[发明专利]一种应用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊及其制备方法

说明书

本发明涉及相变储能微胶囊领域，尤其涉及一种应用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊及其制备方法。一种用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊，所述相变储能微胶囊为球形颗粒结构，其包括芯材和包裹在所述芯材外部的壳材，芯材由石蜡制成，壳材由甲基丙烯酸甲酯制成，芯材和壳材中均含有导热剂。本发明中，以石蜡作为相变芯材，以聚甲基丙烯酸甲酯作为壳材，以改性石墨作为导热剂，使用悬浮聚合法制备而成，这三种材料具有价格低廉，生产成本低的优点，悬浮聚合法具有产物分离简单，反应条件容易控制，所得产物纯净且粒径较为均匀等优点。

技术领域

本发明涉及相变储能微胶囊领域，尤其涉及一种应用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊及其制备方法。

背景技术

相变材料广泛应用于航空航天的热控制系统、电动汽车的热管理、电子元件的散热设备、建筑节能等。相变微胶囊技术在建材中也有着广泛的应用，例如，在建筑外墙中掺入相变微胶囊材料，外墙的储热性能就会有明显的提高。当环境温度上升的时候，外界热量通过热传导导入相变微胶囊材料中存储起来，起到了降低室内温度和储存能量的作用；当环境温度下降的时候，存储在相变微胶囊材料中的能量又被释放出来，起到了升高室温的作用。如将相变微胶囊材料掺入深井水泥，可以有效减小水泥的水化热。在工程施工方面也有着十分重要的用途：将相变微胶囊材料掺入沥青公路的基材，在高温天气可以通过相变存储部分热量从而降低沥青表面的温度；将相变微胶囊材料掺入石膏板，能有效提高石膏板的储热能力。相变微胶囊材料在保持建筑结构的同时，赋予建筑温度调节的功能，是一种十分具有发展前景的材料。

地质聚合物作为一种无机胶凝材料，其具有极长的耐久性和优良的耐酸碱、耐火、耐高温性能，且原料廉价易得：可由固体废弃物回收而来；符合国家、政府、产业“化害为利，变废为宝”的环保理念。近年来被视为水泥的未来替代材料，其市场应用规模将不断扩大。将相变材料与地质聚合物复合制备得到的新型建筑材料，具有广泛的应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊。

本发明提供一种用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊，所述相变储能微胶囊为球形颗粒结构，其包括芯材和包裹在所述芯材外部的壳材，芯材由石蜡制成，壳材由甲基丙烯酸甲酯制成，芯材和壳材中均含有导热剂。

进一步地，所述导热剂为改性石墨。

一种制备上述用于无机胶凝材料的相变储能微胶囊的方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

S1、取切片石蜡置于烧杯中，加热其熔化成透明状；

S2、取颗粒状聚乙烯醇于去离子水中，加热并搅拌至充分溶解，制得分散剂溶液；

S3、分别制备硬脂酸-乙醇溶液和三氯化铝溶液；

S4、将硬脂酸-乙醇溶液和三氯化铝溶液混合，加入石墨，制得改性石墨；其中，硬脂酸为石墨质量分数的3％；

S5、将过氧化二苯甲酰与甲基丙烯酸甲酯进行混合后，搅拌溶解，配制成引发剂-单体溶液；其中，以质量比为计，石蜡：甲基丙烯酸甲酯＝1～3:3；过氧化二苯甲酰:甲基丙烯酸甲酯＝1:47.2；

S6、将改性石墨与引发剂-单体溶液混合，加入S1的熔融石蜡中搅拌至均匀，于60℃条件下保温，制得油相，其中，以质量比为计，改性石墨：引发剂-单体溶液：石蜡＝1:34:11.1～33.3；

S7、将油相与分散剂溶液混合，反应后，得到反应产物；

S8、将反应产物依次进行抽滤和洗涤处理，干燥，即得所述相变储能微胶囊。

进一步地，S2中分散剂的质量分数为6％。

进一步地，S3中三氯化铝溶液质量浓度为2g/L。