本发明涉及阻燃相变储能材料领域，特别涉及一种聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料及其制备方法、使用方法。
背景技术：
1、着全球能源需求的日益增长和能源利用方式的不合理，能源浪费问题变得日益严峻。在新能源技术的快速发展背景下，对于高效能源存储和热管理的需求不断上升。相变储能材料因其能够在相变过程中吸收和释放大量热能而成为研究的热点，广泛应用于电子设备的热管理、太阳能储存、建筑节能等领域。
2、现有的相变储能材料多采用微胶囊填充体系，但普遍存在焓值较低和阻燃性能不足的问题。这些材料在电子元器件的热管理应用中存在热失控导致起火的风险，限制了其在更广泛场合的应用。
3、此外，现有的相变储能材料在实际应用中还面临着热导率低、稳定性差、成本较高等问题。特别是在间歇式发热设备的热量处理和锂电池的热量控制方面，需要具有更高焓值、更好阻燃性能和更优热稳定性的相变储能材料。
4、鉴于此，开发出既具有高焓值、优良阻燃性能，又经济环保的相变储能材料，对于提高能源利用效率、保障电子设备安全运行具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本发明提供一种聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料及其制备方法、使用方法，该相变储能材料不仅具有高焓值和良好的绝缘性能，还具备优异的阻燃性能和热稳定性，以满足现代能源存储和热管理的更高要求。
2、为了实现上述目的，本发明提供一种聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，该相变储能材料包括以下质量份的组分：
3、聚合物材料1－3份、膨胀石墨4－7份、石蜡20－30份、环氧树脂1－3份、环氧固化剂1－3份、增韧剂0.1－1份、流平剂0.1－1份、阻燃剂0.5－1份。
4、优选地，所述聚合物材料由烃橡胶合成物或橡胶合成物、氢化聚丁二烯、增塑剂、增粘树脂、石蜡油和抗氧剂组成。
5、优选地，所述橡胶合成物选自乙烯－丙烯橡胶、epr、epdm、苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯/丁烯、聚乙烯－丁烯－苯乙烯、聚乙烯－丙烯－苯乙烯、氢化聚丁二烯、氢化聚烷基二烯“单醇”、氢化聚丁二烯单醇、氢化聚丙二烯单醇、氢化聚戊二烯单醇、氢化聚烷基二烯“二醇”、氢化聚丁二烯二醇、氢化聚丙二烯二醇、氢化聚戊二烯二醇、和氢化聚异戊二烯、聚烯烃弹性体中的一种或多种。
6、优选地，所述增塑剂选自苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯代烃类、环氧类、聚酯类中的一种或多种；
7、其他还有按作用(内增塑剂和外增塑剂)以及按功能等方式分类；苯二甲酸酯类是增塑剂中量最大的一类，又以邻苯二甲酸酯类为最多，约占增塑剂市场份额的80％以上。所述苯二甲酸酯类选自邻、间、对三种苯二甲酸酯类，常用的邻苯二甲酸酯选自邻苯二甲酸二异辛酯、dehp、邻苯二甲酸二甲酯、dop中的一种或多种。这里优选邻苯二甲酸二辛酯(dop)。
8、优选地，所述增粘树脂包括天然系列增粘树脂和合成系列增粘树脂；
9、所述天然系列增粘树脂选自松香、松香衍生物、萜烯树脂中的一种或多种；所述松香选自脂松香、妥尔油松香、木松香中的一种或多种；所述松香衍生物选自氢化松香、歧化松香、聚合松香、酯化松香、马来酸化松香中的一种或多种；所述萜烯树脂选自α－萜烯树脂、β－萜烯树脂、萜烯酚醛树脂中的一种或多种；
10、所述合成系列增粘树脂选自聚合树脂和缩合树脂，所述聚合树脂选自c5石油树脂、c9石油树脂、c5/c9石油树脂、二环戊二烯(dcpd)树脂、古马隆－茚树脂、苯乙烯系列树脂中的一种或多种；所述缩合树脂选自烷基酚醛树脂、二甲苯树脂中的一种或多种。
11、优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
12、优选地，所述聚合物材料的制备工艺：
13、步骤a1：按质量份称取苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物10－15、氢化聚丁二烯5－12份、增塑剂3－8份、增粘树脂20－25份，石蜡油40－45份和抗氧剂5－10份加入到双行星搅拌机中，加热温度设置为120－125℃，搅拌速度设置为30－40r/min，分散速度设置为30－40r/min，搅拌分散3－4h后，每间隔1－1.5h刮沾附在搅拌桨和内壁上的物料；
14、步骤a2：待到物料完全熔融后，将温度降为100－105℃，开始逐步抽真空，且分几次抽真空到－0.1mpa，防止物料因为压力上浮进入管腔内；
15、步骤a3：通过目孔观察到没有液态的物料没有气泡产生时，且整体物料呈现褐色粘稠状液体时再保持真空状态搅拌30－40min后趁热出料。
16、优选地，所述膨胀石墨的制备工艺：取30－70μm粒径的膨胀石墨放置在80－100℃的烤箱中干燥12－18h，去除水分，然后将干燥后的可膨胀石墨通过一定容积的耐高温的刚玉坩埚放置在700－900℃的马弗炉中膨胀3－5min，即可得到疏松多空结构的膨胀石墨。
17、本发明还提供一种制备所述的相变储能材料的方法，包括以下步骤：
18、步骤s1：准备聚合物材料原料：苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物、氢化聚丁二烯、增塑剂、增粘树脂、石蜡油和抗氧剂，
