相变材料组合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及相变材料组合物的制备方法，该相变材料组合物为少渗漏优选无渗漏的、结合聚合物的并且包含相变材料的相变材料组合物，所述制备方法的特征在于，液化该相变材料，将该液态的相变材料在比相变材料熔点高出５０℃～１３０℃、但至少高出２０℃～７０℃的温度引入挤出机中，也将聚合物引入所述挤出机中，其中该挤出机具有捏合单元、输送单元和增压单元，并在挤出方向上于聚合物之后将相变材料引入挤出机中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 本专利技术涉及，该相变材料组合物为少渗漏优选无渗漏 的、结合聚合物的并且包含相变材料的相变材料组合物。已经知道这类方法和相变材料的不同实施方式。例如参见EP 0747431BU WO 98/12366,US 2006/0124892AUUS 4，908，166AUUS 2002/0105108AUUS 2006/0124892A1 和US 2005/0208286A1。作为相变材料尤其考虑的是盐基相变材料。到目前为止，结合聚合物的相变材料在对热塑性纤维、平板、颗粒等进行热处理中 的应用在很大程度上是失败的，这是由于一方面结合未封装相变材料材料的方法过于昂贵 (US2002/0105108、US2005/0208286)，因为首先在第一步骤中未封装相变材料混入小分子 的、相变材料亲和性的聚合物中，然后在后续步骤中，在单螺旋挤出机中作为颗粒中间体通 过熔融物化合路径结合入高分子聚合物基质中。另一方面当聚合物基质中相变材料填充 含量较高时在高温高压下会发生相变材料成分的渗漏。到目前为止，人们尝试如下处理所 述的渗漏现象，在相变材料聚合物复合物的大表面产品(平板)情况下用铝箔完全密封其 表面以防止在相变点液化的相变材料成分的渗出(US2006/0124892)。应用储热颗粒形式 的相变材料复合物材料在水基储热容器进行热处理时会由于表面上出现的相变材料材料 引起储热颗粒的粘结而引起的。当聚合物基质中具有高填充含量的相变材料(相变材料 的重量％>60%)时，基于相变材料聚合物复合物的产品(平板、颗粒、其他的几何造型 (Formkorper))的机械强度大大减少。为了改善相变材料复合物的导热性，尝试添加无 机添加剂，例如石墨，从而加速热能相对于时间的吸收和释放。从现有技术出发，本专利技术的任务是提供一种少渗漏、优选无渗漏的相变材料的制 备方法，该相变材料具有提高的机械强度和尽可能改进的热变形稳定性和/或改善的导热 性，该制备方法成本更低并且带来了期望的效果。该任务的可能解决方法根据第一专利技术构思通过权利要求1给出的，其中将液态或 液化的相变材料在比相变材料熔点高出50°C 130°C、但总之要高出20°C 70°C的温度引 入挤出机中，也将聚合物引入所述挤出机中，其中该挤出机具有捏合单元、输送单元和增压 单元(Stauelement)，并在挤出方向上于引入聚合物之后紧接着将相变材料引入挤出机中， 并且在该区域中已经发生对聚合物的第一次强烈捏合作用。相变材料不仅在较高的温度下 引入挤出机中，而且引入至聚合物材料已经在某种程度上充分捏合的区域中。并且优选发 生在仅涉及材料输送的第一镇静段(Beruhigimgsabschnitt)中。由于相变材料的温度高， 从而确保了相变材料引入时的好的流动特性。引入的聚合物(优选聚乙烯，尤其是低密度 聚乙烯，例如还有二嵌段共聚物和三嵌段共聚物)同时用作分散体基质和聚合物基质。优 选地，另外引入的聚合物PMMA尤其作为增粘剂和协同作用成分改善了相变材料聚合物复 合物中的二嵌段共聚物和三嵌段共聚物的三维网络的构建，特别是不仅改善相变材料成分 在高温高压下从相变材料聚合物复合物渗漏的行为，而且改善了得到的相变材料聚合物复 合物的造型的机械稳定性。由此得到改善的循环稳定性，也就是说，改善的储热性和放热性。此外，还得到改 善的热学性能和机械性能。机械热变形稳定性得到狄涛并且导热性得到改善。相变温度大于50°C、室温时为固态相变材料材料虽然也可以计量加入挤出机的进 料区中，然而当进料区的冷却不充分时不仅会出现聚合物成分的进料问题，而且会出现相 变材料成分在各嵌段共聚物基质或在由PMMA和嵌段共聚物形成的聚合物基质掺合物中不 能充分地形状一致且均勻的分布以及不能无渗漏原位封装。 