基于无机物壳层的相变微胶囊及其制造方法和应用技术

本发明专利技术提供一种基于无机物壳层的相变微胶囊及其制造方法和应用。本发明专利技术通过Janus颗粒稳定乳液，利用水油界面处的溶胶‑凝胶反应，获得含Janus颗粒的复合壁材包覆的基于无机物壳层的相变微胶囊。本发明专利技术的基于无机物壳层的相变微胶囊具有可控相变温度，焓值保有率高，并且有效降低固‑液相变材料的过冷度。本发明专利技术的基于无机物壳层的相变微胶囊在使用过程中破损率低，无相变材料的泄漏，无可挥发气体的产生，使用稳定性优异且安全环保。另外，本发明专利技术的复合壁材包覆的相变微胶囊可绿色制备，制备过程中无有毒可挥发性物质产生。本发明专利技术的相变微胶囊工艺简单，生产周期短，具有工业批量生产的前景。

【技术实现步骤摘要】
基于无机物壳层的相变微胶囊及其制造方法和应用
本专利技术涉及一种基于无机物壳层的相变微胶囊及其制造方法和应用，尤其涉及一种具有可控相变温度、高储热密度且焓值保有率高的基于无机物壳层的相变微胶囊及其制造方法和应用。
技术介绍
相变材料的微胶囊化被认为是解决固-液相变材料的泄露和变形等重大缺陷的最重要技术手段之一。由于相变微胶囊的颗粒微小、比表面积大、相变潜热大且颗粒之间可以碰撞热交换，其被广泛应用于太阳能的产业、工业余热和废热的回收、空调节能、建筑采暖等领域。相变微胶囊的制备一般首先获得以均一相变材料液滴(颗粒)为分散相的乳液；而后利用化学或物理方法获得一层性能稳定的壳层来包覆相变材料颗粒；最终获得的相变微胶囊在相变过程时，其相变芯材发生固-液转变，而壳层保持为固态，从而解决了相变材料的泄露和变形。因此，该微胶囊技术的关键点在于相变材料的乳化和稳定壳层的制备。近年来，由于Janus颗粒兼具传统表面活性剂弱化水油两相界面能以及固体纳米颗粒在水油界面处机械屏障的能力(Pickering效应)，因此其乳化能力被广泛关注，所获得Janus颗粒稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无机物壳层的相变微胶囊，其特征在于，其包括：相变芯材、和包覆所述相变芯材的复合壁材，/n其中，所述复合壁材由包含Janus颗粒和壳层无机物的壁材组合物形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于无机物壳层的相变微胶囊，其特征在于，其包括：相变芯材、和包覆所述相变芯材的复合壁材，
其中，所述复合壁材由包含Janus颗粒和壳层无机物的壁材组合物形成。


2.根据权利要求1所述的相变微胶囊，其特征在于，所述Janus颗粒包括无机物-聚合物型Janus颗粒、聚合物-聚合物型Janus颗粒或无机物-无机物型Janus颗粒。


3.根据权利要求1或2所述的相变微胶囊，其特征在于，所述壳层无机物由水油界面处的溶胶-凝胶反应获得，
优选地，所述壳层无机物包括选自由二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、二氧化锡、三氧化二铝和三氧化二硼组成的组中的至少一种。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的相变微胶囊，其特征在于，所述相变芯材由包含相变材料的相变组合物形成，所述相变材料包括选自由烃类化合物、脂肪酸类化合物、醇类化合物和酯类化合物组成的组中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的相变微胶囊，其特征在于，所述烃类化合物包括选自由具有8至100个碳原子的脂肪族烃基化合物、具有6至120个碳原子的芳香族烃基化合物、具有6至100个碳原子的脂环族烃基化合物和石蜡组成的组中的至少一种，
所述脂肪酸类化合物包括选自由癸酸、月桂酸、十四烷酸、十五烷酸、硬脂酸和二十烷酸组成的组中的至少一种，
所述醇类化合物包括选自由丁四醇、十二烷醇、十四烷醇、十六烷醇和赤藻糖醇组成的组中的至少一种，
所述酯类化合物包括选自由月桂酸纤维素酯和硬脂酸十六烷酯组成的组中的至少一种。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的相变微胶囊，其特征在于，所述相变微胶囊的相变潜热为20～250J/g，
优选地，所述相变微胶囊的焓值保有率为20～99％，
优选地，所述相变微胶囊的相变温度为-50～150℃，
优选地，所述相变微胶囊的平均粒径为0.1～500μm。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的基于无机物壳层的相变微胶囊的制造方法，其特征在于，其包括：
(a)配制分散相：将无机物前驱体溶于熔融的相变材料中，将该分散体系作为分散相；
(b)配制连续相：将Janus颗粒分散于水中，调节其pH值至2～12，将该分散体系作为连续相；
(c)将所述工序(a)中得到的分散相分散于所述工序(b)中得到的连续相中，形成Pickering乳液；以及
(d)使所述工序(c)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振忠，梁福鑫，桂豪冠，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11