一种相变储能微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种相变储能微胶囊及其制备方法，属于相变储能技术领域。本发明专利技术提供的相变储能微胶囊的壳材为聚酰亚胺树脂，芯材为正烷烃类相变材料。本发明专利技术的相变储能微胶囊以聚酰亚胺树脂为壳材、正烷烃类相变材料为芯材，使相变储能微胶囊的壳材超薄、致密性好、机械强度及热稳定性好、粒径可控、相变潜热值高，在电子器件热界面材料、纺织服装、太阳能储能等行业领域具有广阔的应用前景。本发明专利技术采用溶剂蒸发法制备相变储能微胶囊，操作简单方便、实验及生产条件易于控制，具有体系稳定、温度改变小、溶剂可回收和残留低等优点，便于实现大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种相变储能微胶囊及其制备方法
本专利技术涉及相变储能
，尤其涉及一种相变储能微胶囊及其制备方法。
技术介绍
现有的文献及专利报道的相变储能微胶囊按壳层材质分为两类，一类是以脲醛树脂、密胺树酯、三聚氰胺甲醛树脂、聚氨酯、聚脲树脂、环氧树脂等高分子聚合物作为壳材料；一类是以二氧化硅、二氧化钛、碳酸钙等无机材料为壳材。以高分子聚合物为壳材的相变储能微胶囊，耐高、低温性差；而以无机材料为壳材的相变储能微胶囊，机械强度差，韧性差，在使用过程中容易破裂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种相变储能微胶囊及其制备方法。本专利技术提供的相变储能微胶囊壳材机械强度高、热稳定性好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种相变储能微胶囊，所述相变储能微胶囊的壳材为聚酰亚胺树脂，芯材为正烷烃类相变材料。优选地，所述壳材和芯材的质量比为1：2～1：5。优选地，所述正烷烃类相变材料为正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷和正二十六烷中的一种或几种。优选地，所述相变储能微胶囊的粒径为100nm～100μm。本专利技术还提供了上述技术方案所述的相变储能微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将乳化剂与水混合，得到水相；将聚酰亚胺树脂、正烷烃类相变材料和挥发性溶剂混合，得到油相；将所述水相和油相混合，经分散，得到水包油型乳液；将所述水包油型乳液和稳定剂混合，加热，得到所述相变储能微胶囊。优选地，所述乳化剂的HLB值为8～15；所述乳化剂为苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐、壬基酚聚氧乙烯醚铵盐、聚氧乙烯(20)失水山梨醇二油酸酯、松香酸钠、椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10、吐温80、聚氧乙烯(16)失水山梨醇单妥尔油酸酯、聚氧乙烯(10)失水山梨醇单月桂酸酯、C14-18烷基硫酸钠、聚乙烯醇、明胶和二烷基磺基琥珀酸中的一种或几种。优选地，所述水相中乳化剂的质量浓度为1～10％。优选地，所述挥发性溶剂为二氯甲烷、氯仿或丙酮。优选地，所述油相中，聚酰亚胺树脂的质量浓度为5～10％，正烷烃类相变材料的质量浓度为20～50％。优选地，所述乳化剂与聚酰亚胺树脂的质量比为1：(1～5)。本专利技术提供了一种相变储能微胶囊，所述相变储能微胶囊的壳材为聚酰亚胺树脂，芯材为正烷烃类相变材料。本专利技术的相变储能微胶囊以聚酰亚胺树脂为壳材、正烷烃类相变材料为芯材，聚酰亚胺树脂壳材的使用使相变储能微胶囊的壳材超薄、致密性好、机械强度及热稳定性好、粒径可控、相变潜热值高。在电子器件热界面材料、纺织服装、太阳能储能等行业领域具有广阔的应用前景。本专利技术还提供了上述技术方案所述的相变储能微胶囊的制备方法，本专利技术采用溶剂蒸发法制备相变储能微胶囊，操作简单方便、实验及生产条件易于控制，具有体系稳定、温度改变小、溶剂可回收和残留低等优点，便于实现大规模生产。实施例的数据表明：本专利技术提供的相变储能微胶囊具有较高的热储存能力，能够耐受252℃以下的温度；经-196℃液氮冷冻后无脆裂或破损；在超声振荡30mim后无破裂；密封性好。附图说明图1为正二十二烷的差示扫描量热法曲线；图2为实施例2所得相变储能微胶囊的差示扫描量热法曲线；图3为市售密胺树脂为壳材的相变微胶囊样品经-196℃液氮冷冻后取样的扫描电镜图；图4为实施例2的聚酰亚胺为壳材的相变储能微胶囊样品在-196℃液氮冷冻后取样的扫描电镜图；图5为市售脲醛树脂为壳材的相变微胶囊样品在超声振荡15分钟后，取样的扫描电镜图；图6为实施例1的聚酰亚胺树脂为壳材的相变储能微胶囊样品在超声振荡30分钟后，取样的扫描电镜图。具体实施方式本专利技术提供了一种相变储能微胶囊，所述相变储能微胶囊的壳材为聚酰亚胺树脂，芯材为正烷烃类相变材料。在本专利技术中，所述壳材和芯材的质量比优选为1：2～1：5，进一步优选为1：2.8～1：4.5；所述相变储能微胶囊的粒径优选为100nm～100μm。