The invention discloses a microcapsule of an organic phase change energy storage material and a preparation method thereof. The microcapsules of the organic phase change materials, composed of the core and shell, the core material consists of organic phase change materials; the core shell at least comprises inner and outer layers, the inner layer by in-situ polymerization, interfacial polymerization, reaction phase separation, a method of complex coacervation method and sol gel method in these five kinds of methods of coating; one of the methods of outer polymerization, reaction phase separation method, sol-gel method and complex coacervation method in these four methods by in-situ coating. The size, composition and shell thickness of the core-shell microcapsules of the invention can be adjusted, with good flexibility, mechanical strength, anti permeability and dispersion, can be widely used in solar energy utilization, industrial waste heat recovery, energy saving, constant temperature clothing, thermal storage air conditioning and electrical energy, temperature and other materials, aerospace, textile, electric power, medical equipment, construction and other fields.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着能源需求的日益增加，能源资源紧缺和匮乏已显得特别突出，因此，节能、 省能和高效利用其他可再生能源已成为能源领域中的重要内容。利用相变材料的相 变潜热进行能量的储存(蓄冷、蓄热)是一项新型的环保节能技术。相变材料(PCMs)是指物质发生相变时能够吸收或放出热量而该物质本身温 度不变或变化不大的一种智能材料。常低温相变物质或复合该物质的相变材料具有 自适应的环境温度调控等功能，使人具有舒适感，起到冬暖夏凉的作用，因而在建 筑室内装修材料、纺织服饰、空调蓄热储能材料等方面有较大的应用前景。相变储能材料分为无机相变材料和有机相变材料，按其相变形式可分为固液相 变和固固相变，其中固液相变占大部分。但是，固液相变材料因其熔融相变后为易 流动的液态，在实际使用过程中给人们带来了很大的不方便。目前，改变这种状况 有两种方法， 一种方法是，将相变材料与树脂基相复合制成定型相变储能材料，该 类相变材料宏观上表现为总体形状固定不变，其树脂基内部的相变材料仍发生固液 形式的相变；另一种方法是将相变材料进行微胶囊化封装制成相变储能材料的微胶 囊，该类相变...
【技术保护点】
一种有机相变储能材料的微胶囊，由核芯和核壳组成，所述核芯的材料包括有机相变储能材料；所述核壳至少包括内层和外层，所述内层和外层的材料包括有机材料和无机材料；所述内层的材料为有机材料时，采用原位聚合法、界面聚合法、反应相分离法和复凝聚法这四种方法中的任一种方法对所述核芯进行包覆；所述内层的材料为无机材料时，采用溶胶凝胶法对所述核芯进行包覆；所述外层的材料为有机材料时，采用原位聚合法、反应相分离法和复凝聚法这三种方法中的任一种方法进行包覆；所述外层的材料为无机材料时，采用溶胶凝胶法进行包覆。
