(19)国家知识产权局
(12)发明 专利申请
(10)申请公布号
(43)申请公布日
(21)申请 号 202210674928.2
(22)申请日 2022.06.15
(71)申请人 苏州双碳 新材料有限公司
地址 215100 江苏省苏州市相城区黄埭镇
潘阳工业园安民路6-1号厂房B栋四层
404室
(72)发明人 陈晓 程飘 唐兆第 高琰
高鸿毅
其他发明人请求 不公开姓名
(74)专利代理 机构 北京悦和知识产权代理有限
公司 11714
专利代理师 司丽春 刘青霞
(51)Int.Cl.
C09K 5/04(2006.01)
B01J 13/00(2006.01)H05K 7/20(2006.01)
(54)发明名称
一种MOF基凝胶复合相变材料及其制备方法
和应用
(57)摘要
本发明实施例涉及相变材料领域, 具体涉及
一种MOF基凝胶复合相变材料及其制备方法和应
用。 包括所述制备方法包括下述步骤: 1)将聚乙
烯醇水溶液与吸湿盐混合, 获得相变混合液; 2)
将金属有机框架分散铺在模具中的滤膜上形成
一层金属有机框架; 3)将步骤1)的相变混合液倾
倒在步骤2)的模具中使相变混合液覆盖金属有
机框架, 通过循环冷冻—解冻方法, 使相变混合
液在金属有机框架上原位形成水凝胶, 得到膜状
的双层复合相变材料。 本发明制备的凝胶型相变
材料, 吸湿盐选择多样化, 能够有效防止无机相
变材料泄露和相分离等问题, 且 具有柔性可弯折
的优势。 本发 明能够明显提高对电子器件的控温
时长, 且具有良好的经济性和热循环稳定性。
权利要求书2页 说明书8页 附图3页
CN 114874754 A
2022.08.09
CN 114874754 A
1.一种MOF基凝胶复合相变材料的制备方法, 其特征在于, 包括所述制备方法包括下述
步骤:
1)将聚乙烯醇水 溶液与吸湿盐混合, 获得相变混合液;
2)将金属有机 框架分散铺 在模具中的滤膜上 形成一层金属有机 框架;
3)将步骤1)的相变混合液倾倒在步骤2)的模具中使相变混合液覆盖金属有机框架, 通
过循环冷冻 —解冻方法, 使相变混合液在金属有机框架上原位形成水凝胶, 得到膜状的双
层复合相变材 料。
2.根据权利要求1所述的制备方法, 其特征在于, 冷冻 ‑解冻的循环次数为2次或2次以
上, 可选地冷冻 ‑解冻的循环次数为3次或3次以上, 可选地冷冻 ‑解冻的循环次数为3~5次;
可选地, 冷冻温度 ‑15~‑30℃, 冷冻时间为10~18h;
可选地, 解冻温度3~15℃, 解冻时间8~12h, 可选地 解冻温度3~6℃。
3.根据权利 要求1或2所述的制备方法, 其特征在于, 步骤1)中, 聚乙烯醇水溶液为在25
~65℃时透明、 均一的溶 液;
和/或, 步骤1)中, 聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为5~15wt%, 可选地为5~
10wt%, 可选地为8~10wt%, 可选地为8wt%; 可选地, 所述聚乙烯醇水溶液的制备方法为:
将聚乙烯醇与水混合在90~100℃冷凝回流, 制得溶液, 可选地, 冷凝回流时间1~3h, 可选
地, 冷凝回流温度90~10 0℃;
和/或, 步骤1)中, 聚乙烯醇水 溶液与吸湿盐的混合温度为25~6 5℃;
和/或, 步骤1)中, 所述步骤1)中, 聚乙烯醇: 吸湿盐的质量比为8: 1~12, 可选地为8: 4
~10, 可选地 为8: 4~8, 可选地 为8: 8;
和/或, 所述吸湿盐包括Na2SO4或其结晶水合盐、 CaSO4或其结晶水合盐、 MgSO4或其结晶
水合盐、 CaCl2或其结晶水合盐、 Al2O3或其结晶水合盐、 CaO或其结晶水合盐、 BaO或其结晶水
合盐、 K2CO3或其结晶水合盐中的一种或几种; 所述吸湿盐包括CaCl2或CaCl2·6H2O。
4.根据权利要求1至3任一所述的制备方法, 其特征在于, 步骤3)中, 在模具中加入的相
变混合液的厚度为金属有机框架层厚度的1.5~10倍, 可选地为2~10倍, 可选地为2~6倍,
可选地为2~4倍;
和/或, 滤膜上的一层金属有机 框架通过将金属有机 框架分散液抽滤在滤膜上 形成;
