[发明专利]钨酸铅壳体相变微胶囊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钨酸铅壳体相变微胶囊及其制备方法，包括：将相变材料、柠檬酸盐、乳化剂溶液和去离子水混合，乳化，得到相变材料乳液；取铅盐溶液滴入相变材料乳液中，搅拌，然后将钨酸盐溶液滴入相变材料乳液，搅拌，铅盐和钨酸盐通过沉淀反应生成钨酸铅沉积在相变材料乳滴表面，形成包覆芯材的壳体；将反应后的体系冷却至室温，取出相变微胶囊，用去离子水洗涤，烘干，得到钨酸铅壳体相变微胶囊。本发明制备的钨酸铅壳体相变微胶囊解决了相变材料的泄漏、相分离及过冷问题以及热导率不高的技术问题。同时，钨酸铅壳体和石蜡相变材料具有的屏蔽γ‑射线和中子能力，也使该钨酸铅壳体相变微胶囊具有相变储能和防辐射双功能。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，涉及到相变储能材料和防辐射材料，可广泛应用于航空航天、纺织品材料以及军事等方面，而且由于该发明具有的相变储能、辐射防护双功能的特点，该发明尤其涉及到核辐射保护衣物、军事建筑等需要屏蔽核辐射且需要一定储热能力的技术领域。

背景技术

近年来，由于能源短缺以及使用化石燃料导致的一系列问题，寻求可再生能源成为了人们的关注点。相变材料作为一种节能环保的储能材料，在相变过程中能吸收或释放大量潜热，从而吸引了人们的兴趣。而有机相变材料，特别是石蜡类，由于其相变温度范围广，储热能力强，且无过冷的优点，因此可广泛应用于航天、建筑、服装、军事等方面。但是，由于这类固-液相变材料若不经过处理就应用将会发生泄漏，且它们还有热导率低等缺点，从而限制了它们的商业应用，因此需要采用微胶囊技术对相变材料进行包覆。

不同类型的壳体有不同的应用方向，近年来，已有许多关于高分子有机壳体及无机壳体的相变微胶囊制备技术的文献报道和技术公开。公开号为CN106520078A的专利文献公开了一种以无机材料为壁材的相变储能微胶囊的制备方法，以无机材料碳酸钙为壁材，以硬脂酸为芯材，将芯材硬脂酸、乳化剂、氯化钙和去离子水加入容器中，搅拌使芯材硬脂酸在乳化剂中形成稳定的乳化体系；将碳酸钠溶液缓慢滴加到乳化体系中，获得无机材料为壁材的相变储能微胶囊。通过此法制备的无机壁材相变微胶囊虽然有效克服了有机壁材反应单体的刺激性和毒性等缺点，有无毒、阻燃等特点，但其热导性不够，在使用过程中的泄露问题严重。

已报导的相变微胶囊的制备方法均未涉及既能相变储能又能辐射防护的相变微胶囊。本发明中有机固-液相变材料作为相变微胶囊芯材，具有较高的焓值且无过冷现象。而钨酸铅作为相变微胶囊的壳体，不仅对芯材起到了保护作用，增加了材料的热导率，解决了有机相变材料热导率低的问题，钨酸铅壳体还具有辐射防护作用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种钨酸铅壳体相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按重量份，将3～6份相变材料、1～2份柠檬酸盐、25～35份浓度为1.5～3.5wt％的乳化剂溶液和40～50份去离子水混合，在60～80℃恒温水浴下熔解为液体芯材，乳化，得到相变材料乳液；

步骤二、按重量份，取60～70份质量分数为6～7％的铅盐溶液滴入60～80℃的相变材料乳液中，在600～900r/min的转速下搅拌2～5小时，然后将55～65份质量分数为5～6％的钨酸盐溶液滴入相变材料乳液，在200～400r/min的转速下搅拌6～9小时，铅盐和钨酸盐通过沉淀反应生成钨酸铅沉积在相变材料乳滴表面，形成包覆芯材的壳体；

步骤三、将步骤二反应后的体系冷却至室温，取出相变微胶囊，用去离子水洗涤，烘干，得到钨酸铅壳体相变微胶囊。

优选的是，所述相变材料为有机固-液相变材料，其包括烷烃、脂肪酸、脂肪酸酯中一种或几种的组合。

优选的是，所述有机固-液相变材料为石蜡或硬脂酸。