碳纳米管，即CNT (英语为carbon nanotubes)，是极微小的管状构造(分子纳米 管)的碳。管径大都在1 50μπι，但也可以制备直径最大至0.4μπι的管。对于单个管已 经达到几毫米的长度，对于管束已经达到最长20厘米的长度。重要的是，纳米管的至少一 个维度(直径)位于纳米范围内，并且由此这些纳米颗粒的性能与具有相同组成但直径不 在纳米范围的颗粒的性能从本质上不同。在实验中出人意料地发现，额外使用少量的碳纳米管(1 5重量％，基于离开挤 出机的产品)，优选多壁碳纳米管，不仅改善了相变材料在纯的嵌段共聚物或在嵌段共聚 物/PMMA掺合基质中的原位封装，并因此进一步改善了相变材料在高温高压下的渗漏行 为，而且提高了相变材料聚合物复合物的机械稳定性和导热性。关于碳纳米管例如可参见 作者 Dr. Ralph Krupke> Dr. Aravind Vi jaraghavan、Dr. Frank Hennrich 禾口 Prof. Horst Hahn于“Labor&more” 04/07第66页 69页上发表的文章。多壁碳纳米管也显著改善了 从挤出机卸料时聚合物熔融物的股状物形成行为(Strangbildungsverhalten)(提高股状 物强度)，并因此提高本专利技术的熔融物化合路径的造粒步骤的过程安全性。通过第二网络 (Zweitnetzwerk)的固有纳米结构，可以完全或几乎完全抑制相变材料填充度(FUllgrad) 最多至80重量％时的相变材料成分的渗漏，其中该第二网络优选基于在PMMA和相变材料 的二嵌段或三嵌段共聚物的亚微级聚合物网络内部的多壁碳纳米管和亲合性相变材料成 分。所应用的多壁碳纳米管同样可以防止相变材料成分从聚合物复合物中渗漏出来， 尤其是当在室温或在人体体温时聚合物组合物相变材料材料已经是液态或液化的情况下。多壁碳纳米管仅与液态石蜡就可构建高粘性网络结构，该网络结构然后与PMMA/ 嵌段共聚物网络一起形成对嵌入的相变材料而言更紧密的网络结构。作为相变材料优选使用未封装(unverkapselt)的石蜡。关于实际的熔融化合路径，可以在使用所要求的聚合物和添加剂的条件下，使用 相变温度为_4°C 80°C的石蜡态相变材料材料。通过构建的PMMA/嵌段共聚物-网络结构内部的相变材料成分(石蜡)的原位 聚合物封装，使得最多至75重量％的石蜡结合入所得聚合物复合物中，该聚合物复合物还 是能造粒的以及可以通过另外的合适的设备(宽口喷嘴(Breitschlitzdilse)、牵引压延机 (Abzugskalander)、旋喷头(Spirmdilsen))从挤出机熔融物直接加工成其他的造型(平板、 厚膜、无纺布)。本专利技术的其他特征将在下文的附图说明中并多次在对应于权利要求范围的优选 配置中进行说明。在对应于所述权利要求范围的一个或多个单独特征的配置中或者与此独 立的配置中，其他特征也可以是有意义的。首先优选的是，挤出机是螺旋挤出机，尤其是双螺旋挤出机。图1示出了螺旋单 元、外围计量技术以及聚合物成分和相变材料的进料位置的优选结构配置。液态的或液化 的石蜡(5)在熔化_和预热容器中预热至具体所需的进料温度(Zugabetemperatur)，并利用输送泵(6)经过计量喷枪(Dosierlanze)计量给料进入挤出机、优选双螺旋挤出机中。固态鳞形石蜡可以通过计量秤和各聚合物成分(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
相变材料组合物的制备方法，该相变材料组合物为少渗漏优选无渗漏的、结合聚合物的并且包含相变材料的相变材料组合物，所述制备方法的特征在于，液化该相变材料，将该液态的相变材料在比相变材料熔点高出５０℃～１３０℃、但至少高出２０℃～７０℃的温度引入挤出机中，将聚合物也引入所述挤出机中，其中该挤出机具有捏合单元、输送单元和增压单元，并在挤出方向上于聚合物之后将相变材料引入挤出机中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯菲巴克，德克C比特纳，安杰洛许茨，斯蒂芬赖尼曼，
申请(专利权)人：鲁比塞姆技术有限责任公司，纺织和塑料研究协会图林根研究院，
类型：发明
国别省市：DE[德国]