【技术特征摘要】
1、一种有机相变储能材料的微胶囊，由核芯和核壳组成，所述核芯的材料包括有机相变储能材料；所述核壳至少包括内层和外层，所述内层和外层的材料包括有机材料和无机材料；所述内层的材料为有机材料时，采用原位聚合法、界面聚合法、反应相分离法和复凝聚法这四种方法中的任一种方法对所述核芯进行包覆；所述内层的材料为无机材料时，采用溶胶凝胶法对所述核芯进行包覆；所述外层的材料为有机材料时，采用原位聚合法、反应相分离法和复凝聚法这三种方法中的任一种方法进行包覆；所述外层的材料为无机材料时，采用溶胶凝胶法进行包覆。2、 根据权利要求1所述的微胶囊，其特征在于所述核壳为两层，分别为内层 和外层。3、 根据权利要求1所述的微胶囊，其特征在于所述的内层和外层之间至少包 括一层中间层，所述中间层的材料包括有机材料和无机材料；所述中间层的材料为有 机材料时，采用原位聚合法、反应相分离法和复凝聚法这三种方法中的任一种方法对 核壳内层进行包覆；所述中间层的材料为无机材料时，采用溶胶凝胶法对核壳内层进 行包覆。4、 根据权利要求3所述的有机相变储能材料的微胶囊，其特征在于所述内层 和外层之间包括一层中间层。5、 一种制备权利要求2所述的有机相变储能材料的微胶囊的方法，包括以下步骤1) 用下述a)或b)的方法制备微胶囊的核芯和核壳的内层a) 采用原位聚合法、界面聚合法、反应相分离法和复凝聚法这四种方法中的任 一种方法用有机材料对核芯材料进行包覆，得到核芯和核壳的内层；所述核芯材料包 括有机相变储能材料；b) 采用溶胶凝胶法用无机材料对核芯材料进行包覆，得到核芯和核壳的内层； 所述核芯材料包括有机相变储能材料；2) 用下述c)或d)的方法制成微胶囊c) 采用原位聚合法、反应相分离法和复凝聚法这三种方法中的任一种方法用有 机材料对所述步骤l)的核芯和核壳的内层进行包覆，得到微胶囊；d) 采用溶胶凝胶法用无机材料对所述步骤l)的核芯和核壳的内层进行包覆，得 到微胶囊。6、 一种制备权利要求4所述微胶囊的方法，包括以下步骤1) 用下述a)或b)的方法制备微胶囊的核芯和核壳的内层a) 采用原位聚合法、界面聚合法、反应相分离法和复凝聚法这四种方法中的任 一种方法用有机材料对核芯材料进行包覆，得到核芯和核壳的内层；所述核芯材料包 括有机相变储能材料；b) 采用溶胶凝胶法用无机材料对核芯材料进行包覆，得到核芯和核壳的内层； 所述核芯材料包括有机相变储能材料；2) 用下述c)或d)的方法制成微胶囊c) 采用原位聚合法、反应相分离法和复凝聚法这三种方法中的任一种方法用有 机材料对所述对所述步骤1)的核芯和核壳的内层进行包覆，得到核芯、核壳的内层 和中间层；d) 采用溶胶凝胶法用无机材料对所述步骤l)的核芯和核壳的内层进行包覆，得 到核芯、核壳的内层和中间层；3) 用下述e)或f)的方法制成微胶囊e) 采用原位聚合法、反应相分离法和复凝聚法这三种方法中的任一种方法用有 机材料对所述对所述步骤2)的核芯、核壳的内层和中间层进行包覆，得到微胶囊；f) 采用溶胶凝胶法用无机材料对所述步骤2)的核芯、核壳的内层和中间层进行 包覆，得到微胶囊。7、 根据权利要求1-4中任一所述的微胶囊或根据权利要求5或6所述的方法，其 特征在于所述有机相变储能材料包括高级脂肪烃、高级脂肪醇、高级脂肪酸和高级 脂肪酸酯。8、 根据权利要求7所述的微胶囊或根据权利要求7所述的方法，其特征在于 所述高级脂肪烃、高级脂肪醇、高级脂肪酸和高级脂肪酸酯的相变温度为5-85t:，相 变潜热为110-270 kJ/kg;其中，所述高级脂肪烃的相变潜热优选为l卯 270kJ/kg，所述高级脂肪烃优选为Cw C5o的烷烃中的任一种烷烃或其任意组合，尤其优选为石蜡；所述Ci4 Qo的烷烃优选为十四垸、十五垸、十六垸、十七垸、十八垸、十九烷、二十垸、二十一烷、 二十二垸、二十三垸、二十四烷、二十五烷、二十六垸、二十七烷、二十八烷、三十 二垸、三十四垸、三十六垸或四十烷；所述高级脂肪醇优选为十二醇、十四醇、十六醇、十八醇、环己醇、叔丁醇、2，2 一二甲基1,3丙二醇或2 —氨基一 2甲基一 1，3丙二醇；所述高级脂肪酸的相变潜热优选为150 