[发明专利]一种相变微胶囊及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种相变微胶囊，其特征在于，所述相变微胶囊是将2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和纳米颗粒加入到相变材料中搅拌均匀，并超声充分混合，得到分散相；将十二烷基苯磺酸钠和聚苯乙烯马来酸酐加入到去离子水中搅拌，得到连续相；十二烷基苯磺酸钠和二乙烯三胺加入到去离子水中搅拌，得到收集相；注入不同纳米颗粒浓度的分散相，调节分散相和连续相的流速，使分散相在微流控芯片末端进入收集相中，分散相中2,4-二异氰酸酯和收集相中的二乙烯三胺在液滴的表面发生反应后干燥制得。

2.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述相变材料为C的原子数为16~23的直链烷烃；所述纳米颗粒为金属、金属氧化物、非金属氧化物或石墨烯。

3.根据权利要求2所述的相变微胶囊过冷度的量化调控方法，其特征在于，所述直链烷烃为十八烷，所述金属氧化物为TiO₂纳米颗粒、Al₂O₃纳米颗粒或ZnO纳米颗粒，所述金属为Cu或Fe，所述非金属氧化物为SiO₂。

4.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、纳米颗粒和相变材料的质量比为（1~2）：（2~4）：（0.01~5）：100。

5.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述连续相中十二烷基苯磺酸钠、聚苯乙烯马来酸酐和去离子水的质量比为（1~5）：（2~8）：100。

6.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述收集相中十二烷基苯磺酸钠、二乙烯三胺和去离子水的质量比为（1~5）：（1~6）：100。

7.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述得到连续相和得到收集相时的搅拌的温度为25~40℃，所述得到连续相和得到收集相时的搅拌的速率为400~800 r /min；所述得到连续相和得到收集相时的搅拌的时间为30~60min，所述干燥的温度为50~70℃，所述干燥的时间为10~12h；所述超声的时间为30~50min。

8.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述分散相的流速为5~100μL/min，所述连续相的流速为50~1500μL/min。

9.根据权利要求1-8任一项所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1. 微流控芯片分散相的制备：将2,4-二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和纳米颗粒加入到相变材料中，搅拌均匀，并超声充分混合均匀，得到的混合液作为分散相；

S2. 微流控芯片连续相的制备：将十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中，在25~40℃、400~800 r /min的条件下持续搅拌，得到的混合液作为连续相；

S3. 微流控芯片收集相的制备：十二烷基苯磺酸钠和二乙烯三胺加入到去离子水中，在25~40℃，400~800 r /min的条件下持续搅拌，得到的混合液作为收集相；

S4. 基于两相同轴流型微流控芯片，通过两台高精密微流控注射泵调节分散相和连续相的流速，注入不同纳米颗粒浓度的分散相，对分散相微乳液的粒径和内部的成核剂数量进行精确控制；

S5. 步骤S4中的分散相微乳液在微流控芯片末端进入收集相中，分散相微乳液中2,4-二异氰酸酯和收集相中的二乙烯三胺在液滴的表面发生反应，生成的聚脲高分子聚合物薄膜层将混合有纳米颗粒的相变材料包裹；

S6. 将步骤S5的收集瓶置于50~70℃的恒温箱中10~12h，得到粒径均匀，壳层稳定，芯材中包含纳米颗粒的相变微胶囊。

10.权利要求1-8任一项所述的相变微胶囊在相变储能领域中的应用。