一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法，涉及相变微胶囊领域。所述制备方法中包括如下重量百分比的原料：相变微胶囊20％

【技术实现步骤摘要】
一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法


[0001]本专利技术涉及相变微胶囊制备的
，具体是一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法。

技术介绍

[0002]双碳战略目标下，对如何降低建筑能耗和碳排放提出了迫切需要。将相变材料应用于建筑材料中是降低建筑能耗最直接有效的方法。然而由于相变材料与水泥基体的不兼容性，在相变过程中容易产生泄露而对水泥基材料性能产生劣化影响，严重限制了其使用。
[0003]目前已公开了一种石墨烯弹性聚合物相变复合材料及其制备方法，专利号为CN201811419642.X，该专利技术制备出的石墨烯微胶囊具有良好的导热能力，且制备的微胶囊尺寸较小，但是该方法制备过程繁琐，设备要求高，能耗严重，且制造产生的废弃物难以回收，造成环境污染。
[0004]当前，普遍认为微胶囊技术是解决相变材料与水泥基材料不兼容性的有效方法。微胶囊主要是由芯材(相变材料)和封装壳材组成，常用的封装壳材可分为有机壳材和无机壳材。通过封装，能有效隔绝相变材料与水泥基体之间的接触。然而，现有的微胶囊通常是一种软胶囊，由于其本征强度较低，通常会严重影响混凝土的力学强度。以多孔材料作为微胶囊载体能避免本征强度低的不足，通过毛细管力等负载相变材料，但在长期使用中仍然存在泄露的可能，需要对其进行封装。有机壳材封装通常具有良好的韧性，成膜效果好；而无机壳材封装导热性高。为了兼具有机壳材和无机壳材的优点，本专利技术采用复合涂层对相变微胶囊进行封装，形成的复合涂层能避免内部芯材的泄露，解决相变材料与水泥基体兼容性差的难题。复合涂层不仅能改善相变混凝土的导热性能，还能增加相变混凝土的力学性能。同时，本专利技术提供的一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法，废液可进行回收，具有节能环保的特点，不仅能改善居住环境的舒适度，还能降低电能的消耗，具有重要的经济、环境、社会和应用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法，该方法是先使用微胶囊载体负载相变材料，然后通过溶胶
‑
凝胶法与乙基纤维素交联，以微胶囊载体为沉积位点，在其表面形成复合涂层，从而实现对相变微胶囊的封装。经复合涂层封装后的相变微胶囊可用于混凝土等建筑材料中，不仅能改善相变微胶囊与水泥基体的不兼容性，避免内部芯材相变材料的泄露，增强相变混凝土的力学性能和导热性能，还能降低建筑能耗和碳排放。该制备工艺具有反应条件温和，节能环保，废液可回收，生产成本低的优点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种采用复合涂层封装的相变微胶囊，包括以下组分：相变微胶囊的重量百分比为20％
‑
40％，无水乙醇的重量百分比为45％
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60％，乙基纤维素的重量百分比为2.5％
‑
6％，表面活性剂的重量百分比为0.8％
‑
1％，硅源的重量百分比为7％
‑
13％，氨水的重量百
分比为4％
‑
10％，硅烷偶联剂的重量百分比为0.2％
‑
0.4％，以上原料的含量总和为100％。
[0008]作为优选，所述的相变微胶囊由多孔载体和相变材料复合而成，采用真空饱和装置使多孔材料在高于相变材料熔点温度下负载相变材料，制得相变微胶囊；其中多孔载体为穿孔漂珠、陶粒、蛭石等多孔材料中的一种或多种复合，相变材料为石蜡、聚乙二醇、脂肪酸等相变材料中的一种或多种复合，多孔载体尺寸为1μm
‑
1000μm。
[0009]作为优选，选用的表面活性剂为双(2
‑
乙己基)磺基丁二酸钠。
[0010]作为优选，选用的硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种或多种复合。
[0011]作为优选，选用的硅源为正硅酸四乙酯、正硅酸四甲酯中的一种或多种复合。
