一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法，该复合微胶囊以石蜡为芯材，石蜡微胶囊的包裹壁层具有两层不同硬度的壳体结构，包含以下制备方法：首先通过复配乳化剂获得高稳定性石蜡乳液；然后通过多次核壳乳液聚合的方法，在石蜡乳液表面包裹两层柔性/硬质丙烯酸酯层（两层包裹层硬度可根据实际需要来调节），然后通过破乳、抽滤、微波干燥，即获得双重包裹石蜡微胶囊相变材料。本发明专利技术所公开的双重包裹石蜡微胶囊包裹壁层具有优异的耐候、耐热、抗粘连性，解决了微胶囊伸缩性差，耐热性、抗冻融性不良的问题，提高了产品的强度、韧性及稳定性，延长了使用寿命，且生产工艺简易，具有良好的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于相变储能材料领域，特别涉及一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，相态变化的储能-放能材料（PCMs）正逐渐在建筑节能领域、保温材料等诸多领域取得广泛的应用。微胶囊相变材料（MicroPCMs）就是利用微胶囊技术将相变材料包覆而形成尺寸在1μm-1000μm的微粒复合相变材料。微胶囊相变材料能有效的解决储能-放能材料的泄露问题，防止了相变物质与周围环境的反应，提高了相变材料的使用效率，同时增大了传热表面积，近年来得到了国内外专家们的广泛关注。但目前的微胶囊相变材料，如三聚氰胺微胶囊、聚脲醛微胶囊、丙烯酸酯微胶囊等多采用单一的包裹材料进行包裹，这种结构的缺陷在于包裹壁材单一，存在壁材过硬或过软的问题。壁材过硬存在伸缩性差，石蜡相态变化时产生的体积变化导致非弹性形变，从而容易导致壁材破裂；而壁材过软，微胶囊之间容易产生粘连，同时壁材的耐热性、强度及耐磨损性都难以满足要求。
技术实现思路
针对目前石蜡微胶囊相变材料壁材单一的问题，本专利技术公开了一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法，该复合微胶囊以石蜡为芯材，石蜡微胶囊的包裹壁层具有两层不同硬度的壳体结构，包含以下制备方法。步骤1：在搅拌釜中加入石蜡8-20份，升高温度至65-75℃，加入阳离子和非离子复配乳化剂（阳离子乳化剂0.2-1份，非离子乳化剂0.5-2份）并混合均匀，再缓慢加入去离子水80-160份，在1500-3000r/min搅拌速度下搅拌0.5-1h，得到O/W型石蜡乳液。步骤2：取步骤1中制得的石蜡乳液20-45份，然后加入水溶性引发剂0.01-0.05份、助乳化剂0.1-0.5份，升高温度至70-75℃，搅拌至二者溶解后开始缓慢滴加柔性/硬质共聚单体混合物A5-15份（柔性/硬质共聚单体混合物A：柔性共聚单体与硬质共聚单体的重量比为1:5-5:1），保持在1-2h内滴完，然后保温反应1h。步骤3：在步骤2基础上加入引发剂0.01-0.05份，然后缓慢滴加柔性/硬质共聚单体混合物B5-15份（柔性/硬质共聚单体混合物B：柔性共聚单体与硬质共聚单体的重量比为1:5-5:1）和自交联单体1-3份，保持在1-2h内滴完，然后升高温度至85℃，保温反应2h，得到石蜡微胶囊乳液。步骤4：将步骤3中制备的石蜡微胶囊乳液加入破乳剂破乳，将固体份抽滤、石油醚清洗、水洗后，在循环风微波炉中烘干，过筛后得到双重包裹石蜡微胶囊相变材料。所述的石蜡为58号全精炼石蜡、德国RUBITHERM产相变石蜡（相变点34℃与44℃）中的一种或多种。所述的非离子乳化剂包括吐温-80、吐温-60、司盘-80、司盘-60、OP-10中的一种或多种；阳离子型乳化剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基氯化铵、溴化十六烷基吡啶中的一种或几种；所述助乳化剂为0.1-0.5%硅酸镁锂溶液、乙二醇、丙二醇中的一种或多种。