[发明专利]一种相变微胶囊材料的制备方法

说明书

一种相变微胶囊材料的制备方法，包括如下步骤：（1）向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氨水反应后，再滴加γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，得到二氧化硅溶胶；将苯乙烯、石蜡、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异庚腈以及乙二醇二甲基丙烯酯混合配成油相，乳化剂溶于水中配制成水相溶液，两相混合，得到乳化液，向乳化液中喷淋二氧化硅溶胶，再加入NaCl溶液和无水乙醇破乳，洗涤，得到相变微胶囊材料。本发明使用二氧化硅‑聚苯乙烯囊壁材料，提高了相变微胶囊的抗压强度及抗折强度，具有更高的相变潜热，产品形状规则包覆好，收率高。

技术领域

本发明涉及一种相变微胶囊材料，尤其是以石蜡作为相变材料，二氧化硅-苯乙烯为囊壁的相变微胶囊，属于建筑节能材料领域。

背景技术

相变材料具有储热功能，可以随着环境温度的变化而发生相变，在相变的过程中吸收或释放热量，具有热存储密度高，热存储容量大，化学稳定性强，成本低等优点，可用于提高能量利用效率和开发可再生能源，在建筑节能、工业热回收、航空航天和太阳能利用等领域得到了广泛的应用，在能源和材料科学领域也受到了广泛的关注。相变材料在相变的过程中会发生相态的变化，尤其是在其液态时，容易流动和渗漏，因此在实际应用过程中受到了很大的限制。

相变微胶囊是将相变材料利用成膜技术将其包覆起来，制成常态下性质稳定，具有核壳结构的微米级固体小颗粒，利用胶囊中包覆的相变材料在相变温度附近发生相转变产生的热效应，实现吸收、储存或释放热量的作用，胶囊化后，囊壁能使外界环境与相变材料隔离，有效保护相变材料，不受破坏，具有便于使用、储存和运输等优点。

相变微胶囊有囊壁和囊芯两部分组成，囊芯为相变材料，常见的固-液相变材料有直链烷烃、聚乙二醇、结晶水合盐，共晶水合盐、石蜡类、脂肪酸类等。囊壁一般为高分子聚合物，常选择常用的有聚酰胺、聚脲、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚氨酯或者它们的复合体系等。相变微胶囊的制备方法有原位聚合法、界面聚合法、悬浮聚合法和硫化喷涂法等。

专利CN1513938A公开了一种包覆相变材料的微胶囊及其制备方法，该方法以直连烷烃，脂肪醇及有机酯类化合物为芯材，以用三聚氰胺 - 甲醛树脂为壁材，制备了相变微胶囊材料；专利CN101045857A公开了一种相变储能微胶囊材料及其制备方法，该方法以石蜡为芯材料，以甲苯二异氰酸酯和脲醛树脂两种材料为囊壁材料，采用界面聚合法和原位聚合法制备出了双层微胶囊封装石蜡相变材料；专利CN102827586A公开了一种双层芳香有机相变材料微胶囊及其制备方法，该方法以正已烷、正十六烷、正十八烷或液体石蜡为芯材，以脲醛树脂和β-环糊精为壁材制备相变微胶囊；报道的方法中多数以蜜胺树脂，脲醛树脂，酚醛树脂为壁材，受其材料影响，在囊壁中残留甲醛成为必然，因此会产生环境污染问题；另外，树脂类有机囊壁材料成本较高，制备工艺较为复杂，在建筑领域的应用受到了较大的限制。

据资料报道，单独使用无机二氧化硅囊壁材料制备的相变微胶囊在应用于石膏板，墙板等建筑储能材料中时，由于单纯的二氧化硅壁材较脆，且材料本身有孔，弹性和韧性较差，在温度变化较大的情况下，相变微胶囊容易破裂，也会降低石膏板材的强度，影响使用效果，限制其应用。

发明内容

针对现有技术的相变微胶囊生产中存在的囊壁材料成本较高，易破损，制备工艺复杂，污染环境，产品焓值饱和率较低等问题，本发明提供一种相变微胶囊的制备方法，该方法以石蜡作为相变材料，二氧化硅-苯乙烯作为囊壁材料，采用化学沉积法制备相变微胶囊，制备工艺过程简单，微胶囊粒径分布均匀，囊壁强度高，韧性好，产品合格率和焓值饱和率较高。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种相变微胶囊材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）二氧化硅溶胶的制备：向正硅酸乙酯的乙醇溶液中滴加氨水，反应后，再滴加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，继续反应后，冷却；