阶梯型调温相变微胶囊乳液的制备方法技术

阶梯型调温相变微胶囊乳液的制备方法，它属于保温涂料领域。本发明专利技术要解决微胶囊作为填料分散性差，与乳液相容性差，包覆率低，及单一相变材料作为芯材导热率低，只能在固定温度下调温等技术问题。本发明专利技术的方法：首先采用预乳液聚合法制备十二醇、固体石蜡为芯材的微胶囊预聚体；再通过自由基聚合制备丙烯酸预乳液；将微胶囊预聚体与丙烯酸预乳液在反应器中进一步聚合形成阶梯型相变储能微胶囊乳液。本发明专利技术用于建筑节能材料、汽车玻璃涂料、墙体涂料、蓄热调温纤维表面材料以及复合材料等领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，它属于保温涂料领域。本专利技术要解决微胶囊作为填料分散性差，与乳液相容性差，包覆率低，及单一相变材料作为芯材导热率低，只能在固定温度下调温等技术问题。本专利技术的方法：首先采用预乳液聚合法制备十二醇、固体石蜡为芯材的微胶囊预聚体；再通过自由基聚合制备丙烯酸预乳液；将微胶囊预聚体与丙烯酸预乳液在反应器中进一步聚合形成阶梯型相变储能微胶囊乳液。本专利技术用于建筑节能材料、汽车玻璃涂料、墙体涂料、蓄热调温纤维表面材料以及复合材料等领域。【专利说明】
本专利技术属于保温涂料领域；具体涉及。
技术介绍
阶梯型调温相变储能技术作为一种新型环保的节能技术，在能源的有效利用和全球气候环境的保护方面发挥了重要的作用。相变储能又称为潜热储能，是利用在物质发生物态变化时，吸收或释放大量潜热而实现的。该技术的利用可以解决能量利用在时间和空间上的不匹配矛盾，提高能源的利用效率，同时两种相变温度，可以满足不同环境应用需求。相变材料主要包括无机物和有机物两大类。无机相变材料如结晶水合盐类,具有熔化热大、热导率高、相变时体积变化小等优点，但是存在腐蚀性强、相变过程中会过冷和相分离等缺点。而有机物相变材料如石蜡、羧酸、酯、多元醇和高分子等，具有合适的相变温度、较高的相变潜热，但存在导热系数低、相变过程中传热性能差的缺点，部分有机物相变材料还存在性能不稳定的缺陷，在发生固液相变后存在液相的流动泄漏问题，与基体材料相容性差，从而限制了相变储热技术的应用。方玉堂，陈嘉巍等在2010，5 (9):717-721中国科技论文在线中发表了《纳米胶囊相变蓄冷乳液的制备》.该文献以正十四烷(Tet)为芯材，聚苯乙烯(PS)为壁材，采用超声乳化、原位细乳液聚合的方法，制备蓄冷型纳米胶囊相变乳液。系统考察了超声功率、超声时间、亲水性共聚单体、乳化剂、引发剂以及芯壳比等因素对纳米胶囊形态、粒径以及热性能的影响。研究表明:超声功率及时间对胶囊粒径有显著影响；添加亲水性单体，可改善胶囊的稳定性；复合乳化剂有助于形成大小均一、稳定的胶囊乳液；油溶性引发剂有助于形成形状规则、大小均匀的胶囊；核壳配比影响胶囊的热性能及壳层强度，进一步影响着胶囊的相变焓值。在优化条件下，制备的纳米胶囊平均粒径为140.3nm，相热焓达到98.71kJ/kg,具有较好的储冷能力。大多数有机相变材料的热导率较低，利用各种复合手段或技术开发新型相变材料，制备相变储热复合材料，是克服单一无机或有机相变材料的不足，提高相变蓄热技术应用效果以及拓展其应用范围的有效途径。申请号为201210139691.4中国专利文献公开了一种高稳定性的相变乳液的制备方法。以石蜡为芯材，密胺脂为壁材制备的微胶囊乳液尺寸为微米级，微胶囊含量可达5?38%，制备方法虽然简单，但是石蜡的相变温度可调性较小，限制了微胶囊的使用。现有研究相变微胶囊材料的包覆率低。微胶囊作为填料，需要加入分散剂，多步分散才能使涂料稳定。
技术实现思路
本专利技术要解决微胶囊作为填料分散性差，与乳液相容性差，包覆率低，及单一相变材料作为芯材导热率低，只能在固定温度下调温等技术问题；而提供了。本专利技术中是按下述步骤进行的:步骤一、将2.0?4.0g三聚氰胺、7.4?8.3g甲醛水溶液和10?12mL去离子水混合，在70?75°C下加热直到全部溶解，加入碱性pH调节剂，调节pH值为8?9，反应2.5?3h，得到三聚氰胺甲醛预聚体；步骤二、将2.5?6.0g正十二醇、2.5?5.5g固体石蜡和0.7?1.4g乳化剂加入到10?12mL去离子水中，置于高速搅拌机，以3000?9000r/min速度下乳化搅拌分散60min?2小时，然后加入柠檬酸水溶液调节pH值为3?4，得阶梯型相变预乳液； 步骤三、将阶梯型相变预乳液在70?75°C条件下逐滴滴入到三聚氰胺-甲醛预聚体中，滴加完毕后反应30?60min，制备得微胶囊预乳液；步骤四、将乳化剂溶解在10?12mL去离子水中，搅拌溶解升温至70°C，加入0.1?0.3g过硫酸钾，以80?100d/min滴加速度滴入混合单体进行回流反应(通过混合单体滴加速度来控制回流)，混合单体由7.9?8.5g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、6.4?7.1g丙烯酸丁酯(BA)和1.1?1.5g丙烯酸(AA)混合而成，然后逐滴滴加(0.1?0.3) g过硫酸钾，滴加过硫酸钾耗时I?1.5h，获得丙烯酸预乳液；步骤五、然后在70?75°C下条件下将微胶囊预乳液以60?80d/min滴加到丙烯酸预乳液中，滴加完毕在70?75°C下搅拌反应1.5?3h，冷却后用氨水调节pH值为8?9，得到阶梯型调温相变微胶囊乳液。