一种通过悬浮聚合制备相变微胶囊的方法技术

本发明专利技术提供了一种相变微胶囊的制备方法，该方法包括如下步骤：1)制备含有相变芯材和烯属不饱和单体组分的油相，所述烯属不饱和单体组分用于聚合形成热固性树脂的壳；2)制备含有水性分散介质的水相；3)将水相和油相乳化成悬浮液后，进行悬浮聚合反应得到相变微胶囊。本发明专利技术方法比乳液聚合、原位聚合操作起来简单方便，且减少了分散剂、表面活性剂及其他助剂的引入，微胶囊含有的杂质更少；制备过程中没有引入醛类单体，对环境无污染；引入丙烯腈类单体，不仅提高了微胶囊的耐溶剂性，还提高了微胶囊的密封性；悬浮聚合法对于微胶囊粒径的控制更加简便，可以方便的通过调节均化转速来控制微胶囊的粒径大小。

【技术实现步骤摘要】
一种通过悬淳聚合制备相变微胶囊的方法
本专利技术涉及通过悬浮聚合法制备相变微胶囊的
。
技术介绍
相变材料近年来收到广泛关注，尤其是在建筑领域，纺织、太阳能利用、循环流体 等等已经产生了一定的效用。相变微胶囊较传统的的相变材料多了一层保护外壳，一般 都是指聚合物外壳，正因为有了聚合物外壳的保护，使相变微胶囊可以更好的发挥自身储 热-放热的功效。同时也防止泄露，从而减少了对环境的污染。 传统的聚合物相变微胶囊因为外壳是高分子材料，不利于热的吸收和传递，从而 影响了其传热效率，导致相变微胶囊的利用率很低。 中国专利CN103285793 A中报道了一种新颖的制备聚合物微胶囊的方法，通过在 聚合物外层再包裹一层无机纳米二氧化硅颗粒来提高微胶囊的传热效率，其中需要对纳米 二氧化硅进行改性处理，并且还要加入离子型表面活性剂。 中国专利CN102504765 A中报道了利用三聚氰胺-脲醛树脂预聚体与十二醇乳化 液进行原位聚合的方法制备相变微胶囊，其中制备预聚体的过程中要引入三聚氰胺、尿素、 甲醛。其中十二醇中加入了硬脂酸丁酯，拓宽了相变温度，也增加了相变潜热。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术的上述不足，提供一种新的悬浮聚合法制备相变 微胶囊。该方法制备工艺简单，微胶囊耐溶剂性能优良，该方法制备的微胶囊可以用于涂 层、纺织、建筑领域。 为达上述目的，本专利技术采取的技术方案如下： -种相变微胶囊的制备方法，包括如下步骤： 1)制备含有相变芯材和烯属不饱和单体组分的油相，所述烯属不饱和单体组分用 于聚合形成热固性树脂的壳； 2)制备含有水性分散介质的水相； 3)将水相和油相乳化成悬浮液后，进行悬浮聚合反应，得到相变微胶囊。 对所用的相变芯材物质及悬浮聚合中所用的引发剂及交联剂并无特别要求，本领 域技术人员根据反应的进行和预期结果选择适合的材料和助剂即可。对于相变芯材的选 择，基于十二醇优良的性能，本专利中优先选择十二醇。另外，以所提供的相变微胶囊的总 重量100wt%为计算基准，相变材料占20wt% -80wt%，优选的含量为40wt% -80wt%，进 一步优选的含量为50wt% -80wt%。 本专利技术方法制备得到的相变微胶囊的平均粒径为lum-lOOum，优选的平均粒径为 3um-100um,进一步优选的平均粒径为5um_50um。 进一步，步骤1)所述烯属不饱和单体组分为： 腈类单体 10-90wt% (甲基）丙烯酸酯类 l〇-9〇wt%，优选l5-40wt% 含羧基类单体 0· l-40wt %，优选5-35 %。 所述腈类选自丙烯腈、2-甲基-2-丙烯腈、2-氯丙烯腈、2-乙氧基丙烯腈、反 式-1，2-二氰基乙烯、富马腈和2- 丁烯腈中的至少一种，最优选丙烯腈。 所述（甲基）丙烯酸酯类单体选自（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲 基）丙烯酸丙酯，（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸环己酯、 (甲基）丙烯酸正辛酯、（甲基）丙烯酸十二烷酯、（甲基）丙烯酸2-乙基乙酯、（甲基）丙 烯酸十八烷酯、（甲基）丙烯酸2-氯乙酯、（甲基）丙烯酸苯酯、（甲基）丙烯酸2-羟基丙 酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯和（甲基）丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。优选甲基丙烯酸 甲酯。 所述含羧基类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸和柠康酸中 的至少一种。优选甲基丙烯酸。 进一步，步骤3)将水相和油相分散成悬浮液后，悬浮聚合优先采用油溶性引发剂 引发聚合，聚合反应4-24小时制得相变微胶囊。悬浮聚合温度可以根据所用引发剂的种类 而定，本专利技术所推荐的悬浮聚合温度为40°C-100°C，优选的悬浮聚合温度为45°C_90°C，更 优选的悬浮聚合温度为50°C-85°C。步骤（3)油相和水相分散成悬浮液的过程，可以通过 均质混合器、电动搅拌器等搅拌法、超声波分散法、使用静力混合器等静止分散法或微通道 法等分散方法进行；高速机械剪切的转速800-10000rpm，时间为20-60min。 步骤3)的悬浮液中各组分重量配比如下： 烯属不?包和￥-体 100份 相变芯材 10-300份，优选100-250份 引发剂 0.01-15份 交联剂 0.05-15汾 分敗稳定剂 （)，1 -20份，优选卜20份 分散稳定助剂 0.00〗-2份 分敗介质 IOOH000份》 对于交联剂的选择，适合本专利技术的交联剂是含有一种或两种以上（含两种）交 联性官能团的化合物，具体的交联剂选自下列化合物中的一种或两种以上（含两种）混 合物：二乙烯基苯，乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲 基丙烯酸酯、1，3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1，6-己二醇二甲 基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸甘油酯、1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸 酯、1，10-葵二醇二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、 双季戊四醇六甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、聚乙二醇 (200)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇（400)二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇（600)二甲基丙烯酸酯、 三烯丙基异氰酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯、二乙烯基醚、乙二醇二乙烯基醚、二乙二醇二乙 烯基醚、三乙二醇二乙烯基醚和四乙二醇二乙烯基醚中的至少一种。优选三甲基丙烯酸季 戊四醇酯、双季戊四醇六甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸丙酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、 三烯丙基异氰尿酸酯中的至少一种。当所述交联剂为三官能团化合物，交联剂用量为烯属 不饱和单体的0. 05-lOwt % ;当所述交联剂为二官能团化合物，交联剂用量为烯属不饱和单 体的 0· l-15wt%。 对于引发剂的选择，现有用于自由基聚合引发剂（如有机过氧化物或偶氮类化合 物等）均适合本专利技术，具体的引发剂选自下列化合物中一种或两种以上（含两种）混合 物：过氧化二碳酸双十六烷基酯、双（4-叔丁基环己基）过氧化二碳酸酯、过氧化二辛酸、 过氧化二苯甲酸、过氧化二月桂酰、过氧化二癸酸、叔丁基过乙酸酯、叔丁基过月桂酸酯、叔 丁基过氧化苯甲酸酯、氢过氧化叔丁基、氢过氧化枯烯、乙基过氧化枯烯、二异丙级羟基二 羧酸酯、2, 2'-偶氮双（2, 4-二甲基戊腈）、2, 2'-偶氮双（异丁腈偶氮双（环己 烧_1_臆）、二甲基2, 2-偶氮双（2-甲基丙烯酸酯）或2, 2' -偶氮双[2-甲基-N- (2-轻乙 基）丙酰胺]中的至少一种。 此外，本专利技术优选是在含有分散稳定剂和/或分稳定助剂的水性分散介质中进行 悬浮聚合。对于所述的水性分散介质的使用量没有特别的限定，相对于100重量份的可聚 合组分（可聚合单体总量），优选使用100重量份至1000重量份的水性分散介质。 所述的分散稳定剂，可以使用胶体二氧化硅、磷酸钙、硫酸钙、草酸钙等。分散稳定 剂的用量优选为可聚合组分（可聚合单体总量）总重量的0. Iwt% -40wt%。 更进一步，上述分散稳定助剂可选自：二乙醇胺与脂肪族二羧酸的缩合生成物、明 胶、聚乙烯吡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变微胶囊的制备方法，包括如下步骤：1)制备含有相变芯材和烯属不饱和单体组分的油相，所述烯属不饱和单体组分用于聚合形成热固性树脂的壳；2)制备含有水性分散介质的水相；3)将水相和油相乳化成悬浮液后，进行悬浮聚合反应，得到相变微胶囊。