所述水溶性引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、水溶性偶氮类引发剂中的一种或多种。所述的柔性单体为甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯中的一种或多种。所述的硬质单体为丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、环氧丙烯酸酯中的一种或多种。所述的交联单体为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或多种。所述的阳离子和非离子复配乳化剂的HLB在10-11.5之间。所述的破乳剂为氯化钠、乙醇、氯化钾中的一种或多种。本专利技术所公开的双重包裹石蜡微胶囊包裹壁层具有优异的耐候、耐热、抗粘连性，解决了微胶囊伸缩性差，耐热性、抗冻融性不良的问题，提高了产品的强度、韧性及稳定性，延长了使用寿命，且生产工艺简易，具有良好的市场前景。附图说明图1为双重包裹石蜡微胶囊相变材料结构图示。附图标记：1-外层壳体；2-内层壳体；3-石蜡芯材。具体实施例为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对专利技术进行进一步详细说明。实施例1。步骤1：在搅拌釜中加入58号全精炼石蜡10份，升高温度至65℃；加入十六烷基三甲基溴化铵0.2份、司盘-600.5份和吐温-600.5份，混合均匀，再缓慢加入去离子水80份；在1500r/min搅拌速度下搅拌0.5h，得到O/W型石蜡乳液。步骤2：取步骤1中制得的石蜡乳液20份，加入过硫酸铵0.02份和0.5%硅酸镁锂溶液0.2份，升高温度至70℃，搅拌至二者溶解后开始缓慢滴加丙烯酸丁酯5份和甲基丙烯酸甲酯2份，1h内滴完，然后保温反应1h。步骤3：在步骤2完成后加入过硫酸铵0.02份，然后缓慢滴加甲基丙烯酸甲酯5份、丙烯酸丁酯2份和丙烯酸1份，1h内滴完，然后升高温度至85℃，保温反应2h，得到石蜡微胶囊乳液。步骤4：将步骤3中制备的石蜡微胶囊乳液加入乙醇破乳，将固体份抽滤、用石油醚清洗、水洗后，在循环风微波炉中烘干，过筛后得到石蜡微胶囊。实施例2。步骤1：在搅拌釜中加入RUBITHERM（34℃）15份，升高温度至70℃；加入十二烷基氯化铵0.5份，司盘-600.5份和OP-100.5份，混合均匀，再缓慢加入去离子水120份；在1500r/min搅拌速度下搅拌0.5h，得到O/W型石蜡乳液。步骤2：取步骤1中制得的石蜡乳液30份，加入硫酸铵0.04份和0.5%硅酸镁锂溶液0.4份，升高温度至70℃，搅拌至二者溶解后开始缓慢滴加丙烯酸异辛酯8份和甲基丙烯酸甲酯3份，1h内滴完，然后保温反应1h。步骤3：在步骤2完成后加入过硫酸铵0.04份，然后缓慢滴加环氧丙烯酸酯6份、丙烯酸异辛酯2份和丙烯酸2份，1h内滴完，然后升高温度至85℃，保温反应2h，得到石蜡微胶囊乳液。步骤4：将步骤3中制备的石蜡微胶囊乳液加入氯化钠破乳，将固体份抽滤、用石油醚清洗、水洗后，在循环风微波炉中烘干，过筛后得到石蜡微胶囊。实施例3。步骤1：在搅拌釜中加入RUBITHERM（44℃）20份，升高温度至70℃；加入溴化十六烷基吡啶1份、司盘-801份和OP-101份，混合均匀，再缓慢加入去离子水160份；在3000r/min搅拌速度下搅拌0.5h，得到O/W型石蜡乳液。步骤2：取步骤1中制得的石蜡乳液45份，加入过硫酸钾0.05份和乙二醇0.3份、丙二醇0.2份，升高温度至70℃，搅拌至二者溶解后开始缓慢滴加丙烯酸异辛酯10份和甲基丙烯酸甲酯3份，1h内滴完，然后保温反应1h。步骤3：在步骤2完成后加入过硫酸钾0.05份，然后缓慢滴加环氧丙烯酸酯10份、丙烯酸异辛酯3份、丙烯酸2份和丙烯酸羟乙酯1份，1h内滴完，然后升高温度至85℃，保温反应2h，得到石蜡微胶囊乳液。