一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊及其制备方法。本发明专利技术的导热性能优良的抗菌相变微胶囊的芯材为直链烷烃和纳米银粉的混合物，壳层为二氧化硅，其制备方法包括以下步骤：1)制备二氧化硅活性单体溶液；2)配制表面活性剂溶液；3)配制芯材溶液；4)将芯材溶液加入表面活性剂溶液中，进行搅拌、消泡，得到乳液；5)将二氧化硅活性单体溶液加入乳液中，充分搅拌，再过滤、清洗、干燥。本发明专利技术的相变微胶囊具有优异的抑菌杀菌性能和优良的导热性能，热稳定性好，且制备工艺简单，可以广泛用于衣服、袜子、枕头、床垫、医用防护材料等行业，具有传热和杀菌双重功效。

An antibacterial phase change microcapsule with excellent thermal conductivity and its preparation method

The invention discloses an antibacterial phase change microcapsule with excellent thermal conductivity and a preparation method thereof. The core material of the antibacterial phase change microcapsule with excellent thermal conductivity is a mixture of linear alkane and nano silver powder, and the shell layer is silica. The preparation method comprises the following steps: 1) preparation of silica active monomer solution; 2) preparation of surfactant solution; 3) preparation of core material solution; 4) adding the core material solution into the surfactant solution, stirring and defoaming to obtain milk Solution; 5) add silica active monomer solution into the emulsion, stir it well, then filter, clean and dry. The phase change microcapsule of the invention has excellent antibacterial and bactericidal properties, excellent thermal conductivity, good thermal stability, and simple preparation process. It can be widely used in clothing, socks, pillows, mattresses, medical protective materials and other industries, and has dual functions of heat transfer and sterilization.

【技术实现步骤摘要】
一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊及其制备方法
本专利技术涉及一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊及其制备方法，属于微胶囊相变材料

