【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合相变材料，涉及一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料及其制备方法。
技术介绍
1、相变材料(pcm)具有在相态变化过程中吸放热能的特性，已经在能源储存、温度控制等领域得到了广泛的应用。相变微胶囊是一种芯材为pcm，壁材为聚合物或无机物的功能性材料，相变微胶囊的囊壁对pcm起到了封装作用，解决了pcm相变时体积变化过大和易泄露的问题。专利申请号cn 114409867a-公布了一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法。该方法以聚氨酯为壁材，相变材料为芯材，制备出了一种相变微胶囊，但是由于该制备方法中相变材料被包覆于聚氨酯囊壁之中，导致性能上存在局限性，如相变温度范围狭窄、相变稳定性差、热导效率低等。此外，在实际应用中，由于相变微胶囊力学强度不足，导致其易与基体分离或者破裂进而使复合材料整体产生内部缺陷，显著降低了复合材料力学性能和耐久性。已有的研究表明聚氨酯固-固相变材料是具有较好储热性能的高分子固-固相变材料，且具有合成单体品种多、反应条件温和、配方灵活、可实现pcm的相变焓和相变温度范围调节等优势，且相变过程中没有液体小分子泄漏、无需封装、热稳定性好。虽然聚氨酯固-固相变材料具有优异的相变性能，但单独采用该材料焓值较低，影响其实际应用效果。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料及其制备方法，通过结合相变微胶囊技术，将相变微胶囊与聚氨酯固固相变材料复合，得到具有优异相变性能、耐热性能及力学性能
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，包括，
4、s1，将聚乙二醇加入到dmf中，在一定温度条件下搅拌至溶解，加入4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，在氮气气氛下反应后，得到聚氨酯预聚体；
5、s2，将明胶加入到去离子水中溶解后得到明胶水溶液，再将熔融后的石蜡加入到明胶水溶液中，随后再加入op-10乳化剂，经高速剪切后制备得到乳化液，再采用喷雾干燥法将乳化液制备为相变微胶囊；
6、s3，将聚氨酯预聚体与moca扩链剂混合后，再加入相变微胶囊混合后得到混合物，将混合物注入模具中，固化后得到聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料。
7、优选的，所述4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇的摩尔比为2～3：1；所述聚乙二醇的分子量为2000或4000。
8、优选的，所述聚氨酯预聚体的合成路径为：
9、
10、优选的，所述s1的聚氨酯预聚体的制备，具体过程为：
11、将聚乙二醇在100～120℃下真空脱水8h后降温至50℃，在将聚乙二醇加入到经过分子筛脱水处理后的dmf中，在75～80℃温度条件下于搅拌至完溶解，随后加入4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯，在氮气保护下，于60～70℃温度下反应2h或者在70～85℃温度下反应1h，制备得到聚氨酯预聚体。
12、优选的，所述明胶与去离子水的质量比为5:95，所述石蜡与明胶水溶液的质量比为1:10，所述石蜡与op-10乳化剂的质量比为10:1。
13、优选的，所述s2中乳化液的具体制备过程为：
14、先将明胶溶解在去离子水中，在温度为70℃下、转速为800r/min下搅拌溶解30min后得到明胶水溶液；再在温度为70℃下加热熔融石蜡，将其在70℃恒温下加入到明胶水溶液中，随后加入op-10乳化剂，用高速剪切机以10000r/min的转速、在温度为70℃的条件下剪切30min后，制备得到乳化液。
15、优选的，所述采用喷雾干燥法的具体条件为：
16、通过设定喷雾干燥机参数，其进风温度为200℃，进风量为80m3/h，进料速度为150ml/h，出口温度为100℃，压缩空气压力为0.2～0.3mpa。
17、优选的，所述聚氨酯预聚体与相变微胶囊的质量比为4：1。
18、优选的，所述moca扩链剂的扩链系数为0.85。
19、一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料，由上述制备方法制得。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
21、本专利技术涉及一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料及其制备方法，该复合相变材料以聚氨酯固-固相变材料为基体，相变微胶囊为填料，通过结合相变微胶囊技术，将相变微胶囊与聚氨酯固固相变材料复合，得到具有优异相变性能、耐热性能及力学性能的复合相变材料。该制备方法包括：制备由聚乙二醇与异氰酸酯组成的预聚体，并且通过喷雾干燥法制备相变微胶囊，再将预聚体与相变微胶囊混合，最后加入扩链剂，经过固化最终得到复合相变材料。本专利技术通过在聚氨酯固-固相变材料中加入与其相变温度区间相似的相变微胶囊，实现复合相变材料焓值的提升；进行复合，从而得到兼具高温与低温相变功能的复合相变材料。该制备方法具有材料易获取、成本低廉、操作简便等优点，制得的复合相变材料具有更高的焓值，在热能储存、温控材料等领域具有极其重要的应用价值。，同时，还可以将高温pcm与低温pcm复合，使得的到的复合相变材料在高低温环境下均具备相变功能，拓宽其应用领域。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇的摩尔比为2～3：1，所述聚乙二醇的分子量为2000或4000。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚体的合成路径为：
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述S1的聚氨酯预聚体的制备，具体过程为：
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述明胶与去离子水的质量比为5:95，所述石蜡与明胶水溶液的质量比为1:10，所述石蜡与OP-10乳化剂的质量比为10:1。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述S2中乳化液的具体制备过程为：
7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯
8.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚体与相变微胶囊的质量比为4：1。
9.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述moca扩链剂的扩链系数为0.85。
10.一种聚氨酯固固PCM/相变微胶囊复合相变材料，基于权利要求1-9任一项所述的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述4，4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与聚乙二醇的摩尔比为2～3：1，所述聚乙二醇的分子量为2000或4000。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯预聚体的合成路径为：
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述s1的聚氨酯预聚体的制备，具体过程为：
5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯固固pcm/相变微胶囊复合相变材料的制备方法，其特征在于，所述明胶与去离子水的质量比为5:95，所述石蜡与明胶水溶液的质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：张根合，司永明，曹峰，王旺宁，李涛涛，蔡力，魏堃，余金乐，马骉，顾展鹏，
申请(专利权)人：中交二公局第七工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。