包封物制造技术

本发明专利技术公开了具有特定热效率指数(TEI)的微囊化相变材料。TEl＝α(RΔT)*β(RΔH)*y(RMP)*δ(RTGA@180)*e(RFW)。可以解决实现有效且高效的微囊化相变材料的问题，以基于本说明书中描述的参数产生具有所述物理和化学特性组合的商业上有用的材料。与常规微胶囊相比，本发明专利技术的微胶囊在提供增强的热性能方面非常有效。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包封物相关申请的交叉引用本申请要求2017年1月27日提交的美国临时申请号62451387的权益。专利
本专利技术涉及胶囊制造方法和通过这样的方法生产的微胶囊，并且更具体地涉及形成微囊化相变材料的方法和基于这样的微胶囊的改进制品。相关领域的描述各种用于微囊化工艺和示例性方法和材料在不同专利中举出，例如Schwantes(美国专利号6,592,990)，Nagai等人(美国专利号4,708,924)，Baker等人(美国专利号4,166,152)，Wojciak(美国专利号4,093,556)，Matsukawa等人(美国专利号3,965,033)，Matsukawa(美国专利号3,660,304)，Ozono(美国专利号4,588,639)，Irgarashi等人(美国专利号4,610,927)，Brown等人(美国专利号4,552,811)，Scher(美国专利号4,285,720)，Shioi等人(美国专利号4,601,863)，Kiritani等人(美国专利号3,886,085)，Jahns等人(美国专利号5,596,051和5,292,835)，Matson(美国专利号3,516,941)，Chao(美国专利号6,375,872)，Foris等人(美国专利号4,001,140；4,087,376；4,089,802和4,100,103)，Greene等人(美国专利号2,800,458；2,800,457和2,730,456)，Clark(美国专利号6,531,156)，Saeki等人(美国专利号4,251,386和4,356,109)，Hoshi等人(美国专利号4,221,710)，Hayford(美国专利号4,444,699)，Hasler等人(美国专利号5,105,823)，Stevens(美国专利号4,197,346)，Riecke(美国专利号4,622,267)，Greiner等人(美国专利号4,547,429)，和Tice等人(美国专利号5,407,609)等，并且如Herbig在Kirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology第16卷第438-463页标题为“Microencapsulation”的章节中所教导。用于微胶囊制造的其他有用方法是：Foris等人的美国专利号4,001,140和4,089,802描述了脲与甲醛之间的反应；Foris等人的美国专利号4,100,103描述了三聚氰胺与甲醛之间的反应；而英国专利号2,062,570描述了一种生产微胶囊的方法，该微胶囊具有在苯乙烯磺酸存在下通过三聚氰胺与甲醛聚合生产的壁。由脲-甲醛树脂和/或三聚氰胺甲醛树脂形成微胶囊公开于美国专利号Foris等人的4,001,140；Foris等人的4,089,802；Foris等人的4,100,103；Foris等人的4,105,823；和Hayford的4,444,699中。Brown等人的美国专利号4,552,811中教导了丙烯酸烷基酯-丙烯酸共聚物胶囊。贯穿本申请描述的每个专利在此通过引用并入本文，其程度各自提供关于微囊化过程和材料的指导。界面聚合是其中在两相之间的界面处形成微胶囊壁如聚酰胺，环氧树脂，聚氨酯，聚脲等的方法。Riecke的美国专利号4,622,267公开了一种用于制备微胶囊的界面聚合技术。首先将芯材料溶解在溶剂中，并加入可溶于溶剂混合物的脂族二异氰酸酯。随后，加入用于脂族二异氰酸酯的非溶剂直至勉强达到浊点。然后将该有机相在水溶液中乳化，并将反应性胺加入到水相中。胺扩散到界面，其中它与二异氰酸酯反应形成聚合物聚氨酯壳。用于包封在聚氨酯壳中微溶于水的盐的类似技术公开在Greiner等人的美国专利号4,547,429中。Matson的美国专利号3,516,941教导了聚合反应，其中将待包封的材料或芯材料溶解在有机疏水油相中，该油相分散在水相中。水相具有溶解的形成氨基塑料(胺和醛)树脂的材料，其在聚合时形成微胶囊的壁。使用高剪切搅拌制备细油滴的分散体。加入酸催化剂引发缩聚反应，在水相中形成氨基塑料树脂，导致形成不溶于两相的氨基塑料聚合物。随着聚合的进行，氨基塑料聚合物与水相分离并沉积在油相的分散液滴的表面上，以在两相的界面处形成胶囊壁，从而包封芯材料。脲-甲醛(UF)、脲-间苯二酚-甲醛(URF)、脲-三聚氰胺-甲醛(UMF)和三聚氰胺-甲醛(MF)胶囊形成以类似方式进行。