一种空调蓄冷用微胶囊型相变蓄冷剂及其制备方法技术

一种空调蓄冷用微胶囊型相变蓄冷剂及其制备方法，属于空调蓄冷领域内功能性材料及其制备方法。本发明专利技术所提供的蓄冷剂是以相变材料为芯材、聚合物为壁材的微胶囊型相变蓄冷剂；该材料相变温度合适，熔点范围宽，结构致密，不堵塞冷机管道，作为蓄冷剂应用在封闭型容器式蓄冷装置内，可提高空调的制冷效率以及蓄冷装置的经济性，并具有较长的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种空调蓄冷领域内功能性材料及其制备方法，特别涉及一种微胶囊型相变蓄冷剂及其制备。
技术介绍
空调系统耗电量大，且多集中于白天用电高峰期，给电网高峰用电造成巨大压力。使用相变温度合适的相变材料作为空调的蓄冷剂，用电低峰期间，利用电力，制冷机工作，使蓄冷器中的相变蓄冷剂发生相变；用电高峰期，将冷却介质通入蓄冷器中，相变蓄冷剂中相变材料吸收其热量而融化，使冷却介质温度降低，昼放夜蓄，“削峰填谷”，可减小制冷设备的容量，并提高空调机组的效率。目前，最原始方便易得的相变蓄冷剂主要为冰蓄冷剂。但冰的相变温度远低于目前空调系统制冷机组要求的蒸发温度。使用冰蓄冷必须更换空调系统的制冷机组，这样反而加大投资，降低效率，达不到节能的目的。现有技术中也有采用低温共熔盐类(如硫酸钠及添加物)、乙醇胺与水混合物等作为相变蓄冷剂，但这些类型的相变蓄冷剂均未对相变材料进行保护处理，相变材料与冷机中制冷剂换热过程中，蓄冷剂发生相变凝固为固态，极有可能碰撞并团聚起来形成大块固体，从而堵塞制冷机管道，造成相变蓄冷剂寿命缩短，冷机管道受损。
技术实现思路
针对现有技术的不足和缺陷，本专利技术的目的和任务是为空调制冷系统提供一种新型的相变蓄冷剂，该蓄冷剂是以相变材料为芯材、聚合物为壁材的微胶囊型相变蓄冷剂，使其在相变前后不易发生渗漏，从而保护冷机不被堵塞以及延长相变蓄冷剂的寿命。本专利技术的另一目的是提供一种微胶囊型相变蓄冷剂的制备方法。本专利技术技术解决方案如下一种空调蓄冷用微胶囊型相变蓄冷剂，其特征在于所述微胶囊型相变蓄冷剂呈核壳结构，其重量百分比含量为芯材1％～20％壁材1％～8％甲醛1％～2％去离子水70％～97％所说的芯材为相变材料十四烷、十五烷、十六烷或其中的两种或三种的混合物，所说的壁材为明胶，所述的相变温度为4～12℃。本专利技术还提供了一种制备如权利要求1所述微胶囊型相变蓄冷剂的方法，其特征在于该方法采用单凝聚法，其工艺按如下步骤进行1)将70％～97％去离子水加热到40～60℃，恒温后加入1％～8％明胶，搅拌使其全部溶解制成明胶溶液，然后滴加1％～20％相变材料，搅拌至少15分钟，使相变材料均匀分散于明胶溶液中；所说的芯材为相变材料十四烷、十五烷、十六烷或其中的两种或三种的混合物；2)滴加乙酸于步骤1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌0.5～3小时；3)冰水浴冷却步骤2)的产物至3～10℃，然后向溶液中滴加1％～2％甲醛，搅拌至少5分钟，再滴加NaOH溶液，调节pH值至8～9，在3～10℃搅拌下固化至少6小时，即制得微胶囊型蓄冷剂溶液。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果该蓄冷剂相变温度适合目前空调内冷机的要求，熔点范围宽，具有大的灵活性和适应性，相变材料粒子无法团聚，相变过程胶囊不破损，相变材料不堵塞冷机管道，相变蓄冷剂寿命长，可提高空调系统的制冷效率以及蓄冷装置的经济性，适用于封闭型容器式蓄冷装置。蓄冷剂相变温度在4℃～12℃之间，非常适用于空调蓄冷，在其它方面也具有很广阔的应用前景。附图说明图1是微胶囊型蓄冷剂的结构示意图，A为芯材的相变材料，B为壁材的聚合物。图2是微胶囊的显微镜照片。图3是微胶囊型相变蓄冷剂相变过程的DSC图。具体实施例方式实施例11)将70g去离子水加入到三口瓶，40℃水浴，恒温后加入8g明胶，搅拌使明胶全部溶解后滴加20g十四烷，搅拌15分钟，使十四烷均匀分散于明胶溶液；2)滴加浓度为10％的乙酸溶液于步骤(1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌30分钟；3)冰水浴冷却步骤(2)中微胶囊溶液至3℃，向溶液中滴加6ml浓度为37％的甲醛溶液，搅拌5分钟，再滴加浓度为10％的NaOH溶液将微胶囊溶液调至pH值8～9，在3℃时搅拌固化6小时，便制得微胶囊型蓄冷剂溶液。