对定形相变材料表面进行防渗和阻燃处理的方法技术

对定形相变材料表面进行防渗和阻燃处理的方法，其特征在于，它含有以下步骤：　　　　１）配制反应液：　　　　将极性单体和溶剂混合配成反应液，其中极性单体含量为１０－９０％，溶剂含量１０～９０％；　　　　２）进行表面接枝：　　　　将定形相变材料浸没在上述反应液中，经紫外线照射３～３０分钟后，将定形相变材料的另一面用紫外线也照射３～３０分钟，极性单体即可接枝到定形相变材料的表面；　　　　３）将定形相变材料取出，用水洗去残余反应液，干燥，则得到表面接枝极性单体的定形相变材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

属于定形相变材料表面处理

技术介绍
定形相变材料是一种新型蓄热材料，由相变材料和支撑材料组成。相变材料通过在相变过程中大量的吸热和放热实现热量的储存和释放，同时支撑材料起到了支撑结构，不发生变形的作用。定形相变材料中的相变材料一般采用的是不同熔点的石蜡，支撑材料主要有高密度聚乙烯、膨胀石墨和SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。如日本岗山大学的Inaba教授等(传热和传质，32(1997)，p307)和中国科技大学的叶宏和葛新石(太阳能材料和太阳能电池，64(2000)，p37)采用的都是石蜡和高密度聚乙烯。法国的Xavier Py等人(国际传热传质杂志，44(2001)，p2727)以膨胀石墨作为支撑材料，采用的石蜡熔点分别为70-80℃，18.1℃和-9℃。华南理工大学的肖敏和龚克成(太阳能学报，22(2001)，p247)则制备了石蜡-SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)定形相变材料。将定形相变材料用于建筑采暖可望部分或全部取代暖气和空调，实现对室内温度的控制，减小室内温度的波动，满足人体舒适性要求。定形相变材料具有高效率、无污染、低成本等突出的优点，应用前景十分广阔。但在实际应用中还存在着几个问题。首先是定形相变材料在环境温度发生较大变化时，会产生相变。相变前后因相变材料与支撑材料的相容性发生变化，导致材料表面的相变材料有较严重的渗出，妨碍材料长期稳定的使用。另外对用于建筑的材料，出于安全性的考虑，需要对进行阻燃处理。目前在这两方面的研究还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过对定形相变材料进行表面接枝的方法，解决目前存在的相变材料石蜡的表面渗出问题和阻燃问题。本方法使用表面接枝的方法，将极性单体接到定形相变材料的表面，形成一层极性层。利用极性单元的憎油特性，对定形相变材料内的石蜡(非极性)起到排斥作用，阻挡石蜡的渗出。此外，接枝后的材料在燃烧时成碳量较接枝处理前有不同程度的提高，阻挡了氧气的进入。而且，极性单体具有吸湿作用。接枝层在受热过程中优先失水，带走了一部分热量，这也是接枝材料能够阻燃的重要因素。本专利技术的特征在于它含有以下步骤1)配制反应液将极性单体和溶剂混合配成反应液，其中极性单体含量为10-90％，溶剂含量10～90％； 2)进行表面接枝将定形相变材料浸没在上述反应液中，经紫外线照射3～30分钟后，将定形相变材料的另一面用紫外线也照射3～30分钟，极性单体即可接枝到定形相变材料的表面；3)将定形相变材料取出，用水洗去残余反应液，干燥，则得到表面接枝极性单体的定形相变材料。在将定形相变材料浸泡在反应液之前，还含有将定形相变材料进行预处理的步骤将定形相变材料浸泡在引发剂溶液中，引发剂的浓度为5-30％，使引发剂扩散到定形相变材料表面，然后取出干燥。预处理步骤还可以是将定形相变材料表面用浓硫酸或洗液处理，使其表面产生较多的活性官能团，然后洗涤、干燥。上述第1)步配制反应液还可以采用下述步骤将极性单体和引发剂混合配成反应液，其中极性单体含量为70-95％，引发剂含量为5-30％。或采用下述步骤将极性单体、引发剂和溶剂混合配成反应液，其中极性单体含量为10-80％，引发剂含量为5-30％，溶剂含量为10-80％。在上述第2)步中，还可以用γ射线作为照射源对浸没在反应液中的定形相面材料进行照射。所述引发剂为二苯甲酮、氧杂蒽醌、H2O2之一种。所述极性单体为丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸缩水甘油酯、醋酸乙烯酯之一种。所述溶剂为丙酮、水、乙醇之一种。实验证明，本专利技术能够将极性单体接到定形相变材料的表面，使石蜡的表面渗出现象得到明显改善，同时材料也具备了一定的阻燃性能，达到了预期的目的。