一种具有亚微米尺寸的复合壁材相变胶囊及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有亚微米尺寸的复合壁材的相变微胶囊及其制备方法和应用。所述相变微胶囊具有由无机物质和有机材料制得的复合壁材和由相变材料制得的核材。所述方法包括：由无机物反应前驱体和有机树脂单体和相变材料等制得分散相；由乳化剂和助乳化剂和极性溶剂制得连续相；将分散相分散于连续相中制得微乳液；使无机反应物前驱体发生界面反应并使有机树脂单体发生聚合反应，制得相变微胶囊。所述应用为在电子元器件热管理等领域中的应用尤其是在制备相变纤维或热界面材料中的应用。本发明专利技术的相变微胶囊具有复合壁材且具有小粒径和窄尺寸分布范围，包覆率高，渗漏率低；本发明专利技术方法无需无机纳米颗粒，粒径可控，工艺简单，低能耗，环境友好。

A Submicron-sized Composite Wall Material Phase Change Capsule and Its Preparation Method and Application

The invention provides a phase change microcapsule of a composite wall material with submicron size, a preparation method and application thereof. The phase change microcapsule has a composite wall material made of inorganic material and organic material and a core material made of phase change material. The method comprises the following steps: obtaining a dispersive phase from an inorganic reaction precursor, an organic resin monomer and a phase change material; a continuous phase is obtained from an emulsifier and a cosurfactant and polar solvent; the dispersed phase is dispersed in a continuous phase to form a microemulsion; the reaction of the precursor of the inorganic reaction takes place and the polymerization of the organic monomer is carried out to prepare the phase change microcapsule. The application is in the field of thermal management of electronic components, especially in the preparation of phase change fibers or thermal interface materials. The phase change microcapsule of the invention has composite wall material, small particle size and narrow size distribution range, high encapsulation rate and low leakage rate; the method of the invention does not need inorganic nanoparticles, has controllable particle size, simple process, low energy consumption and friendly environment.

【技术实现步骤摘要】
一种具有亚微米尺寸的复合壁材相变胶囊及其制备方法和应用
本专利技术属于相变储能材料
，具体涉及一种具有亚微米尺寸的复合壁材相变胶囊及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，能源的日渐枯竭成为了限制生产力进一步发展的重要问题。为了解决能源的需求与供给之间在时间与空间上的不匹配，如何提高能源的使用效率已经成科研工作者重点关注的问题。相变材料是一种可以通过相态转变，以潜热的形式响应性地从外界吸收或释放能量的一类材料，有着良好的储能(蓄冷、蓄热)性能，近年来已被广泛应用于航空航天、建筑节能、工业余热回收等领域。相变材料在相变过程中经常会发生流动，因此在实际应用过程中，通常要对其进行封装。“微胶囊化”法被认为是非常有效的一种微观封装方式，随着研究的深入，相变微胶囊的制备方法也得到了长足的发展，近年来，多种多样的相变微胶囊被开发出来，并在建筑节能、恒温服饰等领域表现出了良好的应用前景，拓展了相变材料的应用领域。近年来，相变微胶囊及其制备技术已有专利公开，根据相变微胶囊的壁材分类通常可分为有机类和无机类壁材两种。有机类壁材相变微胶囊是利用有机树脂对相变材料进行包覆，通常有着较高的包覆率(焓值保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有亚微米尺寸的复合壁材的相变微胶囊，其特征在于，所述相变微胶囊具有由无机物质和有机材料制得的复合壁材和由相变材料制得的核材。

【技术特征摘要】
1.一种具有亚微米尺寸的复合壁材的相变微胶囊，其特征在于，所述相变微胶囊具有由无机物质和有机材料制得的复合壁材和由相变材料制得的核材。2.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于：所述相变微胶囊的平均粒径不大于1000纳米例如为100纳米至1000纳米，优选小于1000纳米例如为100纳米至900纳米，更优选为不大于800纳米例如为100纳米至800纳米，进一步优选为不大于500纳米例如为100纳米至500纳米；另外优选为不大于200纳米，例如为100纳米至200纳米；和/或所述相变微胶囊的粒径分布范围为100纳米至300纳米，优选为100纳米至200纳米；更优选为不大于100纳米。3.根据权利要求1或2所述的相变微胶囊，其特征在于：所述无机物质为无机物反应前驱体，所述有机材料为有机树脂单体；另外优选的是，所述复合壁材包括无机壁材和聚合物壁材，并且所述无机壁材为SiO2、TiO2、SnO2、ZrO2和Al2O3组成的组中的至少一种，所述有机壁材为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯组成的组中的至少一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的相变微胶囊，其特征在于，所述相变微胶囊采用基于微乳液的方法制得。5.根据权利要求1至4中任一项所述的相变微胶囊，其特征在于，所述微乳液通过将分散相分散于连续相来获得，并且所述分散相通过将无机物反应前驱体、有机树脂单体、交联剂和引发剂溶解于熔融的相变材料中来制得，所述连续相通过将乳化剂和助乳化剂溶解于极性溶剂中来制得。6.根据权利要求1至5中任一项所述的相变微胶囊，其特征在于，所述相变微胶囊通过包括如下步骤的方法来制得：1)配制分散相，所述分散相通过将无机物反应前驱体、有机树脂单体、交联剂和引发剂溶解于熔融的相变材料中来制得；2)配制连续相，所述连续相通过将乳化剂和助乳化剂溶解于极性溶剂中来制得；3)将所述分散相分散于所述连续相中，通过乳化制得微乳液；4)在第一温度使所述微乳液中的无机反应物前驱体发生界面反应，然后在第二温度在所述交联剂存在的情况下利用所述引发剂引发所述微乳液中的所述有机树脂单体发生聚合反应，然后分离作为固相产物的所述相变微胶囊。7.根据权利要求5或6所述的相变微胶囊，其特征在于：所述无机物反应前驱体选自由钛酸四正丁酯、钛酸四异丙酯、正硅酸乙酯、环氧丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、锡酸四丁酯、NW-2锡酸酯偶联剂、锆酸四丁酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯组成的组中的至少一种；所述有机树脂单体选自由CnH2n烯烃、苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯和丙烯酸异辛酸酯组成的组中的至少一种，其中，n为整数并且2≤n≤20；所述交联剂为多烯烃型交联剂，更优选的是，所述交联剂选自由二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪旭阳，金兆国，党广洲，陈建，张雅倩，王瑞杰，赵英民，
申请(专利权)人：航天特种材料及工艺技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11