步骤一所述的甲醛水溶液的质量百分比浓度为37%?40%。步骤一所述的碱性pH调节剂为MA-95胺中和剂或者质量百分比浓度为10%的氨水。步骤二所述的柠檬酸水溶液的质量百分比浓度为5%。步骤二所述的乳化剂为0P-10和十二烷基苯磺酸钠质量比为(0.75?1.5):1。步骤三的滴加速度为60?70d/min。步骤四所述的乳化剂为0P-10和十二烷基苯磺酸钠质量比为(0.75?1.5):1。步骤五所述的氨水质量百分比浓度为10%步骤五中采用过硫酸铵替换过硫酸钾，其中过硫酸铵用量均在0.16?0.5g范围内。本专利技术以固体石蜡和正十二醇为芯材，采用三聚氰胺甲醛树脂为壳，以丙烯酸乳液为流动相，制备的阶梯型调温相变微胶囊乳液。本专利技术阶梯型调温相变微胶囊乳液的包覆率在92%以上，相变温度为23?24°C和35?37°C。本专利技术应用成本较低的原料，制备的相变微胶囊乳液，稳定性好，相容性好，分散性好，无需添加分散剂等。两种相变材料与单一相变材料相比，具有阶段性调温性能，在升温过程中，当环境温度达到23?25°C时，十二醇发生相变，降低环境温度；温度升至34?36°C时，固体石蜡开始发生相变，进一步调节环境温度，能够满足乳液在保温涂料中的应用。本专利技术所制备的阶梯型调温微胶囊乳液可以应用于建筑节能材料、汽车玻璃涂料、墙体涂料、蓄热调温纤维表面材料以及复合材料领域。【专利附图】【附图说明】图1是阶梯型调温相变微胶囊乳液干膜后的SEM图；图2是阶梯型调温相变微胶囊乳液干膜后的SEM ;图3为相变微胶囊乳液粒径分布；图4为相变微胶囊的DSC曲线；图5为微胶囊红外谱图。【具体实施方式】【具体实施方式】一、本实施方式中是按下述步骤进行的:步骤一、将2.0g三聚氰胺、8.2g质量百分比浓度为37%的甲醛水溶液和IOmL去离子水混合，在70°C下加热直到全部溶解，加入MA-95胺中和剂调节pH值为8?9，反应3h，得到三聚氰胺甲醛预聚体；步骤二、将2.5g正十二醇、2.5g固体石蜡、0.15g0P_10和0.2g十二烷基苯磺酸钠加入到IOmL去离子水中，置于高速搅拌机，以5000r/min速度下乳化搅拌分散60min,然后加入质量百分比浓度为5%柠檬酸水溶液调节pH值为3?4，得阶梯型相变预乳液；步骤三、将阶梯型相变预乳液在70°C条件下以60d/min的速度逐滴滴入到三聚氰胺-甲醛预聚体中，滴加完毕后反应30min，制备得微胶囊预乳液；步骤四、将0.15g0P_10、0.2gSDS溶解在IOmL去离子水中，搅拌溶解升温至70°C，加入0.04g过硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
阶梯型调温相变微胶囊乳液的制备方法，其特征在于阶梯型调温相变微胶囊乳液的制备方法是按下述步骤进行的：步骤一、将2.0～4.0g三聚氰胺、7.4～8.3g甲醛水溶液和10～12mL去离子水混合，在70～75℃下加热直到全部溶解，加入碱性pH调节剂，调节pH值为8～9，反应2.5～3h，得到三聚氰胺甲醛预聚体；步骤二、将2.5～6.0g正十二醇、2.5～5.5g固体石蜡和0.7～1.4g乳化剂加入到10～12mL去离子水中，置于高速搅拌机，以3000～9000r/min速度下乳化搅拌分散1～2小时，然后加入柠檬酸水溶液调节pH值为3～4，得阶梯型相变预乳液；步骤三、将阶梯型相变预乳液在70～75℃条件下逐滴滴入到三聚氰胺‑甲醛预聚体中，滴加完毕后反应30～60min，制备得微胶囊预乳液；步骤四、将乳化剂溶解在10～12mL去离子水中，搅拌溶解升温至70℃，加入0.1～0.3g过硫酸钾，以80～100d/min滴加速度滴入混合单体进行回流反应，混合单体由7.9～8.5g甲基丙烯酸甲酯、6.4～7.1g丙烯酸丁酯和1.1～1.5g丙烯酸混合而成，然后逐滴滴加0.1～0.3g过硫酸钾，滴加过硫酸钾耗时为1～1.5h，获得丙烯酸预乳液；步骤五、然后在70～75℃下条件下将微胶囊预乳液以60～80d/min滴加到丙烯酸预乳液中，滴加完毕在70～75℃下搅拌反应1.5～3h，冷却后用氨水调节pH值为8～9，得到阶梯型调温相变微胶囊乳液。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王虹，刘清钊，侯红亮，陈高健，隋明君，李云龙，孙腾远，王维慧，田文高，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23