技术介绍
能源是人类社会发展的动力，是人类赖以生存的基础，几乎一切人类活动都和能源有着密切联系。能源可以分为常规能源(煤、石油、天然气等化石燃料)和可再生能源(太阳能、水能、生物能、风能、地热等)两大类。然而，人类在生产生活过程中使用的主要是常规能源，这类能源储量有限，且短期内不可再生。随着社会的发展，人类对能源的需求越来越大，加之人类对能源的利用率普遍不高，导致世界能源的供给日趋紧张。目前，可再生能源的有效利用问题成为了人们关注的重点。热能储存系统为能量储存提供了可能性，潜热储存是热能储存最有效的方式。相变材料可以通过相转变实现热量存储，是一种重要的潜热存储材料，具有很好的潜在应用前景。然而，传统的相变材料在发生相变时，其体积也会随之发生改变，使用时很不方便，且还存在液态时容易发生泄漏、固态时导热效率低的问题，阻碍了其推广应用。微胶囊技术的出现使得传统相变材料广泛应用成为了可能，微胶囊能够将相变材料与外界隔绝，使相变发生在微胶囊内部，解决了相变材料发生相变时容易泄露及重复利用性差的问题。近年来，出现了很多组成和性质不同的微胶囊相变材料，例如：CN101670256A公开了一种以乙烯基单体或/和丙烯酸酯类单体的聚合物为壳材，以长链烷烃为芯材的相变微胶囊材料；CN101701146A公开了一种以丙烯酸烷基脂、甲基丙烯酸烷基脂、苯乙烯和甲基苯乙烯中的1～3种的聚合物为壳材，以正构烷烃类化合物为芯材的微胶囊相变材料；CN103865494A公开了一种以聚甲基丙烯酸甲酯为壳材，以正十四烷或十二醇/葵醇(1:1)为芯材的微胶囊相变材料。然而，以上几种微胶囊相变材料虽然都具有不错的热量存储效果，但均不具备抗菌性能，易滋生细菌，且导热效率低，所以仍然无法很好地满足实际应用需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊及其制备方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊，芯材为直链烷烃和纳米银粉的混合物，壳层为二氧化硅。优选的，所述相变微胶囊中芯材占65wt％～85wt％，壳层占15wt％～35wt％。优选的，所述芯材由直链烷烃和纳米银粉按照质量比1：(0.001～0.002)混合而成。优选的，所述相变微胶囊的粒径为40～100μm，壳层厚度为2～6μm。优选的，所述直链烷烃为石蜡。优选的，所述纳米银粉的粒径为25～50nm。上述导热性能优良的抗菌相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1)将甲基三甲氧基硅烷加入盐酸中，进行水解，得到二氧化硅活性单体溶液；2)将表面活性剂加水分散，得到表面活性剂溶液；3)将直链烷烃、纳米银粉和分散剂加入溶剂中，分散均匀，得到芯材溶液；4)将芯材溶液加入表面活性剂溶液中，充分搅拌，再加入消泡剂消泡，得到乳液；5)将二氧化硅活性单体溶液加入乳液中，充分搅拌，再过滤、清洗、干燥，得到导热性能优良的抗菌相变微胶囊。优选的，上述导热性能优良的抗菌相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：1)将甲基三甲氧基硅烷加入盐酸中，30～40℃水解0.5～1.5h，得到二氧化硅活性单体溶液；2)将表面活性剂加入水中，再在温度35～40℃、搅拌机转速200～400rpm的条件下搅拌分散，得到表面活性剂溶液；3)将直链烷烃、纳米银粉和分散剂加入溶剂中，超声分散，得到芯材溶液；4)将芯材溶液加入表面活性剂溶液中，再在搅拌机转速1000～1200rpm的条件下搅拌4～6min，再调整搅拌机转速至300～400rpm，加入消泡剂消泡，得到乳液；5)将二氧化硅活性单体溶液加入乳液中，再在温度35～40℃、搅拌机转速300～400rpm的条件下搅拌3～5h，再过滤、水洗多次、常温干燥，得到导热性能优良的抗菌相变微胶囊。优选的，所述直链烷烃、甲基三甲氧基硅烷、纳米银粉的质量比为1：(0.4～1.2)：(0.001～0.002)。优选的，步骤1)所述盐酸为pH值2～4的盐酸。优选的，步骤2)所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种。优选的，所述3)所述分散剂为吐温60、吐温80、司班60、司班80中的至少一种。优选的，所述3)所述溶剂为正己烷、环己烷、甲苯、乙酸乙酯中的至少一种。优选的，所述4)所述消泡剂为辛醇、有机硅氧烷、聚醚、二甲基硅油中的至少一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术的相变微胶囊具有优异的抑菌杀菌性能和优良的导热性能，热稳定性好，且制备工艺简单，可以广泛用于衣服、袜子、枕头、床垫、医用防护材料等行业，具有传热和杀菌双重功效。1)本专利技术将纳米银粉混合在芯材中，不仅可以赋予相变微胶囊优异的抑菌杀菌性能(对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，且不会产生耐药性)，而且和传统的以纳米银粉作为壳层的相变微胶囊相比，纳米银粉不容易被空气氧化，抑菌杀菌效果更加持久；2)本专利技术将二氧化硅作为壳层来包覆芯材，壳层具有丰富的多孔通道，相变微胶囊在应用过程中可以持续释放银离子，使得相变微胶囊具有持续抗菌能力；3)本专利技术中的纳米银粉和二氧化硅均具有良好的导热性能，两者的加入可以使相变微胶囊对外界温度响应更快，具有更好的控温效果；4)本专利技术在制备相变微胶囊的过程中还使用了季铵盐类分散剂，能够进一步增强相变微胶囊的杀菌能力；5)本专利技术的制备工艺简单，工艺路线短，制备的相变微胶囊粒径均匀。附图说明图1为实施例1的相变微胶囊的SEM图(放大300倍)。图2为实施例1的相变微胶囊的SEM图(放大1000倍)。图3为实施例1的相变微胶囊的DSC图。图4为实施例1的相变微胶囊与大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体作用后细菌存活率随时间变化曲线(0～20h)。图5为实施例1的相变微胶囊与大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体作用后细菌存活率随时间变化曲线(20～40h)。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。实施例1：一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其制备方法包括以下步骤：1)将4质量份甲基三甲氧基硅烷加入8质量份pH＝3的盐酸中，再置于35℃水浴，搅拌水解1h，得到二氧化硅活性单体溶液；2)将12质量份2.5wt％的十六烷基三甲基氯化铵水溶液加入50质量份水中，再置于40℃水浴中搅拌分散(搅拌机转速300rpm)，得到表面活性剂溶液；3)将5质量份石蜡、0.005质量份纳米银粉(粒径25～50nm)和0.05质量份吐温80加入5质量份环己烷中，超声分散，得到芯材溶液；4)将芯材溶液缓慢加入表面活性剂溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其特征在于：芯材为直链烷烃和纳米银粉的混合物，壳层为二氧化硅。/n

【技术特征摘要】
1.一种导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其特征在于：芯材为直链烷烃和纳米银粉的混合物，壳层为二氧化硅。


2.根据权利要求1所述的导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其特征在于：所述相变微胶囊中芯材占65wt％～85wt％，壳层占15wt％～35wt％；所述芯材由直链烷烃和纳米银粉按照质量比1：(0.001～0.002)混合而成。


3.根据权利要求1所述的导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其特征在于：所述相变微胶囊的粒径为40～100μm，壳层厚度为2～6μm。


4.根据权利要求1～3中任意一项所述的导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其特征在于：所述直链烷烃为石蜡。


5.根据权利要求1～3中任意一项所述的导热性能优良的抗菌相变微胶囊，其特征在于：所述纳米银粉的粒径为25～50nm。


6.权利要求1～5中任意一项所述的导热性能优良的抗菌相变微胶囊的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将甲基三甲氧基硅烷加入盐酸中，进行水解，得到二氧化硅活性单体溶液；
2)将表面活性剂加水分散，得到表面活性剂溶液；
3)将直链烷烃、纳米银粉和分散剂加入溶剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晶磊，安金亮，黄良康，
申请(专利权)人：广州市香港科大霍英东研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44