【技术特征摘要】
1. 一种相变微胶囊的制备方法，包括如下步骤： 1) 制备含有相变芯材和烯属不饱和单体组分的油相，所述烯属不饱和单体组分用于聚 合形成热固性树脂的壳； 2) 制备含有水性分散介质的水相； 3) 将水相和油相乳化成悬浮液后，进行悬浮聚合反应，得到相变微胶囊。2. 如权利要求1所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：以所提供的相变微胶囊 的总重量lOOwt%为计算基准，相变芯材占20wt% -80wt%。3. 如权利要求2所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：相变芯材占 50wt% _80wt%。4. 如权利要求2或3所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：相变芯材为十二醇。5. 如权利要求1所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：所述烯属不饱和单体组 分为： 腈类单体 10_90wt% (甲基）丙烯酸酯类 10-90wt%，优选15-40wt% 含羧基类单体 0?l-40wt%，优选5-35 %。6. 如权利要求5所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：所述腈类单体选自丙烯 臆、2-甲基-2-丙烯臆、2-氯丙烯臆、2-乙氧基丙烯臆、反式-1，2-二氰基乙烯、富马臆和 2_ 丁烯腈中的至少一种，优选丙烯腈。7. 如权利要求5所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：所述（甲基）丙烯酸酯 类单体选自（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丙酯，（甲基）丙 烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸异冰片酯、（甲基）丙烯酸环己酯、（甲基）丙烯酸正辛酯、（甲 基）丙烯酸十二烷酯、（甲基）丙烯酸2-乙基乙酯、（甲基）丙烯酸十八烷酯、（甲基）丙 烯酸2-氯乙酯、（甲基）丙烯酸苯酯、（甲基）丙烯酸2-羟基丙酯、（甲基）丙烯酸羟乙酯 和（甲基）丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。优选甲基丙烯酸甲酯。8. 如权利要求5所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：所述含羧基类单体选自 丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸和柠康酸中的至少一种。优选甲基丙烯酸。9. 如权利要求1所述的相变微胶囊的制备方法，其特征在于：步骤3)将水相和油相 分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟贤，刘峰，刘兆吉，陈宝生，杨洪梅，高英，罗颖，张玉军，喻国聪，
申请(专利权)人：华东理工大学，西能化工科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31