实施例21)将85g去离子水加入到三口瓶，45℃水浴，恒温后加入4g明胶，搅拌使明胶全部溶解后滴加10g十四烷，搅拌15分钟，使十四烷均匀分散于明胶溶液；2)滴加浓度为10％的乙酸溶液于步骤(1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌60分钟； 3)冰水浴冷却步骤(2)中微胶囊溶液至5℃，向溶液中滴加3ml浓度为37％的甲醛溶液，搅拌5分钟，再滴加浓度为10％的NaOH溶液将微胶囊溶液调至pH值8～9，在5℃时搅拌固化8小时，便制得微胶囊型蓄冷剂溶液。所得微胶囊型相变蓄冷剂的显微镜照片如图2所示。所得微胶囊型相变蓄冷剂的相变温度与相变热如图3所示，相变峰顶温度为6.38℃，潜热为135.0J/g。实施例31)将97g去离子水加入到三口瓶，50℃水浴，恒温后加入1g明胶，搅拌使明胶全部溶解后滴加1g十五烷，搅拌20分钟，使十五烷均匀分散于明胶溶液；2)滴加浓度为10％的乙酸溶液于步骤(1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌90分钟；3)冰水浴冷却步骤(2)中微胶囊溶液至5℃，向溶液中滴加1ml浓度为37％的甲醛溶液，搅拌10分钟，再滴加浓度为10％的NaOH溶液将微胶囊溶液调至pH值8～9，在6℃时搅拌固化9小时，便制得微胶囊型蓄冷剂溶液。实施例41)将77g去离子水加入到三口瓶，55℃水浴，恒温后加入6g明胶，搅拌使明胶全部溶解后滴加15g十六烷，搅拌20分钟，使十六烷均匀分散于明胶溶液；2)滴加浓度为10％的乙酸溶液于步骤(1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌120分钟；3)冰水浴冷却步骤(2)中微胶囊溶液至7℃，向溶液中滴加5ml浓度为37％的甲醛溶液，搅拌10分钟，再滴加浓度为10％的NaOH溶液将微胶囊溶液调至pH值8～9，在7℃时搅拌固化10小时，便制得微胶囊型蓄冷剂溶液。实施例51)将92g去离子水加入到三口瓶，60℃水浴，恒温后加入2g明胶，搅拌使明胶全部溶解后滴加2.5g十四烷与2.5g十六烷，并搅拌25分钟，使混合相变材料均匀分散于明胶溶液；2)滴加浓度为10％的乙酸溶液于步骤(1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌150分钟；3)冰水浴冷却步骤(2)中微胶囊溶液至8℃，向溶液中滴加2ml浓度为37％的甲醛溶液，搅拌15分钟，再滴加浓度为10％的NaOH溶液将微胶囊溶液调至pH值8～9，在8℃时搅拌固化12小时，便制得微胶囊型蓄冷剂溶液。实施例61)将80g去离子水加入到三口瓶，60℃水浴，恒温后加入6g明胶，搅拌使明胶全部溶解后滴加4g十四烷、4g十五烷与4g十六烷，并搅拌25分钟，使混合相变材料均匀分散于明胶溶液； 2)滴加浓度为10％的乙酸溶液于步骤(1)的混合溶液中，调节PH值至3.5～3.8，持续搅拌180分钟；3)冰水浴冷却步骤(2)中微胶囊溶液至10℃，向溶液中滴加5ml浓度为37％的甲醛溶液，搅拌15分钟，再滴加浓度为10％的NaOH溶液将微胶囊溶液调至pH值8～9，在10℃时搅拌固化12小时，便制得微胶囊型蓄冷剂溶液。权利要求1.一种空调蓄冷用微胶囊型相变蓄冷剂，其特征在于所述微胶囊型相变蓄冷剂呈核壳结构，其组成如下芯材1％～20％壁材1％～8％甲醛1％～2％去离子水70％～97％所说的芯材为相变材料十四烷、十五烷、十六烷或其中的两种或三种的混合物，所说的壁材为明胶，所述的相变温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空调蓄冷用微胶囊型相变蓄冷剂，其特征在于：所述微胶囊型相变蓄冷剂呈核壳结构，其组成如下：芯材１％～２０％壁材１％～８％甲醛１％～２％去离子水７０％～９７％所说的芯材为相变材料十四烷 、十五烷、十六烷或其中的两种或三种的混合物，所说的壁材为明胶，所述的相变温度为４～１２℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐慧，杨睿，张寅平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]