本发明专利技术公开了一种微胶囊相变储能材料及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的微胶囊相变储能材料，包括芯材和壳材；其中，芯材为相变材料，壳材为金属基多孔配位聚合物；芯材的质量含量为70.5%～80.5%，壳材的质量含量为19.5%～29.5%。该微胶囊相变储能材料集蓄热调温、调节湿度、净化有害气体于一体，具有多功能性、利于工业推广的优势。于工业推广的优势。于工业推广的优势。
【技术实现步骤摘要】
一种微胶囊相变储能材料及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于相变储能材料
，具体涉及一种微胶囊相变储能材料及其制备方法。
技术介绍
[0002]微胶囊相变储能材料是通过微胶囊技术将单个颗粒或者液滴的相变材料的表面连续吸附一层均匀稳定的薄膜，形成相变储能胶囊，其粒径在1μm～1000μm之间。微胶囊相变储能材料具有核-壳结构，可以对芯材起到良好的保护作用，能够隔绝与外界的直接接触，并且在长期的循环相变过程中防止芯材泄漏，提高芯材的工作性能。因此，微胶囊技术能够打破相变材料在应用中的局限性，使相变材料拥有更加广泛的应用领域。
[0003]随着微胶囊相变储能材料研究工作的日趋深入，微胶囊相变储能材料正从单一的储热调温功能向集蓄热、净醛抑菌、调节湿度、消除有害气体等多功能型转变。多孔配位聚合物是以金属节点和有机配体之间通过配位方式进行衔接、形成多孔网状结构的材料，具有较高的比表面积、孔隙率和丰富的可调节的孔洞结构，是新一代杂化多孔材料的代表。将微胶囊相变储能材料与多孔配位聚合物有机结合，可以充分发挥二者的技术优势，形成新型多功能相变储能材料。
[0004]CN106800917A公开了一种ZIF-8有机金属骨架包覆正十八烷相变材料的制备方法。首先将硝酸锌溶解于适当的去离子水中，水浴加热，在高速搅拌下缓慢加入已融化的正十八烷，反应一段时间，然后加入适量二甲基咪唑，缓慢搅拌后使其溶解，自组装形成特殊材料结构的相变材料，震荡过夜，取出抽滤，洗涤数次，冷冻干燥，制备出三维六角花瓣型相变材料。该材料制备过程中，锌离子与熔融态的正十八烷间缺少衔接，即单纯依靠搅拌方式将锌离子聚集在正十八烷液滴周围，容易造成锌离子散失以及分布不均匀，从而影响后续ZIF-8有机金属骨架包覆正十八烷相变材料的理化性质。同时，该专利技术的相变芯材限定在正十八烷，而正构烷烃相变芯材价格普遍高昂，不利于后续工业放大及推广。
[0005]CN103752239A公开了一种金属有机骨架包覆相变材料微胶囊的制备方法。首先制备一种空心结构或yolk/shell结构的碱式硫酸铜微球，该碱式硫酸铜微球的壳层由纳米片组装而成，纳米片与纳米片之间存在空隙，相变材料可以通过碱式硫酸铜微球壳层的空隙进入微球内部，然后将壳层原位转化为金属有机骨架材料，形成致密的金属有机骨架材料壳层，将相变材料封装起来，干燥后制得金属有机骨架包覆相变材料微胶囊。该专利技术需要在多个步骤下才能获得金属有机骨架包覆的相变材料微胶囊产品，生产工艺比较繁琐；而且，相变材料是通过熔融渗入的方式，进入到碱式硫酸铜微球内部，其储量有限。
技术实现思路
[0006]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种微胶囊相变储能材料及其制备方法和应用。该微胶囊相变储能材料集蓄热调温、调节湿度、净化有害气体于一体，具有制备方法简单、多功能性、利于工业推广的优势。
[0007]本专利技术第一方面提供了一种微胶囊相变储能材料，包括芯材和壳材；其中，芯材为相变材料，壳材为金属基多孔配位聚合物；芯材的质量含量为70.5%～80.5%，壳材的质量含量为19.5%～29.5%。
[0008]上述技术方案中，所述金属基多孔配位聚合物中的金属为铝、镓、铟中的一种或几种，优选为铝。
[0009]上述技术方案中，所述金属基多孔配位聚合物中的有机配体选自均苯四甲酸、2,6-萘二甲酸、对苯二乙酸中的一种或几种，优选苯四甲酸。
[0010]上述技术方案中，所述金属基多孔配位聚合物中的金属盐与有机配体的质量比为1：（0.25～0.95），优选1：（0.4～0.7）。
[0011]上述技术方案中，所述相变材料选自相变温度为35℃～65℃的正构烷烃、石蜡、软脂酸中的一种或几种，优选石蜡。
[0012]上述技术方案中，所述的微胶囊相变储能材料的粒径尺寸为30μm～50μm。
[0013]上述技术方案中，所述的微胶囊相变储能材料的熔化潜热值为105～125J/g。
[0014]上述技术方案中，所述的微胶囊相变储能材料的包覆率为70.5%～80.5%。
[0015]上述技术方案中，所述的微胶囊相变储能材料的导热系数为0.5～1.23 W
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，优选0.63～0.87 W
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[0016]上述技术方案中，所述的微胶囊相变储能材料的比表面积为401～460 m2/g，孔体积为0.31～0.42 cm3/g。
