(duì)其使用膨脹阻燃劑和紅磷阻燃劑來(lái)協(xié)同阻燃，以提高其阻燃，擴(kuò)大在儲(chǔ)熱領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　添加微量的膨脹石

2、墨有利于復(fù)合相變材料導(dǎo)熱率的成倍增強(qiáng)，當(dāng)復(fù)合材料中片狀石墨微粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，3.5%，4%，4.5%，5%時(shí)，復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)分別增加了24.6%，59.8%，121.9%，170.6%，207.1%。隨著環(huán)氧樹脂含量的上升，熱重分析TGA曲線在150oC~370oC顯著上升，復(fù)合相變材料的熱穩(wěn)定性逐漸提高。同時(shí)根據(jù)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)結(jié)果發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂為復(fù)合相變材料的起到關(guān)鍵作用，其抗拉伸性能、抗彎曲性能和抗沖擊性能得到了顯著增強(qiáng)，當(dāng)環(huán)

3、氧樹脂與石蠟質(zhì)量比大于1：1后，材料的力學(xué)性能變化就趨于平緩，此時(shí)潛熱值能達(dá)到122J/g。
　　使用UL94垂直燃燒測(cè)試對(duì)復(fù)合相變材料進(jìn)行阻燃性研究，結(jié)果顯示，當(dāng)單獨(dú)使用膨脹阻燃劑或者單獨(dú)使用紅磷阻燃劑時(shí)，配比質(zhì)量在整個(gè)材料中所占比例達(dá)到20%時(shí)，做制備的阻燃性復(fù)合相變材料的阻燃等級(jí)都未達(dá)到UL94-V0級(jí)別，這兩種阻燃劑起到了協(xié)同作用，并且此時(shí)材料的潛熱值高達(dá)120J/g左右，相變溫度在50oC，與理論值相差不大，阻燃定形相變

4、材料具有良好的儲(chǔ)熱性能。此外，采用價(jià)格低廉的微米級(jí)SiC用于增加基體材料環(huán)氧基的導(dǎo)熱性，從而增加整個(gè)復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加 SiC后，復(fù)合相變材料的潛熱仍然與理論值相差不遠(yuǎn)。但導(dǎo)熱率達(dá)到了5.018W/(m·K)，是純石蠟的9倍多，是三元復(fù)合定型相變材料的近4倍。
　　本實(shí)驗(yàn)針對(duì)相變材料工作原理設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單易行的高低溫循環(huán)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)比環(huán)氧基相變材料不同配比發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹脂的三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)在對(duì)減緩材料的析出問(wèn)題起