[发明专利]相变微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于储能材料及其制备领域，具体地说，涉及一种相变微胶囊及其制备方法。

背景技术

随着石化资源的日益枯竭，近年人们对节约能源和环境保护日趋关注，有效利用能源已成为近期科学工作者研究的一个热点。相变材料发生相变时可以吸收或放出大量热能，从而在一定温度范围内可以起到调温储能作用。目前有大量关于相变材料的储能调温的研究应用，其应用覆盖了太阳能的利用、电力调峰、废热余热的回收利用、建筑空调的节能以及调温服饰等领域。

目前，现有技术中，微胶囊的囊壁主要以密胺树脂、脲醛树脂、尿素改性三聚氰胺甲醛树脂或三聚氰胺改性脲醛树脂等制成。然而，采用含有甲醛的囊壁合成微胶囊，在使用过程中会有甲醛释放，用于建筑和服装纺织品行业时，存在一定的环境危害和安全隐患。现有的相变微胶囊的制备方法，生产工艺大多较复杂，且制得的相变微胶囊的粒径较大，较大粒径的微胶囊在加工过程中更容易破损，而且，用于服装纺织品中时会影响产品的美观性，制备过程需要先反应一段时间，再溶胀一段时间，生产周期长，生产效率低，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种相变微胶囊及其制备方法，相变微胶囊使用过程中无甲醛释放，且生产工艺简单、生产周期短，制得的相变微胶囊粒径较小，降低了其生产成本。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种相变微胶囊，包括油相组分和水相组分，所述相变微胶囊由所述油相组分和所述水相组分的混合液经自由基乳液聚合法制成，其中所述油相组分占所述混合液的质量百分比为10%-50%；

所述油相组分的质量百分比组成为：

烷烃类相变材料10%-70%、疏水性单官能团乙烯基单体10%-60%、亲水性单官能团乙烯基单体10%-35%、疏水性双官能团乙烯基单体5%-20%、油溶性引发剂0.1%-1%；

所述水相组分的质量百分比组成为：

乳化剂0.1%-5%、悬浮剂0%-1%、去离子水95%-99.9%。

一种相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：首先，将所述油相组分与所述水相组分混合，在温度20℃-50℃和搅拌速度10000r/min-20000r/min下，所述油相组分和所述水相组分的混合液乳化10-30分钟，得到稳定均匀的乳液；然后，降低搅拌速度至200r/min-600r/min，加热温度至60℃-90℃，开始乳液聚合，反应1-6小时，完成相变微胶囊外壳的聚合；停止加热，维持搅拌速度200r/min-600r/min搅拌至自然冷却，得到白色液体；再将白色液体离心、过滤，得到白色滤饼，用热乙醇洗涤白色滤饼后，离心烘干，得到白色相变微胶囊粉末。

进一步，所述烷烃类相变材料为通式C_nH_2n+2（n=15～23）表示的直链烷烃正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷中的一种或几种。

进一步，所述疏水性单官能团乙烯基单体可为苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正丁酯中的一种或两种。

进一步，所述亲水性单管能团乙烯基单体可为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、衣康酸、2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸钠中的一种。

进一步，所述疏水性双官能团乙烯基单体可为二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸己二醇酯中的一种。

进一步，所述油溶性引发剂可为过氧类引发剂过氧化二苯甲酰或偶氮类引发剂偶氮二异丁氰、偶氮二异庚氰中的一种。

进一步，所述悬浮剂可为水溶性高分子聚合物聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钠、聚乙烯醇中的至少一种。

进一步，所述乳化剂可为十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、tween-20、tween-40、tween-60、span-20、span-40、span-60、OP-10、TritonX-100中的至少一种。

进一步，所述白色滤饼离心烘干后得到的所述白色相变微胶囊粉末的粒径小于10μm。