[发明专利]一种低熔点金属相变微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明属于相变材料领域，具体涉及一种低熔点金属相变微胶囊及其制备方法和应用。所述低熔点金属相变微胶囊包括囊芯和包裹所述囊芯的壳层；所述囊芯的芯材包括低熔点金属合金；所述低熔点金属合金为镓基合金或铋基合金。优所述镓基合金为镓铟锡合金，各组分的质量分数为：镓10％～80％，铟10％～50％，锡3％～30％。所述低熔点金属相变微胶囊为使用物理法包覆的相变储热/储冷功能的微胶囊。所述低熔点金属相变微胶囊在较低温度下可以进行固液相变转换，完成相变过程。基于低熔点金属与石蜡复合为基础的相变材料具有储能密度大、无腐蚀、无过冷、安全性高等诸多优点，克服有机与无机盐相变材料的固有缺点。

技术领域

本发明属于相变材料领域，具体涉及一种低熔点金属相变微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

相变微胶囊是应用微胶囊技术，将相变囊芯材料用有机或无机囊壁材料以物理或化学方法包裹起来制备的粒径为0.1～100um,囊壁厚度为0.01～10um的有核壳结构的稳定复合相变材料。

目前的相变微胶囊90％都是以石蜡作为囊芯材料，也有将金属单质或金属氧化物颗粒作为微胶囊的壳层或部分囊芯材料，在一定程度上提高了相变微胶囊的导热性能、壳层的坚固程度及储能密度。

然而，目前的相变微胶囊仍然存在储能密度有限，导热较差，存在过冷度，无机盐腐蚀、相分离、热稳定性较差、有机易燃等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种低熔点金属相变微胶囊及其制备方法和应用。所述低熔点金属相变微胶囊为使用物理法包覆的相变储热/储冷功能的微胶囊。所述低熔点金属相变微胶囊在较低温度下可以进行固液相变转换，完成相变过程。基于低熔点金属与石蜡复合为基础的相变材料具有储能密度大、无腐蚀、无过冷、安全性高等诸多优点，克服有机与无机盐相变材料的固有缺点

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种低熔点金属相变微胶囊，包括囊芯和包裹所述囊芯的壳层；所述囊芯的芯材包括低熔点金属合金；所述低熔点金属合金为镓基合金或铋基合金。

优选地，所述镓基合金为镓铟锡合金，各组分的质量分数为：镓10％～80％，铟10％～50％，锡3％～30％。

优选地，所述镓铟锡合金各组分质量分数为镓62％，铟29％，锡9％。

优选地，所述铋基合金为铋铟锡合金，各组分的质量分数为：铋10％～80％，铟10％～50％，锡5％～50％。

优选地，所述铋铟锡合金各组分质量分数为铋55％，铟23％，锡22％。

优选地，所述囊芯的芯材还包括石蜡，所述低熔点金属合金与石蜡的质量比为1-5:1-5；根据所述低熔点金属合金与石蜡的比例不同，所述囊芯的形态为所述石蜡小液滴被所述低熔点金属合金包裹或所述低熔点金属合金小液滴被所述石蜡包裹，这两种包裹类型形成两种复合相变材料颗粒。

优选地，所述壳层材料为天然高分子材料或树脂。

优选地，所述天然高分子材料包括明胶、阿拉伯胶和海藻酸钠。

优选地，所述树脂包括三聚氰胺甲醛树脂、聚脲醛树脂、聚丙烯酸树脂和聚甲基丙烯酸树脂。

优选地，所述低熔点金属合金的熔点为-40℃-200℃。

优选地，所述石蜡为含碳原子个数为15-50的直链烷烃，在工作温度点附近可发生固液相变，吸收或释放热量，降低被保护对象的热冲击。

优选地，所述石蜡为十八烷。

优选地，所述低熔点金属相变微胶囊粒径处于2μm～2mm之间。

本发明的另一目的还提出一种低熔点金属相变微胶囊的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：