附图说明图1是接枝前后材料表面的红外光谱分析图。具体实施例方式结合附图说明本专利技术的具体实施方式。实施例11.将丙烯酸和二苯甲酮混合配成反应液，其中丙烯酸95％，二苯甲酮5％。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射7分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.将定形相变材料取出后洗涤，干燥。如此，则得到了表面接枝丙烯酸的定形相变材料。实施例21.将丙烯酸甲酯和氧杂蒽醌混合配成反应液，其中丙烯酸甲酯70％，氧杂蒽醌30％。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射3分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.将定形相变材料取出后洗涤，干燥。实施例31.将甲基丙烯酸和二苯甲酮混合配成反应液，其中甲基丙烯酸80％，二苯甲酮20％。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射5分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.将定形相变材料取出后洗涤，干燥。实施例41.将定形相变材料片材浸泡在30％二苯甲酮溶液中30分钟，然后取出洗涤、干燥。2.将丙烯酸甲酯和丙酮混合配成反应液，其中丙烯酸甲酯50％，丙酮50％。3.将定形相变材料片材浸没在2的反应液中，用γ射线照射5分钟。4.对材料另一表面重复步骤3。5.取出后洗涤，干燥。实施例51.将定形相变材料片材浸泡在5％H2O2溶液中60分钟，然后取出洗涤、干燥。2.将丙烯酸和水混合配成反应液，其中丙烯酸90％，水10％。3.将定形相变材料片材浸没在2的反应液中，用γ射线照射3分钟。4.对材料另一表面重复步骤3。5.取出后洗涤，干燥。实施例61.将定形相变材料片材浸泡在20％二苯甲酮溶液中30分钟，然后取出洗涤、干燥。2.将丙烯酸和丙酮混合配成反应液，其中丙烯酸10％，丙酮90％。3.将定形相变材料片材浸没在2的反应液中，在紫外灯下照射30分钟。4.对材料另一表面重复步骤3。5.取出后洗涤，干燥。实施例71.将定形相变材料片材表面用浓硫酸处理10分钟，然后取出洗涤、干燥。2.将醋酸乙烯酯和乙醇混合配成反应液，其中醋酸乙烯酯10％，乙醇90％。3.将定形相变材料片材浸没在2的反应液中，在紫外灯下照射20分钟。4.对材料另一表面重复步骤3。5.取出后洗涤，干燥。实施例81.将45％丙烯酰胺，30％H2O2和25％水混合配成反应液。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射10分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.取出后洗涤，干燥。实施例91.将80％丙烯酸，10％二苯甲酮和10％丙酮混合配成反应液。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射10分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.取出后洗涤，干燥。实施例101.将10％丙烯酸，10％二苯甲酮和80％丙酮混合配成反应液。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射20分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.取出后洗涤，干燥。实施例111.将20％丙烯酸，5％二苯甲酮和75％乙醇混合配成反应液。2.将定形相变材料片材浸没在1的反应液中，在紫外灯下照射30分钟。3.对材料另一表面重复步骤2。4.取出后洗涤，干燥。实验结果图1是实施例1接枝前后材料表面的红外光谱分析，可以看见经接枝处理后，谱图上除了具有定形相变材料的特征吸收峰外，在1699cm-1处出现明显的羰基特征峰，1275cm-1和1174cm-1处为C-O特征峰，证明了接枝物的生成。接枝后表面的水接触角由80°减小到66本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨睿，伍晖，殷德政，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：