210kJ/kg;所述高级脂肪酸优选为癸酸、 月桂酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸或十八垸酸；9、 根据权利要求1-4、 7和8中任一所述微胶囊或根据权利要求5-8中任一所述 的方法，其特征在于所述核芯和核壳的材料还包括具有红外反射特性、红外吸收特 性、紫外反射特性、紫外吸收特性、热辐射反射特性或隔热特性的功能性颗粒；所述具有红外吸收特性的功能性颗粒优选为氮化硅、碳化硅、炭黑和四氧化三铁中的任一种或其任意组合；所述具有紫外吸收特性的功能性颗粒优选为氧化锌和/或二氧化钛； 所述具有热辐射反射特性的功能性颗粒优选为氧化铝、氧化铟和氧化锆中的任一种或其任意组合；所述具有隔热性能的功能性颗粒优选为中空微球；所述中空微球优选为聚苯乙烯 中空微球。10、 根据权利要求l-4、 7、 8和9中任一所述的微胶囊或根据权利要求5-9中任 一所述的方法，其特征在于所述有机材料为下述7种材料中的任一种或其任意组合聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、脲醛树脂聚合物、蜜胺树脂聚合物、酚醛树脂聚合物、改性脲醛树脂和改性蜜胺树脂，采用原位聚合法进行包覆；所述改性脲醛树脂是用下述十一种改性剂中的任一种或其任意组合对脲醛树脂 进行改性得到的三聚氰胺、聚乙二醇(数均分子量200 2000)、聚丙二醇(数均 分子量200 2000)、聚乙烯醇(数均分子量20 000 200 000)、间苯二酚、对苯二 酚、苯酚、苯酚和三聚氰胺共聚、聚乙烯醇(数均分子量20 000 200 000)和三聚氰 胺共聚、间苯二酚和三聚氰胺共聚、间苯二酚和聚乙烯醇(数均分子量20 000 200 000)共聚；所述改性蜜胺树脂是用下述十一种改性剂中的任一种或其任意组合对蜜胺树脂 进行改性得到的三聚氰胺、聚乙二醇(数均分子量200 2000)、聚丙二醇(数均 分子量200 2000)、聚乙烯醇(数均分子量20 000 200 000)、间苯二酚、对苯二 酚、苯酚、苯酚和三聚氰胺共聚、聚乙烯醇(数均分子量20 000 200 000)和三聚氰 胺共聚、间苯二酚和三聚氰胺共聚、间苯二酚和聚乙烯醇(数均分子量20 000 200 000)共聚。11、 根据权利要求1-4和7-10中任一所述的微胶囊或根据权利要求5-10中任一 所述的方法，其特征在于所述有机材料为下述7种材料中的任一种或其任意组合聚酰胺、聚脲、聚磺酰胺、聚氨酯、聚酯、环氧树脂和酚醛树脂，采用界面聚合法进行包覆。12、 根据权利要求1-4或7-11中任一所述的微胶囊或根据权利要求5-11中任一 所述的方法，其特征在于所述有机材料包括聚苯乙烯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯、聚 甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸肉桂酸乙基酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚 丙烯酸丁酯、聚丙烯酸叔丁酯、聚氧丙烯、聚二甲基硅烷、聚乙烯基丁酯、聚异丁烯 和聚醋酸乙烯酯，采用反应相分离法进行包覆。13、 根据权利要求1-4或7-12中任一所述的微胶囊或根据权利要求5-12中任一 所述的方法，其特征在于所述有机材料为凝聚物，采用复凝聚法进行包覆；所述凝聚物由下述A) 、 B)或C)的物质制成A)聚阴离子和聚阳离子；B) 聚阴离子和两性高分子电解质；C)聚阴离子、聚阳离子和两性高分子电解质；所述聚阳离子包括聚乙烯吡啶丁基溴和聚乙烯吡咯烷酮；所述两性高分子电解质 包括明胶和酪蛋白；所述聚阴离子包括阿拉伯胶、海藻酸钠、琼脂、聚磷酸钠、聚硅 酸钠、羧甲基纤维素、苯乙烯-马来酸酐共聚物的钠盐水解物、乙烯-马来酸酐共聚物 的钠盐水解物、乙烯甲基醚-顺丁烯二酸酐共聚物的钠盐水解物、异丁烯-苯乙烯-马来 酸酐...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨振忠，金兆国，刘继广，屈小中，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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