和/或, 滤膜上的一层金属有机 框架均匀、 紧密分布。
5.根据权利要求1至4任一所述的制备方法, 其特征在于, 所述聚乙烯醇的聚合度为
1000~2000, 可选地 为1500~2000, 可选地 为1600~1900, 可选地 为1700~1800。
6.根据权利要求1至6任一所述的制备方法, 其特征在于, 所述金属有机框架为具有吸
水能力的金属有机 框架;
和/或, 所述金属有机框架包括UiO ‑66、 CaBTC、 MIL ‑101(Cr)、 Al ‑MIL‑53‑NH2、 Fe‑MIL‑
53‑COOH、 Me‑FeCr、 Fe‑MIL‑100、 MOF‑841、 Zn(NDI ‑SEt)、 ZIF ‑8、 Al‑MIL‑53、 CAU‑10‑NO2、
DUT‑67中的一种或几种; 可选地 为UiO‑66和/或MI L‑101(Cr);
可选地, 金属有机框架的制备方法为: 将金属盐、 有机配体和溶剂混合均匀放入高压釜
中升温至200~240℃反应2~12h, 降温, 收集沉淀, 洗涤, 制得金属有机框架材料; 可选地,
升温速率 为2~10℃/mi n。
7.一种膜状MOF基凝胶复合相变材料, 其特征在于, 包括金属有机框架层和与所述金属权 利 要 求 书 1/2 页
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CN 114874754 A
2有机框架层原位聚合形成的凝胶相变材料层, 所述凝胶相变材料层为聚乙烯醇水溶液和吸
湿盐形成的水凝胶。
8.根据权利要求7所述的膜状MOF基凝胶复合相变材料, 其特征在于, 所述金属有机框
架层和凝胶相变材料层的厚度为金属有机框架层厚度的1.5~10倍, 可选地为2~10倍, 可
选地为2~4倍;
和/或, 聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为5~15wt%, 可选地为5~10wt%, 可
选地为8~10wt%, 可选地 为8wt%;
和/或, 聚乙烯醇: 吸湿盐的质量比为8: 1~12, 可选地为8: 4~10, 可选地为8: 4~8, 可
选地为8: 8;
和/或, 所述吸湿盐包括Na2SO4或其结晶水合盐、 CaSO4或其结晶水合盐、 MgSO4或其结晶
水合盐、 CaCl2或其结晶水合盐、 Al2O3或其结晶水合盐、 CaO或其结晶水合盐、 BaO或其结晶水
合盐、 K2CO3或其结晶水合盐中的一种或几种; 所述吸湿盐包括CaCl2或CaCl2·6H2O;
和/或, 金属有机 框架层中, 金属有机 框架粉末均匀、 紧密分布;
和/或, 所述聚乙烯醇的聚合度为1000~2000, 可选地为1500~2000, 可选地为1600~
1900, 可选地 为1700~1800;
和/或, 所述金属有机框架为具有吸水能力的金属有机框架; 可选地, 所述金属有机框
架包括UiO ‑66、 CaBTC、 MIL ‑101(Cr)、 Al ‑MIL‑53‑NH2、 Fe‑MIL‑53‑COOH、 Me‑FeCr、 Fe‑MIL‑
100、 MOF‑841、 Zn(NDI ‑SEt)、 ZIF ‑8、 Al‑MIL‑53、 CAU‑10‑NO2、 DUT‑67中的一种或几种; 可选
地为UiO‑66和/或MI L‑101(Cr)。
9.根据权利要求7或8所述的膜状MOF基凝胶复合相变材料, 其特征在于, 所述凝胶相变
材料层为聚乙烯醇水溶液和吸湿盐通过循环冷冻 ‑解冻的方式在金属有机框架层原 位聚合
而成;
可选地, 所述膜状MOF基凝胶复合相变材料采用权利要求1至8任一所述的制备方法制
得。
10.一种权利要求1至6任一所述的制备方法制备的MOF基凝胶复合相变材料或权利要
求7至9任一所述的膜状MOF基凝胶复合相变材料的应用, 其特征在于, 用于热管理系统, 可
选地用于电子设备的持续降温。权 利 要 求 书 2/2 页
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专利 一种MOF基凝胶复合相变材料及其制备方法和应用
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