一种高稳定性相变乳液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高稳定性相变乳液及其制备方法，其原料按照重量百分比计，组成如下：油相相变材料

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性相变乳液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及相变材料生产
，特别涉及一种高稳定性相变乳液及其制备方法
。

技术介绍

[0002]相变乳液是具有蓄冷或蓄热功能的
、
性能稳定的新型乳液材料，一般主要由相变材料
、
水以及乳化剂组成，相变乳液可以利用相变材料的特性存储和释放大量能量，在相变过程中可以始终保持液体状态，并具有优异的流动性
。
[0003]相变乳液是利用相变材料来存储和释放能量，相变材料存储和释放能量需要通过温度的降低和升高来控制，在这个过程中相变材料会在液体和固体不停转换
。
而相变材料液体和固体的密度差异较大，这会导致乳化剂包裹的相变材料内部体积不断变化，材料相变前后会有约
20
％左右的体积变化，所以利用传统的乳液工艺制备相变乳液会导致相变乳液稳定性能较差
。
[0004]解决相变乳液稳定性差的问题，目前普遍使用的方法是将相变材料做成微胶囊来降低体积变化影响，但是相变微胶囊是固体包覆粉末，在流体经过泵剪切后很容易使微胶囊外壳体破裂，相变材料会流出破坏界面稳定，流出的相变材料在低温环境会结块，最后导致整个流体失效
。
另外相变微胶囊制成能流动的悬浮液，为保证流动性，悬浮液中相变微胶囊的含量不能太高
(20
％以内
)
，导致整个体系中相变材料含量很低，在实际应用中基本体现不出相变材料的作用
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高稳定性相变乳液及其制备方法，能有效解决相变材料体积变化导致相变乳液稳定性差的问题
。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高稳定性相变乳液，其原料按照重量百分比计，组成如下：油相相变材料
10
％
‑
45
％，乳化剂1％
‑
15
％，高低温膨胀限制剂1％
‑
10
％，消泡剂
0.05
％
‑1％，水相材料
29
％
‑
87.95
％
。
[0007]本专利技术为了减少相变材料体积变化影响，本专利技术在相变材料中引入具有网络结构的高低温膨胀限制剂，可以很好的限制相变材料的体积变化
。
[0008]热塑性弹性体引入到乳液体系限制膨胀效果不佳，本专利技术引入了特定的高低温膨胀限制剂，可以有效的限制相变材料高低温的膨胀影响
。
高低温膨胀限制剂采用热塑性弹性体
、
接枝改性剂和性能增强剂组成，三者能形成有效地交联网络结构，在乳液中起到网络骨架作用，从而有效的限制相变材料的高低温膨胀影响
。
[0009]所述高低温膨胀限制剂的原料按照重量百分比计，组成如下：热塑性弹性体
40
％
‑
70
％，接枝改性剂
25
％
‑
59
％，性能增强剂1％
‑5％；所述性能增强剂由膨胀石墨与油相相变材料按照
1:2
‑3的质量比混合制成
。
[0010]相变乳液为保证流动性能，乳液体系的固含量
(
相变材料
、
表面活性剂等
)
不能太高，所以乳液粘度越低，相变乳液的焓值也越低
。
本专利技术的性能增强剂为吸附相变材料的膨胀石墨，作为高低温膨胀限制剂的组分加入乳液体系，不但可以有效的提高相变焓值，而且可以提高引入的高低温膨胀限制剂的机械性能，增强交联强度，更加有效的限制相变材料的高低温膨胀影响
。
[0011]所述热塑性弹性体为
SBS、SEBS、SEPS、TPU、TPE、
马来酸酐接枝
SBS、
马来酸酐接枝
SEBS、
马来酸酐接枝
SEPS、
马来酸酐接枝
TPU、
马来酸酐接枝
TPE
中的一种或者多种
。
[0012]所述接枝改性剂为氨基接枝聚丙烯
、