[0012]作为优选，选用的无水乙醇为分析纯级，质量分数≥99.7％。
[0013]作为优选，选用的乙基纤维素粘度为90
‑
330mPa
·
s。
[0014]作为优选，制备方法包括以下步骤：
[0015](1)将无水乙醇、乙基纤维素、表面活性剂在80℃下磁力搅拌至乙基纤维素溶解，形成均一的溶液，并冷却至相变材料熔点温度下；
[0016](2)在低于相变材料熔点温度的环境中，向步骤(1)中的溶液中加入相变微胶囊；
[0017](3)在持续机械搅拌下向步骤(2)中的溶液中加入硅烷偶联剂，然后依次加入硅源和氨水后进行反应4h，并在低温环境下陈化24h后，进行过滤、洗涤，真空干燥后制得复合涂层封装的相变微胶囊。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术采用的SiO2/乙基纤维素作为复合涂层对相变微胶囊进行进一步封装，反应条件温和，废液可回收，节能环保，节约材料、工艺方法简单；封装后的相变微胶囊表面分布有一层SiO2/乙基纤维素复合涂层，解决了多孔材料为载体的相变微胶囊泄露的问题，提高相变微胶囊与水泥基体的兼容性；涂层封装后的相变微胶囊可应用于建筑节能等领域，不仅能改善相变微胶囊与混凝土基材的界面，增强粘结力，改善混凝土力学性能，还能增加混凝土的热传导性能，提升储能效率。
附图说明：
[0019]图1是未经涂层封装的相变微胶囊的扫描电镜图片；
[0020]图2是经复合涂层封装的相变微胶囊的扫描电镜图片；
[0021]图3是掺相变微胶囊与经复合涂层封装的相变微胶囊砂浆的抗压强度；
[0022]图4是掺相变微胶囊与经复合涂层封装的相变微胶囊砂浆的导热系数。
具体实施方式：
[0023]以下通过具体实施例对本专利技术做进一步解释说明但本专利技术并不局限于这些实施例。
[0024]一种采用复合涂层封装的相变微胶囊及其制备方法，复合涂层封装的相变微胶囊包括以下组分：相变微胶囊的重量百分比为20％
‑
40％，无水乙醇的重量百分比为45％
‑
60％，乙基纤维素的重量百分比为2.5％
‑
6％，表面活性剂的重量百分比为0.8％
‑
1％，硅源的重量百分比为7％
‑
13％，氨水的重量百分比为4％
‑
10％，硅烷偶联剂的重量百分比为0.2％
‑
0.4％，以上原料的含量总和为100％。
[0025]如图1、2所示，相变微胶囊由多孔载体和相变材料复合而成，采用真空饱和装置使
多孔材料在高于相变材料熔点温度下负载相变材料，制得相变微胶囊；其中多孔载体为穿孔漂珠、陶粒、蛭石等多孔材料中的一种或多种复合，相变材料为石蜡、聚乙二醇、脂肪酸等相变材料中的一种或多种复合，多孔载体尺寸为1μm
‑
1000μm。
[0026]表面活性剂为双(2
‑
乙己基)磺基丁二酸钠。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用复合涂层封装的相变微胶囊，其特征在于，所述复合涂层封装的相变微胶囊包括以下组分：相变微胶囊的重量百分比为20％
‑
40％，无水乙醇的重量百分比为45％
‑
60％，乙基纤维素的重量百分比为2.5％
‑
6％，表面活性剂的重量百分比为0.8％
‑
1％，硅源的重量百分比为7％
‑
13％，氨水的重量百分比为4％
‑
10％，硅烷偶联剂的重量百分比为0.2％
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0.4％，以上原料的含量总和为100％。2.根据权利要求1所述的一种采用复合涂层封装的相变微胶囊，其特征在于，所述的相变微胶囊由多孔载体和相变材料复合而成，采用真空饱和装置使多孔材料在高于相变材料熔点温度下负载相变材料，制得相变微胶囊；其中多孔载体为穿孔漂珠、陶粒、蛭石等多孔材料的自由组合，相变材料为石蜡、聚乙二醇、脂肪酸等相变材料中的一种或多种复合，多孔载体尺寸为1μm
‑
1000μm。3.根据权利要求1所述的一种采用复合涂层封装的相变微胶囊，其特征在于，所述的表面活性剂为双(2
‑
乙己基)磺基丁二酸钠。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李进，陈佩圆，蔡海兵，徐颖，王浩，谢剑凯，李尚坤，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：