本发明专利技术提供了一种聚脲－蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊的制备方法，首先采用甲苯－２，４－二异氰酸酯和乙二胺经界面聚合法合成十六烷微胶囊的内层壳材，再采用蜜胺树脂预聚体经原位聚合法合成十六烷微胶囊的外层壳材，制备出聚脲－－蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊。具体为：先将正十六烷、甲苯－２，４－二异氰酸酯充分混合后加入到去离子水、十二烷基硫酸钠和聚乙二醇壬基苯基醚的混合物中，乳化制成十六烷乳液；然后，将乙二胺配溶液，滴加到十六烷乳液中反应得到聚脲单层壳材微胶囊；最后，和蜜胺树脂预聚体反应得到聚脲－蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊。制备的微胶囊致密性好、强度高、芯材含量高、具有良好的粒径分布。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料制备领域，特别涉及一种具有复合壁材的相变材料微胶囊的 制备方法。
技术介绍
相变材料是指在相变过程中能够吸收或^:出大量热量，并在此过程中保持温 度相对稳定的材料。由于相变材料潜热高，相变过程中温度变化小，所以可以利 用这一特点来控制周围环境温度的变化。但相变材料在固一液相变过程中有液体 生成，且很多品种的相变材料存在导热性能差、相变时体积变化大等问题，因此 必须对相变材料进行封装才能更有效地加以利用。相变材料微胶嚢技术是一种运用成膜材料将相变材料包裹成粒径在2 ~ 1000 iam范围内具有核壳结构的技术，可 使相变材料具有更大的传热面积和更高的传热速率，从而有效解决以上问题。微 胶囊技术已在医药、农药、日化、感光材料等领域得到了广泛的应用，被列为国 际上21世纪重点研究开发的高新技术之一。 目前相变材料微胶嚢的制备技术主要有1) 原位聚合法是指在嚢化的过程中，生成壁材的反应单体及催化剂位于芯材液滴的内部或 外部，单体在胶嚢体系的连续相中是可溶的，而生成的聚合物壁材在整个体系中 是不可溶的。在液滴表面上，聚合单体产生相对低分子量的预聚物，当预聚物尺 寸逐步增大后，沉积在芯材物质的表面，由于交联及聚合的不断进行，最终形成 固体的胶嚢外壳，所生成的聚合物薄膜可覆盖芯材液滴的全部表面。常用的蜜胺树脂微胶嚢壁材是采用原位生成法制备的，具有优良的耐水、耐 酸碱性、耐热性与耐形变性能，但脆性较大，易导致芯材的渗漏。2) 界面聚合法在界面聚合法制备微胶嚢的工艺中，胶囊壁材是通过两类单体的聚合反应形 成的。参与聚合反应的单体至少有两种，其中必须存在两类单体， 一类是油溶性的单体，另一类是水溶性的单体。它们分别位于芯材液滴的内部和外部，并在芯 材液滴的表面进行反应，形成聚合物薄膜。常用的聚脲壁材是采用界面聚合法制备的，具备优异的耐化学性能、致密性 与力学性能，但可透性较高，密封性较差。 3)复凝聚法以两种或多种带有相反电荷的线性无规则聚合物为壁材单体，将芯材分散在 壁材水溶液中，在适当条件下使带有相反电荷的壁材单体间发生静电作用，互相 吸引后在芯材表面逐渐沉积生成不溶性壁材，壁材将芯材包裹生成孩i胶囊。在明胶-阿拉伯树胶溶液中可通过复凝聚法来制备微胶嚢，此方法成膜性 好，但生成的壁材强度较低。总而言之，采用单一方法制备出的樣i胶嚢都具有其局限性，如果能采用不同 的方法先后在芯材表面生成不同种类的壁材，制备出具有复合壁材微胶嚢，可大 大提高微胶嚢的性能。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的微胶囊壁材的致密性与强度不够好的缺点，提供 了一种聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊的制备方法，制备的微胶嚢致密性 好、强度高、芯材含量高、具有良好的粒径分布。本专利技术的技术方案为 一种聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢的制备方 法，首先采用曱苯-2，4-二异氰酸酯和乙二胺经界面聚合法合成十六烷孩i胶嚢的内 层壳材，再采用蜜胺树脂预聚体经原位聚合法合成十六烷微胶嚢的外层壳材，制 备出聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊。甲苯-2，4-二异氰酸酯和乙二胺经界面聚合法合成十六烷微胶嚢的内层壳材 的具体制备过程如下第一步，将l质量份的正十六烷、0.1~0.15质量份的甲苯-2,4-二异氰酸酯充分 混合后加入到盛有7质量份的去离子水、0.05 0.06质量份的十二烷基石克酸钠和 0.04 0.05质量份的聚乙二醇壬基苯基醚(OP乳化剂)的三锥形瓶中，50。C下在 高剪切乳化机上以8000 ~ 10000r/min的转速乳化10 15min制成十六烷乳液并移 入250ml的三口瓶中；第二步，将0.15 0.20质量份的乙二胺配制成10。/。wt的溶液，在搅拌速度为 300 ~ 400r/min、 50°C水浴中，以小于0.5ml/min的滴加速度滴加到第 一步得到的 十六烷乳液中，滴加完毕后在70。C条件下反应2h，得到具有单层壳材的十六烷微胶嚢悬浮液。第三步，在200 250r/min搅拌速度下，70。