氨基接枝聚乙烯中的一种或者两种
。
[0013]所述油相相变材料为
C12
～
C33
的饱和烷烃
、C12
～
C33
的脂肪酸
、C12
～
C33
的脂肪酸酯中的一种或几种
。
[0014]所述水相材料为水
、
多元醇中的一种或者几种
。
[0015]所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚
(EO
数为8～
20
范围
)、
鲸蜡硬脂醇聚醚
‑
12、
鲸蜡硬脂醇聚醚
‑
20、
鲸蜡硬脂醇聚醚
‑
30、Span80、Tween80
中的一种或者几种
。
[0016]所述消泡剂为
NF
‑
194
或者
HY
‑
A10。
[0017]所述高稳定性相变乳液的制备方法，包括以下步骤：
(1)
性能增强剂制备：将膨胀石墨放置在高温炉中，温度
400
‑
500℃
烘1‑3小时，自然冷却后取出，接着将膨胀石墨与油相相变材料放入真空搅拌釜中，加热至
70
‑
75℃
，抽真空搅拌4‑6小时后抽滤出液体制得性能增强剂；
(2)
高低温膨胀限制剂制备：取热塑性弹性体
、
接枝改性剂
、
性能增强剂放入双螺杆挤出机中，加工温度设置为
170
‑
220℃
，进行熔融
、
挤出
、
造粒
、
粉碎，制成高低温膨胀限制剂；
(3)
高温乳化：在高温环境中，先将油相相变材料熔融后，加入高低温膨胀限制剂
、
占乳化剂总重量
70
‑
80
％的乳化剂搅拌混合均匀得油相；再将占水相材料总重量
70
‑
80
％的水相材料与消泡剂搅拌均匀形成水相；然后在搅拌条件下，将水相滴加至油相中，滴加速度先慢后快，
50
‑
60
分钟内滴加水相总体积的
15
‑
25
％，接着在
10
‑
15
分钟内滴加水相总体积的
75
‑
85
％，滴加完成后高速
(6000
转
/
分钟
)
搅拌
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高稳定性相变乳液，其特征在于，其原料按照重量百分比计，组成如下：油相相变材料
10
％
‑
45
％，乳化剂1％
‑
15
％，高低温膨胀限制剂1％
‑
10
％，消泡剂
0.05
％
‑1％，水相材料
29
％
‑
87.95
％
。2.
根据权利要求1所述的一种高稳定性相变乳液，其特征在于，所述高低温膨胀限制剂的原料按照重量百分比计，组成如下：热塑性弹性体
40
％
‑
70
％，接枝改性剂
25
％
‑
59
％，性能增强剂1％
‑5％；所述性能增强剂由膨胀石墨与油相相变材料按照
1:2
‑3的质量比混合制成
。3.
根据权利要求2所述的一种高稳定性相变乳液，其特征在于，所述热塑性弹性体为
SBS、SEBS、SEPS、TPU、TPE、
马来酸酐接枝
SBS、
马来酸酐接枝
SEBS、
马来酸酐接枝
SEPS、
马来酸酐接枝
TPU、
马来酸酐接枝
TPE
中的一种或者多种
。4.
根据权利要求2所述的一种高稳定性相变乳液，其特征在于，所述接枝改性剂为氨基接枝聚丙烯
、
氨基接枝聚乙烯中的一种或者两种
。5.
根据权利要求1或2所述的一种高稳定性相变乳液，其特征在于，所述油相相变材料为
C12
～
C33
的饱和烷烃
、C12
～
C33
的脂肪酸
、C12
～
C33
的脂肪酸酯中的一种或几种
。6.
根据权利要求1或2所述的一种高稳定性相变乳液，其特征在于，所述水相材料为水
、
多元醇中的一种或者几种
。7.
根据权利要求1或2所述的一种高稳定性相变乳液，其特征在于，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚
、
鲸蜡硬脂醇聚醚
‑
12、
鲸蜡硬脂醇聚醚
‑
20、
鲸蜡硬脂醇聚醚
‑
30、Span80、Tween80
中的一种或者几种

【专利技术属性】
技术研发人员：支晓华，黄晓柳，
申请(专利权)人：杭州鲁尔新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：