19、步骤s2：并将聚合物材料原料加入到双行星搅拌机进行搅拌分散；
20、步骤s3：待聚合物材料原料熔融后逐步抽真空至－0.1mpa直至物料无气泡并呈黄褐色粘稠状液体后出料；
21、步骤s4：制备膨胀石墨，将可膨胀石墨在700－900℃下膨胀3－5min；
22、步骤s5：将石蜡与膨胀石墨共混，形成石墨/石蜡复合材料颗粒；
23、步骤s6：最后将石墨/石蜡复合材料颗粒与合成聚合物材料、环氧树脂、环氧固化剂、增韧剂、流平剂和阻燃剂混合后分散搅拌后出料，
24、步骤s7：将制得的相变储能材料通过压延机压延，再经过烘烤后通过模切机裁切成需要的尺寸。
25、优选地，所述石墨/石蜡复合材料颗粒制备的具体步骤：将石蜡和膨胀石墨按照质量比为(4－6)：1称取，然后放置在70－100℃的行星搅拌机中充分共混2－5h，使得熔融状态的石蜡充分填充在多空结构的膨胀石墨中，即可得到石墨/石蜡复合材料颗粒。复合材料颗粒具有较高的焓值和一定的导热性能，由于膨胀石墨多空结构特点，在相变储能材料加热到石蜡相变温度点以上时，仍然可以保证不出现明显的漏液等问题，保证了整个相变储能材料的稳定性。
26、采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
27、本发明具备高焓值：本发明的相变储能材料具有较高的焓值，能够在相变过程中吸收和释放更多的热量，从而提高热能存储的效率。
28、本发明具备绝缘性能：由于聚合物和环氧树脂的复合使用，本发明的材料具备优异的绝缘性能，适用于需要电绝缘保护的场合。
29、本发明具备良好的热稳定性：通过使用热稳定性优异的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物和氢化聚丁二烯，本发明的相变储能材料在长期使用过程中能够保持稳定的热性能，不易因温度变化而发生性能衰减。
30、本发明能提升热能存储效率：本发明的材料通过精确控制聚合物和环氧树脂的比例，以及添加高热焓值的石蜡，实现了在相变过程中的高热能吸收和释放，从而提高了材料的热能存储效率。
31、本发明能增强阻燃安全性：通过在材料配方中引入高效阻燃剂，如氢氧化铝或氢氧化镁，本发明的材料在遇到火焰时能够迅速形成炭层，有效隔离氧气和热量，显著提高了材料的阻燃等级，达到ul94 v-0级别。
32、本发明的材料选用了环保的原材料和制备工艺，减少了对环境的影响，符合当前绿色能源发展的趋势。本发明的制备方法简单、成本低廉，易于规模化生产，有利于降低最终产品的价格，提高市场竞争力。本发明的相变储能材料具有良好的加工性能，可以通过常规的工业设备进行成型加工，满足不同应用的需求。本发明的材料不仅可以用于电子设备的热管理，还可以应用于太阳能储存、建筑节能等多个领域，具有广泛的市场应用前景。
1.一种聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，该相变储能材料包括以下质量份的组分：
2.根据权利要求1所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述聚合物材料由烃橡胶合成物或橡胶合成物、氢化聚丁二烯、增塑剂、增粘树脂、石蜡油和抗氧剂组成。
3.根据权利要求2所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述橡胶合成物选自乙烯－丙烯橡胶、epr、epdm、苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯/丁烯、聚乙烯－丁烯－苯乙烯、聚乙烯－丙烯－苯乙烯、氢化聚丁二烯、氢化聚烷基二烯“单醇”、氢化聚丁二烯单醇、氢化聚丙二烯单醇、氢化聚戊二烯单醇、氢化聚烷基二烯“二醇”、氢化聚丁二烯二醇、氢化聚丙二烯二醇、氢化聚戊二烯二醇、和氢化聚异戊二烯、聚烯烃弹性体中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述增塑剂选自苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯代烃类、环氧类、聚酯类中的一种或多种；
5.根据权利要求2所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述增粘树脂包括天然系列增粘树脂和合成系列增粘树脂；
6.根据权利要求2所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述抗氧剂选自抗氧剂264、抗氧剂1076、抗氧剂1010和抗氧剂168中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述聚合物材料的制备工艺：
8.根据权利要求1所述的聚合物和环氧树脂复合体系的相变储能材料，其特征在于，所述膨胀石墨的制备工艺：取30－70μm粒径的膨胀石墨放置在80－100℃的烤箱中干燥12－18h，去除水分，然后将干燥后的可膨胀石墨通过一定容积的耐高温的刚玉坩埚放置在700－900℃的马弗炉中膨胀3－5min，即可得到疏松多空结构的膨胀石墨。
9.一种制备如权利要求1至8中任一项所述的相变储能材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备相变储能材料的方法，其特征在于，所述石墨/石蜡复合材料颗粒制备的具体步骤：将石蜡和膨胀石墨按照质量比为(4－6)：1称取，然后放置在70－100℃的行星搅拌机中充分共混2－5h，使得熔融状态的石蜡充分填充在多空结构的膨胀石墨中，即可得到石墨/石蜡复合材料颗粒。