C温度条件下以小于lml/min的滴加 速度滴加1.8 2.0质量份的自制的蜜胺树脂预聚体至上一步备得到的具有单层壁 材的十六烷微胶嚢悬浮液中。蜜胺树脂预聚体的制备方法为将l质量份的三聚 氰胺加入到盛有2质量份的37%的甲醛溶液和4质量份的蒸馏水的三口瓶中，用 10%三乙醇胺调节pH为8 ~ 9, 70。C条件下，在100 200r/min速度下搅拌直至透明 粘稠状液体即得到蜜胺树脂预聚体。蜜胺树脂预聚体滴完后搅拌速度升至 350 400r/min搅拌20 25min,再用10。/。wt的乙酸调节pH值为6.0 ~ 4.5,乙酸的滴 加速度小于0.4ml/min,在水浴温度70。C条件下反应2h,再升温至90。C继续反应 2h后，将悬浮液抽滤、洗涤、干燥，得到聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢。 在此过程中，蜜胺树脂预聚体在受到体系中聚脲壁材微胶囊表面阴离子乳化剂负 电荷的吸引后向乳滴表面移动，预聚体中存在的游离羟曱基、胺基和亚胺基等活 性基团在酸性条件进行缩聚反应，在内层聚脲壁材的表面通过原位生成法形成外 层蜜胺树脂壁材；同时因为蜜胺树脂预聚体中含有相对多的胺基，使蜜胺树脂预 聚体与已形成的聚脲内壁层具有更高的亲和力，内层的聚脲壁材与外层的蜜胺树 脂之间通过物理作用和化学键接作用相结合，形成致密的微胶囊复合壁层。制备的聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢，芯材为十六烷，芯材含量为 60-65 %wt，内层壁材为聚脲，由甲苯-2，4-二异氰酸酯和乙二胺经界面聚合法合 成，外层为蜜胺树脂，由三聚氰胺和曱醛生成的预聚体经援为聚合法合成，内层 的聚脲和外层的蜜胺树脂之间通过物理作用和化学键作用结合。有益效果1. 生成的聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢表面光滑致密，无明显缺 陷，未出现粘连现象。2. 聚脲_蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢的包履程度高，壁材的抗渗性增强。3. 聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢芯材含量为60 65。/。wt,相变潜热 为140-155J/g,具有良好的相变性能。4. 聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊在IOO'C之内热稳定性良好。5. 聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢密度为l. 02~1. 06g/cm3,粒度分 布集中，粒径为l. 02 - 12. 73 um的颗粒体积率为大于95。/。。附图说明图1聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢制备的工艺过程。图2聚脲单层壁材十六烷微胶嚢的生成效果，a干燥降温之前，b干燥降温之后。图3聚脲一蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢生成效果，a干燥降温之前，b干燥降温之后。图4聚脲一蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢的DSC测试结果。图5聚脲一蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢的TGA曲线。图6聚脲一蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢的粒径分布曲线。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做出具体说明。图l为聚脲-蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶嚢制备的具体工艺过程。根据图1 可将整个制备过程按制备顺序分为三个阶段第一阶段为液态十六烷的乳化，第 二阶段为单层聚脲壁材十六烷微胶嚢的生成，第三阶段为聚脲-蜜胺树脂双层壁 材十六烷微胶嚢的生成。图2为聚脲单层壁材十六烷^鼓胶囊的生成效果。由图2-a可以看出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚脲－蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊的制备方法，其特征在于，首先采用甲苯－２，４－二异氰酸酯和乙二胺经界面聚合法合成十六烷微胶囊的内层壁材，再采用蜜胺树脂预聚体经原位聚合法合成十六烷微胶囊的外层壁材，制备出聚脲－蜜胺树脂双层壁材十六烷微胶囊。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钱春香，高桂波，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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