在本专利技术中，所述正烷烃类相变材料优选为正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷和正二十六烷中的一种或几种，进一步优选为正十八烷、正二十二烷或正二十烷。在本专利技术中，所述聚酰亚胺树脂的种类或制备方法在相变储能微胶囊的制备方法中详细介绍。本专利技术的相变储能微胶囊以聚酰亚胺树脂为壳材，使微胶囊耐低温、耐高温，热稳定性好；在极低的温度(-269℃)下不会破裂，机械性能好。本专利技术还提供了上述技术方案所述的相变储能微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将乳化剂与水混合，得到水相；将聚酰亚胺树脂、正烷烃类相变材料和挥发性溶剂混合，得到油相；将所述水相和油相混合，经分散，得到水包油型乳液；将所述水包油型乳液和稳定剂混合，加热，得到所述相变储能微胶囊。本专利技术将乳化剂和水混合，得到水相。在本专利技术中，所述乳化剂的HLB值优选为8～15；所述乳化剂进一步优选为苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐(SMA-Na)、壬基酚聚氧乙烯醚铵盐、聚氧乙烯(20)失水山梨醇二油酸酯、松香酸钠、椰油酰胺丙基二甲胺乙内酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、OP-10、吐温80、聚氧乙烯(16)失水山梨醇单妥尔油酸酯、聚氧乙烯(10)失水山梨醇单月桂酸酯、C14-18烷基硫酸钠、聚乙烯醇、明胶和二烷基磺基琥珀酸中的一种或几种，进一步优选为苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐、十二烷基苯磺酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚铵盐；当所述乳化剂为苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐时，所述苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐优选以苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液的形式使用；所述苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液的质量浓度优选为10％；所述苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液与水混合后，优选采用冰醋酸调节pH值为4.0～5.0，作为水相。在本专利技术中，所述水相中乳化剂的质量浓度优选为1～10％，进一步优选为2.5～6％，更优选为4～5％。在本专利技术中，所述混合优选在搅拌的条件下进行，本专利技术对所述搅拌的转速和时间不做具体限定，只要能够使乳化剂和水充分溶解和混合即可。本专利技术将聚酰亚胺树脂、正烷烃类相变材料和挥发性溶剂混合，得到油相。在本专利技术中，所述正烷烃类相变材料的种类优选与上述技术方案一致，在此不再赘述。在本专利技术中，所述聚酰亚胺树脂优选为市售产品或采用本领域技术人员熟知的制备方法进行制备；当所述聚酰亚胺树脂为市售产品时，优选为美国杜邦公司生产的聚酰亚胺树脂；当所述聚酰亚胺树脂优选为采用本领域技术人员熟知的制备方法进行制备时，制备方法优选按照现有技术“新型可溶性聚酰亚胺液晶垂直取向剂的合成”(胡晓阳等，液晶与显示，2010年4月第25卷第2期)的最优方案进行制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相变储能微胶囊，其特征在于，所述相变储能微胶囊的壳材为聚酰亚胺树脂，芯材为正烷烃类相变材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种相变储能微胶囊，其特征在于，所述相变储能微胶囊的壳材为聚酰亚胺树脂，芯材为正烷烃类相变材料。


2.根据权利要求1所述的相变储能微胶囊，其特征在于，所述壳材和芯材的质量比为1：2～1：5。


3.根据权利要求1或2所述的相变储能微胶囊，其特征在于，所述正烷烃类相变材料为正十四烷、正十五烷、正十六烷、正十七烷、正十八烷、正十九烷、正二十烷、正二十一烷、正二十二烷、正二十三烷、正二十四烷、正二十五烷和正二十六烷中的一种或几种。


4.根据权利要求1或2所述的相变储能微胶囊，其特征在于，所述相变储能微胶囊的粒径为100nm～100μm。


5.权利要求1～4任一项所述的相变储能微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将乳化剂与水混合，得到水相；
将聚酰亚胺树脂、正烷烃类相变材料和挥发性溶剂混合，得到油相；
将所述水相和油相混合，经分散，得到水包油型乳液；
将所述水包油型乳液和稳定剂混合，加热，得到所述相变储能微胶囊。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海生，刘丙阳，喻学锋，刘保材，
申请(专利权)人：合肥瑞雪新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34