[发明专利]一种梳形高分子型固-固相变材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及相变材料技术，具体是一种具有热能储存与释放功能的梳形高分子型固-固相变材料的制备方法。

背景技术

相变材料在相变过程中，可以吸收或放出大量的相变潜热，在航空航天、暖通空调、节能建筑、太阳能利用、电器冷却、废热回收、服装等领域应用广泛，在“节能减排”方面也具有重要意义。固-固相变材料是相变材料的一种，在相变过程中始终处于固态，体积变化小，无液体渗漏，因此在诸多领域有重要应用。

中国发明专利(CN1616588A)中公开了一种将具有两个活性端基的高分子型相变材料-聚乙二醇与具有一个活性端基的聚乙二醇固定在高分子骨架材料上，形成三维网状与梳形混合结构材料，使其在相变过程中保持固态，具有固-固相变的特点。中国发明专利(CN1710012A)中公开了一种在纳米纤维素或其衍生物表面接枝一端或两端含有活性基团的高分子型相变材料-聚乙二醇制备固-固相变材料的技术。上述两项发明专利申请均以聚乙二醇为相变材料存在以下缺陷：适用范围较窄；聚乙二醇热焓较低，长时间使用易产生降解，储热性能不稳定；使用聚合物为接枝原料，会因聚合物端羟基反应活性较低，致使接枝率难以保证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种梳形高分子型固-固相变材料的制备方法。该制备方法通过在高分子化合物分子链上接枝(甲基)丙烯酸正烷基制得高分子型固-固相变材料，工艺简单，适用范围广，且所制备的高分子型相变材料热稳定性能良好。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种梳形高分子型固-固相变材料的制备方法，该制备方法采用以下工艺：先将含有羟基、氨基或羧基的高分子化合物中的至少一种加入到分散液中，形成分散均匀的悬浮液，在50～400r/min搅拌下升温至50～95℃反应，再加入高分子化合物质量0.1～2％的催化剂或引发剂，继而加入高分子化合物质量30～300％的(甲基)丙烯酸正烷基酯，同样速度搅拌下反应6～24h，得到的反应产物用去离子水和有机溶剂分别洗涤三次，干燥后，即得到梳形高分子型固-固相变材料；所述含有羟基、氨基或羧基的高分子化合物为纤维素或纤维素衍生物、动物毛发、麻或壳聚糖；所述分散液是水、甲酸、乙酸、甲醇或乙醇；所述催化剂或引发剂是指过氧化氢-亚硫酸氢钠、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠或次氯酸钠-亚硫酸氢钠，或者硫酸铈、硝酸铈或氯化铈；所述(甲基)丙烯酸正烷基酯是指通式为CH₂＝C(CH₃)-COOC_nH2_n+1或CH₂＝CH-COOC_nH_2n+1(其中n＝10～40)物质中的一种；所述有机溶剂是指能够溶解(甲基)丙烯酸正烷基酯和聚(甲基)丙烯酸正烷基酯的溶剂。

本发明采用接枝反应制备梳形高分子型固-固相变材料，副反应少；采用高热焓值的(甲基)丙烯酸正烷基酯为原料，保证了制成的梳形聚合物的侧链具有良好的可结晶性。与现有技术相比，本发明制备方法具有以下特点：(1)将可发生相转变的(甲基)丙烯酸正烷基酯支链固定在高分子主链上，克服了小分子相变材料易渗漏的缺点；(2)通过调整(甲基)丙烯酸正烷基酯中正烷基碳链的原子数，可以根据需要改变梳形高分子型固-固相变材料的相变温度，从而得到一系列相变材料，满足不同环境或用途的使用要求，适用性好；(3)所制得的梳形高分子型固-固相变材料的热稳定性良好，且可降解，具有环保性。

具体实施方式

下面结合实施例进一步叙述本发明：

本发明设计的梳形高分子型固-固相变材料(以下简称相变材料)的制备方法(以下简称制备方法)，该制备方法采用以下工艺：先将含有羟基、氨基或羧基的高分子化合物中的至少一种加入到分散液中，形成悬浮液，在50～400r/min搅拌下升温至50～95℃，再加入高分子化合物质量0.1～2％的催化剂或引发剂，继而加入高分子化合物质量30～300％的(甲基)丙烯酸正烷基酯，搅拌反应6～24h，得到的反应产物用去离子水和有机溶剂分别洗涤三次，除去残余分散液、未反应的(甲基)丙烯酸正烷基酯及催化剂或引发剂，干燥后，即得到所述梳形高分子型固-固相变材料。