[发明专利]一种磁基有机复合定形相变材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磁基有机复合定形相变材料，其特征在于：所述复合材料由聚氨酯有机定形相变材料和均匀分散在其内的磁性纳米粒子组成，其中，按质量百分比，

磁性纳米粒子：1～4％，聚氨酯有机定形相变材料：96～99％

其中，磁性纳米粒子为具有核-壳结构的粒子，其中，核粒径为80～150nm，壳厚为20～40nm，具体为Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@TiO₂、Fe₃O₄@ZrO₂、CoFe₂O₄@SiO₂、CoFe₂O₄@TiO₂、CoFe₂O₄@ZrO₂、NiFe₂O₄@SiO₂、NiFe₂O₄@TiO₂、NiFe₂O₄@ZrO₂、MnFe₂O₄@SiO₂、MnFe₂O₄@TiO₂、MnFe₂O₄@ZrO₂中的至少一种，

所述聚氨酯有机定形相变材料由聚氨酯有机聚合物与相变材料复合得到，

其中，所述聚氨酯有机定形相变材料中相变材料的质量分数为50％～80％，所述聚氨酯有机聚合物通过聚乙二醇与L-赖氨酸三异氰酸酯、4,4′,4″-三异氰酸苯基磷酸酯、4,4′,4″-三异氰酸苯基硫代磷酸酯、2,2′-二甲基-3,3,5,5-三苯基甲烷四异氰酸酯或三苯基甲烷三异氰酸酯交联缩聚得到，聚乙二醇分子量为200～20000；

所述相变材料为石蜡、脂肪酸、醇类化合物或油脂。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述石蜡为熔点在20～60℃的石蜡；所述脂肪酸为癸酸、十二酸、十四酸、十五酸、棕榈酸或硬脂酸；所述醇类化合物为十二醇、十四醇、十六醇或分子量200～20000的聚乙二醇；所述油脂为赤藻糖醇四硬脂酸酯、赤藻糖醇四棕榈酸酯、半乳糖醇六棕榈酸酯、半乳糖醇六硬脂酸、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、三豆蔻酸甘油酯或硬脂酸丁酯。

3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述磁性纳米粒子按下述方法制得：向含有100mg磁性纳米团簇的分散液中加入3mL氨水，超声5min后，加入100mL无水乙醇后继续超声5min，在机械搅拌下注入氧化物的前驱体，继续搅拌，反应1h后停止，得到磁性纳米粒子；

所述磁性纳米团簇为Fe₃O₄、CoFe₂O₄、NiFe₂O₄或MnFe₂O₄；所述前驱体为正硅酸乙酯、钛酸四丁酯或锆酸四丁酯，前驱体的加入量为300～500μL。

4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述磁基有机复合定形相变材料按下述方法制得：将相变材料熔化后加入溶剂溶解，按比例与聚氨酯有机聚合物溶液在60℃下超声混合均匀，加入磁性纳米粒子的乙醇分散液，再次超声混合均匀，80℃真空干燥24h，得到磁基有机复合定形相变材料。

5.权利要求1所述磁基有机复合定形相变材料的制备方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

(1)向含有100mg磁性纳米团簇的分散液中加入3mL氨水，超声5min后，加入100mL无水乙醇后继续超声5min，在机械搅拌下注入氧化物的前驱体，继续搅拌，反应1h后停止，得到磁性纳米粒子；

(2)将平均分子量为200～20000的聚乙二醇在80℃条件下真空脱水48h，然后与L-赖氨酸三异氰酸酯、4,4′,4″-三异氰酸苯基磷酸酯、4,4′,4″-三异氰酸苯基硫代磷酸酯、2,2′-二甲基-3,3,5,5-三苯基甲烷四异氰酸酯或三苯基甲烷三异氰酸酯按摩尔比3:2溶于溶剂中，并在溶剂中加入催化剂，在N₂环境中将上述原料置于带搅拌的三口瓶中，在80℃反应6h得到聚氨酯有机聚合物；

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡，其与聚乙二醇质量比为1：80～150；所述溶剂与聚乙二醇的质量比为5～10：1；所述溶剂为四氢呋喃、二氧六环、石油醚、丙酮、丁酮、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、DMF、DMSO、苯、甲苯、二甲苯、硝基苯、氯苯、环己烷或正己烷中的1～3种；

(3)将相变材料熔化后加入溶剂溶解，与聚氨酯有机聚合物溶液在60℃下超声混合均匀，加入磁性纳米粒子的乙醇分散液，再次超声混合均匀，80℃真空干燥24h，得到磁基有机复合定形相变材料，

其中，所述相变材料与聚氨酯有机聚合物的质量比为5:5～8:2。