一种相变储能复合微球及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种相变储能复合微球及其制备方法。其特征在于通过相反转法制备相变储能微球，至少包括A、B、C三种组分：其中A组分包括相变材料，B组分包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等的其中一种或任意组合，C组分包括乳化剂。各组分质量比例为：A：5-85％；B：14.9-94.9％；C：0.1-20％。微球粒径在100nm-1000nm，微球的结构、化学组成、尺寸可通过剪切速度、温度、加水速度等进行调节。本方法制备的相变储能微球适用于建筑、纺织、设备温控、运输冷藏、热防护、太阳能利用、空调蓄热蓄冷、工业余热废热利用等领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开。其特征在于通过相反转法制备相变储能微球，至少包括A、B、C三种组分：其中A组分包括相变材料，B组分包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等的其中一种或任意组合，C组分包括乳化剂。各组分质量比例为：A：5-85％；B：14.9-94.9％；C：0.1-20％。微球粒径在100nm-1000nm，微球的结构、化学组成、尺寸可通过剪切速度、温度、加水速度等进行调节。本方法制备的相变储能微球适用于建筑、纺织、设备温控、运输冷藏、热防护、太阳能利用、空调蓄热蓄冷、工业余热废热利用等领域。【专利说明】
本专利技术属于相变储能材料
，涉及。 专利技术背景 日益严重的能源危机和环境危机，使人类社会的生存和发展面临严峻挑战。节约 能源、减少排放，走可持续之路已经成为必由之路。为此，各先进国家都在竞相开发节能减 排绿色环保技术。其中相变储能技术已经成为能源利用领域的一个重要分支。 利用相变材料的相变过程，进行能量的储存（蓄冷、蓄热）是一项新型的环保节能 技术，它可以解决能源的需求与供给之间在时间和空间上的不匹配，可以实现对能源进行 高效管理。最常利用的相变形式是"固-液"相变。 为了解决相变材料在"固-液"转化过程中的流动性问题，必须采取一定的封装技 术。目前，主要采取2种方法：微胶囊法和定型化相变材料法。 微胶囊法是利用一些聚合物等壳层物质，将有机脂肪烷烃、脂肪醇类、脂肪酯类、 脂肪酸类等相变材料，包覆成微胶囊。相变材料在胶囊内仍可进行"固-液"相变，但在宏 观上表现为固态。如中国专利申请CN03130587. 3、CN201410176435. 1。 定型化相变材料是指将相变材料与多孔材料、树脂等复合制成的，相变过程在树 脂内部或多孔材料的孔中进行。如中国专利CN200410052870。 然而，现有的微胶囊技术多数使用脲醛树脂，密胺树脂等为壳材，这些壳层材料不 但脆性大，易破损，而且会有甲醛等有害气体产生。同时，微胶囊技术限制了更小尺寸，如纳 米级相变材料的制备，存在操作复杂，固含量较低等问题，极大限制了其应用。而定型化相 变材料，则存在相变焓值较小，易泄漏和难以制成微米级及更小尺寸材料等等问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提出一种利用相反转法制备相变储能复合微球 的方法。利用本专利技术所制备的相变储能复合微球，从原料控制无甲醛残留，其尺寸大小和微 观结构可通过乳化剂的种类，浓度，乳化温度，剪切场强度，加水速度等进行有效调节。同 时，本专利技术使用的环氧树脂、马来酰亚胺等基体可进一步固化，得到机械强度和耐温性更好 的相变储能复合微球材料。 本方法制备的相变储能微球适用于建筑、纺织、设备温控、运输冷藏、热防护、太阳 能利用、空调蓄热蓄冷、工业余热废热利用等领域。 本专利技术所提供的一种相变储能复合微球，由三种组分组成，分别为：A组分相变材 料，占5% -85% ;B组分树脂，占质量比14. 9-94. 9% ;C组分乳化剂，占0. 1% -20%。 进一步地，所述A组分包括至少一种相变储能材料或者二种以上相变材料的任意 组合，相变温度范围0_80°C。 进一步地，所述B组分包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、丙烯酸 树脂、聚氨酯等的其中一种或其任意组合。 