[发明专利]一种基于银/二氧化硅双层壁材的多功能微胶囊相变材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于银/二氧化硅双层壁材的多功能微胶囊相变材料及其制备方法，属于微胶囊相变材料领域。将有机相变材料、硅源、含巯基官能团的修饰剂、乳化剂、溶剂混合搅拌得到乳液，滴加引发剂，获得含巯基的二氧化硅单层壁材微胶囊；再将微胶囊与银源、保护剂、还原剂混合，在氮气保护下，实现在微胶囊表面银离子自组装和还原反应，从而获得纳米银/二氧化硅双层壁材结构微胶囊相变材料。该微胶囊粒径范围为2～10μm，其壁材为金属银外层与无机材料二氧化硅内层构成的双层结构，具有结构致密、导热性优异的特点，同时使该微胶囊相变材料获得导电性、抗菌性、潜热存储及温度调节多重功能，可广泛用于医用、纺织、电子、航天等领域。

主权项

1.一种基于银/二氧化硅双层壁材的多功能微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于，微胶囊的芯材为有机相变材料，壳材为金属银外层与二氧化硅内层组成的双层结构；包括以下步骤：（1）芯材乳液的制备：在温度为30～85 ℃水浴下，将有机相变材料与乳化剂、硅源、含巯基官能团的修饰剂、非水溶剂混合均匀，在300～700 r/min转速下搅拌1～2 h，得到均匀稳定的乳液；所述非水溶剂是甲酰胺或乙腈中的一种；（2）含巯基二氧化硅内壁的制备：温度保持不变，向步骤（1）形成的乳液中滴加盐酸水溶液，盐酸水溶液的质量百分数为25～40 wt.%，盐酸水溶液的加入量占加入后总反应溶液质量百分数的40～60 wt.%；在200～600 r/min转速下搅拌4～6 h，关闭搅拌，熟化24 h；取出产品过滤，用超纯水冲洗若干次，至中性，40～50℃下干燥，得到微胶囊；（3）银外层壁材的制备：升高温度至40～110℃，使步骤（3）的温度不低于步骤（2）的温度，在氮气氛下，取步骤（2）微胶囊，与液体还原剂或固体还原剂的水溶液、保护剂混合，搅拌1～3 h排除氧气，加入银源，在200～600 r/min转速下搅拌2~24 h，取出产品过滤，用超纯水洗净，常温干燥，得到基于银/二氧化硅双层壁材的多功能微胶囊相变材料；步骤（1）所述的有机相变材料、乳化剂、硅源、含巯基官能团的修饰剂、非水溶剂的质量比为：1～4∶0.15～1∶0.5～5∶0.05～1∶10～60；步骤（1）中，所述乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基磺酸钠中的一种，或Span80、Tween60中的一种或两种，所述硅源为硅酸钠、硅酸钾、正硅酸四乙酯、甲基三甲氧基硅烷中的一种，所述含巯基官能团的修饰剂选自γ–巯丙基三甲氧基硅烷、γ–巯丙基三乙氧基硅烷中的一种；步骤（3）所述的微胶囊、液体还原剂或固体还原剂水溶液、保护剂、银源的质量比为：0.1～0.3 ∶45～50 ∶2～5∶0.05～0.5，还原剂为固体时，银源与固体还原剂的摩尔比为1∶（2～4）；步骤（3）所述还原剂为硼氢化钠、柠檬酸钠、二甲基乙酰胺、乙二醇、N,N–二甲基甲酰胺中的一种，若还原剂为固体采用水溶液的形式加入，所述保护剂为十二硫醇、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种，所述银源为硝酸银、醋酸银、硫酸银中的一种。