[发明专利]一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊及其制备方法。本发明可满足材料同时具备相变和吸波功能，从而达到材料的多功能化。本发明采用原位聚合法，以吸波剂杂化改性三聚氰胺脲醛树脂为壁材，石蜡为芯材制备吸波‑相变微胶囊。通过改变吸波剂的掺量使微胶囊具备良好的微观形貌、稳定的化学结构和较好的吸波和相变潜热性能，将该材料掺入到其它材料中能赋予材料温度调控和电磁吸收功能。

技术领域

本发明属于微胶囊技术领域，具体涉及一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊及其制备方法。

技术背景

随着工业与科技的快速发展，化石能源消耗和电磁辐射污染已成为人们困扰的难题。太阳能作为目前储量丰富、无污染、高功率的新型可再生能源，对其的利用储存一直是国内外学者研究的热点。此外，过量的电磁辐射不仅会干扰电子设备的正常运行，其所产生的热效应还会危害人的身体健康。因此，研发出一种具备能量储存、微波吸收和温度调控的功能材料对于减少能源消耗和降低电磁辐射具有极其重要的意义。

相变微胶囊是一种以有机高分子材料为壁材，相变材料为芯材的微胶囊。相变微胶囊独特的壳核结构展现出良好的热稳定性、不易挥发性和防渗漏性。该材料被广泛应用于调温储能方面，此外其良好的相变控温能力还可赋予目标具备一定的红外隐身功能，例如中国已公开专利《一种相变-红外隐身双功能复合微胶囊的制备方法及应用》申请号：(202010033458.2)以硬脂酸为芯材，碳酸钙为壁材，采用原位聚合制备了一种具有壳核结构的相变微胶囊，该发明将相变微胶囊涂抹在衣服的中空夹层中，使改良的衣服同时具备调温储能和红外隐身的性能。但由于其有机高分子外壳阻抗特性较差，微胶囊具备较差的电磁吸收能力。因此，将吸波材料作为改性剂，镶入相变微胶囊外壳中以获其吸波特性是一种简单且有效的解决方法。

电磁吸波材料是一种能吸收或大幅减弱电磁波能量，并将其转化为其他能量的材料。生活中过量的电磁辐射不仅会干扰电子设备的正常运行，其所产生的热效应还会危害人的身体健康，因此电磁吸波材料被广泛运用于日常生活、科研医疗、电子通信和国防军工等领域，用以降低电磁辐射对人和设备的影响，例如中国已公开专利《一种石墨烯复合纳米六角钡铁氧体吸波材料制备方法》申请号：(202111132442.8)采用溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备了石墨烯复合纳米六角钡铁氧体材料并展现出良好的吸波效果，但其制备过程中需要在真空条件下，通入氮气并进行微波加热处理，过程较为严苛且繁琐。

综上所述，针对减少能源消耗、电磁辐射污染乃至提供多重隐身的问题上，研发出一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊对于材料的多功能化具有极其广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于，制备出一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊，并公开其制备方法。

一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊，其特征在于：以三聚氰胺、尿素和甲醛为壁材，吸波剂为壁材改性剂，石蜡为芯材，按质量份计，包括三聚氰胺3-14份、尿素3-13份、甲醛6-30份、吸波剂1-10份、石蜡15-45份、乳化剂1-7份、去离子水50-110份、pH调节剂10-30份。

所述的乳化剂为苯乙烯/马来酸酐共聚物、聚乙烯醇、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。

所述的pH调节剂为柠檬酸、三乙醇胺和氢氧化钠中的一种或几种。

所述的吸波剂为四氧化三铁、羰基铁粉、石墨烯中的一种或几种。

所述的吸波剂的分散方式为超声分散。

一种兼具温度调控和电磁吸收的多功能微胶囊的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)水相制备：将1-7份乳化剂溶于40-90份去离子水中，调节溶液pH至9-12并在60-80℃的水浴加热的条件下搅拌1h，转速400-1000r/min得到水相溶液。