步骤4：将步骤3中制备的石蜡微胶囊乳液加入氯化钾破乳，将固体份抽滤、用石油醚清洗、水洗后，在循环风微波炉中烘干，过筛后得到石蜡微胶囊。以上实施例仅为本专利技术的较好的实施例，但并非用以约束本专利技术，而是为了容易理解本专利技术所采用的实施方式。任何相变储能材料领域的技术人员，在不脱离本专利技术所揭示的精神前提下，对部分细节所做出的等同变形、替换，均在本专利技术保护的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法，其特征在于：所述石蜡微胶囊的包裹壁层具有两层不同硬度的壳体结构，制备步骤及各原料组分数比例如下：步骤1：在搅拌釜中加入石蜡8‑20份，升高温度至65‑75℃，加入阳离子和非离子复配乳化剂（阳离子乳化剂0.2‑1份，非离子乳化剂0.5‑2份）并混合均匀，再缓慢加入去离子水80‑160份，在1500‑3000r/min搅拌速度下搅拌0.5‑1h，得到O/W型石蜡乳液；步骤2：取步骤1中制得的石蜡乳液20‑45份，然后加入水溶性引发剂0.01‑0.05份、助乳化剂0.1‑0.5份，升高温度至70‑75℃，搅拌至二者溶解后开始缓慢滴加柔性/硬质共聚单体混合物A 5‑15份（柔性/硬质共聚单体混合物A：柔性共聚单体与硬质共聚单体的重量比为1:5‑5:1），保持在1‑2h内滴完，然后保温反应1h；步骤3：在步骤2基础上加入引发剂0.01‑0.05份，然后缓慢滴加柔性/硬质共聚单体混合物B 5‑15份（柔性/硬质共聚单体混合物B：柔性共聚单体与硬质共聚单体的重量比为1:5‑5:1）和自交联单体1‑3份，保持在1‑2h内滴完，然后升高温度至85℃，保温反应2h，得到石蜡微胶囊乳液；步骤4：将步骤3中制备的石蜡微胶囊乳液加入破乳剂破乳，将固体份抽滤、石油醚清洗、水洗后，在循环风微波炉中烘干，过筛后得到双重包裹石蜡微胶囊相变材料。...

【技术特征摘要】
1.一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法，其特征在于：所述石蜡微胶囊的包裹壁层具有两层不同硬度的壳体结构，制备步骤及各原料组分数比例如下：步骤1：在搅拌釜中加入石蜡8-20份，升高温度至65-75℃，加入阳离子和非离子复配乳化剂（阳离子乳化剂0.2-1份，非离子乳化剂0.5-2份）并混合均匀，再缓慢加入去离子水80-160份，在1500-3000r/min搅拌速度下搅拌0.5-1h，得到O/W型石蜡乳液；步骤2：取步骤1中制得的石蜡乳液20-45份，然后加入水溶性引发剂0.01-0.05份、助乳化剂0.1-0.5份，升高温度至70-75℃，搅拌至二者溶解后开始缓慢滴加柔性/硬质共聚单体混合物A5-15份（柔性/硬质共聚单体混合物A：柔性共聚单体与硬质共聚单体的重量比为1:5-5:1），保持在1-2h内滴完，然后保温反应1h；步骤3：在步骤2基础上加入引发剂0.01-0.05份，然后缓慢滴加柔性/硬质共聚单体混合物B5-15份（柔性/硬质共聚单体混合物B：柔性共聚单体与硬质共聚单体的重量比为1:5-5:1）和自交联单体1-3份，保持在1-2h内滴完，然后升高温度至85℃，保温反应2h，得到石蜡微胶囊乳液；步骤4：将步骤3中制备的石蜡微胶囊乳液加入破乳剂破乳，将固体份抽滤、石油醚清洗、水洗后，在循环风微波炉中烘干，过筛后得到双重包裹石蜡微胶囊相变材料。2.根据权利要求1所述的一种双重包裹石蜡微胶囊相变材料及其制备方法，其特征在于：所述的石蜡为58号全精炼石蜡、德国RUBITHE...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆洪彬，
申请(专利权)人：南通聚仁新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32