进一步地，所述C组分乳化剂选自以下物质中的一种或者为以下物质的任意组 合：环氧树脂与聚乙二醇的嵌段聚合物，其中聚乙二醇端羟基与环氧基团的摩尔比控制在 10 :0· 01到1 :4之间；山梨糖醇酐单硬脂酸酯聚氧乙烯醚，如Tween-20, Tween-60 ;烧基 酚聚氧乙烯醚，如OP-5, 0P-10 ;蓖麻油聚氧乙烯醚，如EL ;脂肪酸与环氧乙烷加聚物，如 SE-10 ;脂肪醇聚氧乙烯醚，如AEO ;聚合物电解质表面活性剂，如苯乙烯-马来酸酐共聚物 的钠盐水解物、乙烯-马来酸酐共聚物的钠盐水解物、异丁烯-苯乙烯-马来酸酐共聚物的 钠盐水解物；离子型表面活性剂，如烷基硫酸盐、琥珀酸基酯磺酸盐、琥珀酰胺酸烷基酯磺 酸盐、烷基磺基琥珀酰胺、十六烷基三甲基溴化铵。 进一步地，所述相变储能复合微球尺寸lOOnm-lOOOnm。 本专利技术所提供的一种相变储能复合微球的制备方法，包括以下步骤： 1)按照总质量比A :5-85% ;B :14. 9-94. 9% ;C :0. 1-20%，将这三组分进行混合， 加热升温至40-150°C，并搅拌均匀； 2)体系降温到25-80°C,开始向体系中逐滴加水,待体系中水含量达到20-70% 时，体系发生相反转，连续相由油相变为水相； 3)继续加水，使体系固含量为15-70%，得到分散于水中的相变储能复合微球。 进一步地，将相变储能复合微球的水分散体系进一步进行过滤、干燥后，得到相变 储能复合微球粉末。 本专利技术中，除特殊说明外，所述比例为质量比例，百分比为质量百分比。 本专利技术具有以下优点： 1)本专利技术的相变储能复合微球是通过相反转工艺来操作的，所得连续相为水，并 且原料中不含甲醛，完全符合无毒、无害、无有机溶剂释放、无污染等绿色环保要求； 2)本专利技术所得相变储能复合微球的尺寸和结构组成，均可通过体系的物化参量， 如黏度，乳化剂的种类及其用量，加工参数，如温度，加水速度，流变参量等进行方便有效地 控制，尺寸可在lOOnm-lOOOnm有效调节； 3)本专利技术所述的相变储能复合微球制备方法，所需设备简单，可调节参数多，可操 作性强，方便实施推广。 【专利附图】【附图说明】 图1为实施例1所得到的相变储能复合微球SEM图片。 图2为实施例1所得到的相变储能复合微球DSC表征曲线，图中实线为相变储能 复合微球，虚线为纯44#石蜡。 【具体实施方式】 实施例1 将40 %市售44#石蜡、40 %双酚A型环氧树脂E-20，以及20 %的聚乙二醇10000与 环氧树脂E-20以摩尔比1 :1制成的乳化剂加入反应釜中，于80°C下搅拌10min，降至30°C， 然后向体系中滴加去离子水。当水含量达到相反转点时，体系的连续相转变为水相，即实现 了相反转。然后继续加水稀释至固含量为30%，即可得到本专利技术所述的一种相变储能复合 微球。 附图1为扫描电子显微镜表征所得图片，从图片可以看出，环氧树脂微粒粒径在 300-400nm范围内。附图2为所得相变储能复合微球与纯44#石蜡的DSC表征曲线。 实施例2 将32%市售化学纯52#切片石蜡、58%双酚A型环氧树脂E-44和苯炔基封端的 双马来酰亚胺混合物（比例7 :3)，以及10%的Span80与TWeen20以质量比1 :4制成的乳 化剂加入反应釜中，于95°C下搅拌lOmin，降至45°C，然后向体系中滴加去离子水。当水含 量达到相反转点时，体系的连续相转变为水相，即实现了相反转。然后继续加水稀释至固含 量为27%，即可得到本专利技术所述的一种相变储能复合微球，微球粒径在870nm-2. 1 μ m范围 内。 实施例3 将62%市售35#石蜡、37. 9%丙烯酸酯共聚物（甲基丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变储能复合微球，其特征在于，由三种组分组成，分别为：A组分相变材料，占5％‑85％；B组分树脂，占14.9‑94.9％；C组分乳化剂，占0.1％‑20％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜兔平，尹春雷，
申请(专利权)人：北京宇田相变储能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11