[发明专利]一种相变材料微胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变材料包覆技术，特别涉及一种相变材料的微胶囊包覆的新型制备方 法。

近年来，对相变蓄能材料进行微胶囊化得到了越来越广泛的关注，因为对在相变过程会 发生固-液转变的相变材料封装后可以提高相变材料的稳定性，并增大热交换面积。

微胶囊有多种制备方法，GL.Zou等人在文献“Preparation and Chararcterization of Microencapsulated Hexadecane Used for Thermal Energy Storage.Chinese Chemical Letters.2004；15(6)：729-732”中报道了运用界面聚合法合成以十六烷为核，聚脲为壳的微 胶囊，粒径在2.5μm左右。文献中通过2，4-二异氰酸酯甲苯与乙烯二胺反应制备聚脲壳材 将十六烷包覆。界面聚合法有着反应迅速，可连续生产的特点，同时反应迅速也带来了不利 的一面：反应速度过快，因此不易控制，易结块。所以对单体的滴加速度和滴加浓度的要求 很高。ZG Jin在文献“synthesis and properties of paraffin capsules as phase change materials.2008；49：2903-2910”中报道了通过原位聚合法合成了以相变温度为50℃石蜡为 核的微胶囊相变材料。文献利用水解的苯乙烯-马来酸酐共聚物为乳化剂，通过静电吸附脲醛 树脂预聚物，通过调整PH值使预聚物发生交联，使水溶性的线性或支化的脲醛树脂转化为水 不溶性的交联聚合物，从而得到包覆完整，壳材机械强度高的微胶囊。由于聚合发生在水相， 那么溶解在在水中的预聚物必然有部分会自己交联，形成没有芯材的聚合物。而且由于聚合 是在不断吸附下进行的，表面很难光滑。Y Taguchi等人在文献“Preparation of PCM microcapsules by using oil absorbable polymer particles.Colloids and Surfaces A： Physicochem.Eng.Aspects.2007；31：41-47”中报道了一种非常新颖的方法，利用高吸油 树脂作为骨架。吸附十五烷作为相变材料，吸附甲基丙烯酸甲酯为壳材单体，以PVA为固化 剂，偶氮二异庚腈为引发剂引发聚合，得到了粒径为650微米-760微米的相变微胶囊，由于 有高吸油树脂为骨架，从而提高了微胶囊的机械强度和弹性。然而高吸油树脂的存在同时也 使微胶囊的蓄热能力下降，并且所得微胶囊的粒径偏大。

发明内容

本发明的目的是提出一种新相变材料微胶囊的制备方法，本方法解决了现有技术中的一 些问题：

本发明的技术方案如下：

一种相变材料微胶囊的制备方法，其特征在于该方法按如下步骤进行：

1)制备油相和水相：将相变材料与聚合物壳材混合均匀作为油相，其中相变材料的质量 百分比含量在5-80％之间，所述的相变材料采用石蜡和长链烷烃，所述的壳材采用乙烯基单 体、丙烯酸酯类单体或两者的混合；将乳化剂分散在水中作为水相，其中乳化剂的质量百分 比含量为0.5-4％；

2)用匀浆机剪切，使油相均匀分散在水相中形成O/W乳液，剪切速度为2000～8000Rmp；

3)将得到的O/W乳液转移到水热反应釜中，在120～200℃温度下反应12～24小时后， 自然冷却，即得到相变材料微胶囊。

所述的长链烷烃为癸烷、十四烷、十五烷、十六烷和十八烷中的一种或几种的混合；所述 的石蜡采用相变温度为20℃～60℃的石蜡中的一种或几种的混合。

所述的乙烯基单体为苯乙烯、二乙烯基苯或两者的混合；所述丙烯酸酯类单体为甲基丙 烯酸甲酯、丙烯酸酯丁酯和丙烯酸中的一种或几种。所述的乳化剂为聚乙烯吡咯烷酮、嵌段 聚醚、聚乙烯醇、十二烷基磺酸钠，司盘60和吐温60中的一种或几种