在界面聚合中，形成胶囊壁的材料处于分开的相中，一种在水相中，另一种在油相中。聚合发生在相界面处。因此，聚合物胶囊壳壁在两相的界面处形成，从而包封芯材料。聚酯、聚酰胺和聚脲胶囊的壁形成典型地也通过界面聚合进行。Jahns的美国专利号5,292,835教导了将丙烯酸或甲基丙烯酸的酯与多官能单体聚合。具体示例了聚乙烯吡咯烷酮与丙烯酸酯如二丙烯酸丁二醇酯或甲基丙烯酸甲酯与自由基引发剂的反应。常见的微囊化过程可以被视为一系列步骤。首先，使待包封的芯材料典型地乳化或分散在适合的分散介质中。该介质典型地含水，但涉及形成富含聚合物相。最常见地，该介质是预期的胶囊壁材料的溶液。改变介质的溶剂特性，以使壁材料发生相分离。因此，壁材料包含在液相中，该液相也分散在与预期的胶囊芯材料相同的介质中。液体壁材料相自身沉积为包围内相或胶囊芯材料的分散液滴的连续涂层。然后将壁材料固化。该过程通常称为凝聚。Jabs等人的美国专利号4,947,152教导了具有聚脲壁的微胶囊。该壁是芳族异氰酸酯与异氰酸酯反应性基团的反应产物。异氰酸酯反应性基团可包括二胺和聚胺，例如N-羟乙基乙二胺和乙烯-1,2-二胺。Hotz等人的美国专利公布号2013/0089590教导了一种具有聚脲壁的香料微胶囊。壳是至少两种双官能异氰酸酯和双官能胺的反应产物。EP1693104Maruyyama公开了具有聚氨酯或聚脲壁的微胶囊，所述聚氨酯或聚脲壁由多官能异氰酸酯与多官能胺的缩聚获得。Schwantes的美国专利公布号2009/0274905教导了阳离子微胶囊颗粒，其中壁是在酸和引发剂存在下胺丙烯酸酯与多官能甲基丙烯酸酯的反应产物；或者是在碱和引发剂存在下酸性丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酸酯的反应产物。本领域中的一个问题是产生微胶囊同时维持质量如低游离蜡，高潜热，在使用温度或接近使用温度下的熔点，高重量保持性(如在180℃下的热重分析(TGA)中)和在可重复的循环中在熔点峰值与再固化峰值之间的差值方面低ΔT的能力。一致性地制造微胶囊非常困难，特别是将潜热材料或相变材料包封成具有不高于30℃的熔点峰值和不小于18℃的再固化点，其中在重复熔融和再固化循环中能够控制相应的熔点峰值和再固化峰值，使得熔点峰值和再固化峰值之间的差值不超过10℃。试图解决微囊化相变材料的熔点与再固化峰值之间大的差值(ΔT)的问题涉及这样的尝试，例如Lee的美国公布号2004/0076826和其他人所教导的，包括少量，通常小于15％重量乃至小于1％的无机或有机成核剂，以防止在材料熔化温度以下固化被抑制时的过冷效应。然而，迄今为止已知的这类系统典型地具有的潜热存储密度在体积上小于本专利技术的微囊化相变材料的热存储密度。需要一种微囊化相变材料，其具有在熔点峰值与再固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微囊化相变材料，包含含有芯材料和包围所述芯材料的壁材料的颗粒，所述颗粒具有大于0的热效率指数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.27 US 62/451,3871.微囊化相变材料，包含含有芯材料和包围所述芯材料的壁材料的颗粒，所述颗粒具有大于0的热效率指数。2.权利要求1的组合物，所述组合物具有至少600的热效率指数。3.权利要求1的组合物，所述组合物具有至少10,000的热效率指数。4.权利要求1的组合物，其中所述颗粒的壁材料包括选自下组的材料：聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚胺、聚脲、聚氨酯、三聚氰胺甲醛及其混合物。5.权利要求1的组合物，其中所述颗粒的芯材料包括选自下组的材料：50-97wt％的衍生自棕榈油的甲酯和0.1-20wt％的直链烷烃，基于芯的总重。6.权利要求5的组合物，其中所述芯还包含0.1-25wt％的蜡。7.权利要求6的组合物，其中所述蜡包括选自下组的腊：烷烃蜡，聚乙烯蜡，巴西棕榈蜡，小烛树蜡，植物蜡，蜂蜡和石蜡。8.权利要求5的组合物，其中所述颗粒包含至少1wt％的芯材料。9.权利要求5的组合物，其中所述颗粒包含约20-约95wt％的芯材料。10.权利要求5的组合物，其中所述颗粒包含约50-约90wt％的芯材料。11.权利要求5的微囊化相变材料，所述微囊化相变材料具有的差示扫描量热熔点峰值T1不超过30℃且再固化峰值T2不小于18℃，并且其中在相应熔点峰值T1与再固化峰值T2之间的差值的绝对值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张汉威，C·塔纳玛，J·C·迪波拉，T·I·巴德斯雷，段标，严年喜，
申请(专利权)人：恩盖普有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US