[0017]本专利技术第二方面提供了一种微胶囊相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将熔融态相变材料、有机配体、中性表面活性剂和混合溶剂混合，再进行剪切反应，得到含有有机配体的相变微乳液；（2）将步骤（1）制得的相变微乳液搅拌并加热反应，同时滴加金属盐溶液；（3）对步骤（2）反应结束后的混合物进行洗涤、干燥，得到微胶囊相变储能材料。
[0018]上述技术方案中，步骤（1）所述的熔融态相变材料选自相变温度为35℃～65℃的正构烷烃、石蜡、软脂酸中的一种或几种，优选石蜡。
[0019]上述技术方案中，步骤（1）所述的有机配体选自均苯四甲酸、2,6-萘二甲酸、对苯二乙酸中的一种或几种，优选苯四甲酸。
[0020]上述技术方案中，步骤（1）所述的中性表面活性剂选自司盘40、吐温40、辛烷基酚聚氧乙烯醚-15中的一种或几种，优选辛烷基酚聚氧乙烯醚-15。
[0021]上述技术方案中，步骤（1）所述的混合溶剂选自乙醇水溶液、甲醇水溶液、丙酮水溶液中的一种或几种，优选乙醇水溶液，其中乙醇和去离子水的质量比为1：（10～50），优选1：（25～35）。
[0022]上述技术方案中，步骤（1）所述的相变材料、有机配体、中性表面活性剂和混合溶剂的质量比为1：（0.05～0.35）：（0.01～0.1）：（3～10），优选1：（0.15～0.29）：（0.03～0.08）：（5～8）。
[0023]上述技术方案中，步骤（1）所述的剪切反应的反应温度为68℃～90℃，优选73℃～82℃；所述的剪切反应时间为5min～35min，优选15min～20min；所述的剪切反应转速为7000rpm～20000rpm，优选13000rpm～16000rpm。
[0024]上述技术方案中，步骤（2）所述的搅拌转速为350rpm～850rpm，优选500rpm～
600rpm；所述的搅拌反应时间为1h～5h，优选1.5h～2.5h。
[0025]上述技术方案中，步骤（2）所述加热反应的反应温度为68℃～85℃，优选73℃～80℃。
[0026]上述技术方案中，步骤（2）所述的金属盐选自硝酸铝、硝酸镓、硝酸铟中的一种或几种，优选硝酸铝。
[0027]上述技术方案中，步骤（2）所述的金属盐水溶液质量浓度为5%～15%，优选8%～12%；所述的金属盐水溶液的滴加速率为1g/min～10g/min，优选3.5g/本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微胶囊相变储能材料，包括芯材和壳材；其中，芯材为相变材料，壳材为金属基多孔配位聚合物；芯材的质量含量为70.5%～80.5%，壳材的质量含量为19.5%～29.5%。2.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述金属基多孔配位聚合物中的金属为铝、镓、铟中的一种或几种，优选为铝。3.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述金属基多孔配位聚合物中的有机配体选自均苯四甲酸、2,6-萘二甲酸、对苯二乙酸中的一种或几种，优选苯四甲酸。4.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述相变材料选自相变温度为35℃～65℃的正构烷烃、石蜡、软脂酸中的一种或几种，优选石蜡。5.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述的微胶囊相变储能材料的粒径尺寸为30μm～50μm。6.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述的微胶囊相变储能材料的熔化潜热值为105～125J/g。7.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述的微胶囊相变储能材料的包覆率为70.5%～80.5%。8.根据权利要求1所述的微胶囊相变储能材料，其特征在于，所述的微胶囊相变储能材料的导热系数为0.5～1.23 W
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，优选0.63～0.87 W
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；所述的微胶囊相变储能材料的比表面积为401～460 m2/g，孔体积为0.31～0.42 cm3/g。9.一种微胶囊相变储能材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将熔融态相变材料、有机配体、中性表面活性剂和混合溶剂混合，再进行剪切反应，得到含有有机配体的相变微乳液；（2）将步骤（1）制得的相变微乳液搅拌并加热反应，同时滴加金属盐溶液；（3）...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：
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