[发明专利]聚氨酯相变纳米胶囊、相变聚氨酯灌封胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚氨酯相变纳米胶囊、相变聚氨酯灌封胶及其制备方法，所述聚氨酯相变纳米胶囊为由两亲性嵌段共聚物包覆相变材料形成的纳米胶囊，所述两亲性嵌段共聚物的亲油端为聚氨酯链段，亲水端为甲氧基聚乙二醇链段。通过添加本发明的包载相变材料的相变聚氨酯纳米胶囊，使本发明所得的双组分相变聚氨酯灌封胶相较于传统的聚氨酯灌封胶在实用性上具有显著的控温优势，在保证低粘度的同时具有优异的焓值和导热性能，在重要电子工程领域，尤其在需要温度控制的高端电子领域具有巨大的应用价值。

技术领域

本发明涉及胶粘剂领域，特别是涉及一种聚氨酯相变纳米胶囊、相变聚氨酯灌封胶及其制备方法。

背景技术

相变材料(PCM)受航天的需求而兴起于上世纪70年代。它是一种可以通过不同相态间转换来实现热能的储存和转换从而实现温度控制的材料。按材料属性可以分为无机相变材料和有机相变材料；按相变形态可分为固-液相变材料、固-固相变材料和固-汽相变材料。

有机相变材料具有储能密度大、热稳定性好和循环寿命长等优点，从而一直是相变材料研究热点。但是与传统的聚氨酯复合相变材料不同，相变聚氨酯灌封胶不但需要具有焓值高、循环寿命强的相变材料特点，还需要具有流平性好，防水性佳，绝缘性好等特点。尤其随着电子产品的发展，对于导热性能的需求越来越高。针对电子行业的发展趋势，开发出具有高焓值，高导热的相变聚氨酯胶具有重要意义。

相变微胶囊技术是近些年相变材料领域研究的热门领域，通常将相变材料融化分散成液滴，然后再将这些液滴作为核，利用膜材料进行包覆形成粒径为微米量级的胶囊，避免了相变材料在固-液相变过程中的渗漏导致循环寿命低的缺陷。但是市面上还未有一款适用于添加到聚氨酯胶的相变微胶囊。究其原因有二，其一在于相变材料多在微米级别，粒径较大不利于分散；其二是现存的相变微胶囊与聚氨酯本体相容性较差，使得添加量一增加即会导致胶体粘度急剧上升，同时分散后的胶体均一性较差。

发明内容

基于此，本发明提供了一种适用于聚氨酯胶添加的相变纳米胶囊，从而实现了相变材料在相变聚氨酯灌封胶中的应用。

具体的技术方案如下：

一种聚氨酯相变纳米胶囊，其为由两亲性嵌段共聚物包覆相变材料形成的纳米胶囊，所述两亲性嵌段共聚物的亲油端为聚氨酯链段，亲水端为甲氧基聚乙二醇链段。

在其中一些实施例中，所述聚氨酯链段和甲氧基聚乙二醇链段的质量比为2～3:1。

在其中一些实施例中，所述两亲性嵌段共聚物由聚氨酯和甲氧基聚乙二醇反应得到，所述聚氨酯由异氰酸酯和蓖麻油反应得到。

在其中一些实施例中，所述异氰酸酯、蓖麻油和甲氧基聚乙二醇的质量比为1:0.3～0.4:0.4～0.6。

在其中一些实施例中，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。

在其中一些实施例中，所述甲氧基聚乙二醇的分子量为1800～2200。

在其中一些实施例中，所述两亲性嵌段共聚物的制备方法包括如下步骤：

将所述异氰酸酯和蓖麻油加入到溶剂中，加热回流共沸4小时～8小时，然后加入所述甲氧基聚乙二醇，加热回流共沸4小时～8小时，即得。

在其中一些实施例中，所述溶剂为四氢呋喃。

在其中一些实施例中，所述异氰酸酯和所述溶剂的质量比为1:2～3。

在其中一些实施例中，所述相变材料为石蜡和/或硬脂酸。

在其中一些实施例中，所述聚氨酯相变纳米胶囊由所述两亲性嵌段共聚物和所述相变材料在交联剂的存在下制备而成，所述两亲性嵌段共聚物和所述相变材料的投料质量比为1：0.8～1.2。

在其中一些实施例中，所述交联剂为乙二胺。