[發明專利]一種壁材鑲嵌納米氧化鋁的相變微膠囊的制備方法

有效

• 申請號: 201010571194.2
• 申請日: 2010-11-26
• 公開（公告）號: CN102059083A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 盧詠來;陳玲;張立群;馮予星
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;B01J13/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種壁材鑲嵌納米氧化鋁的相變微膠囊及其制備方法。屬于相變儲能微膠囊制備技術。

背景技術

相變微膠囊就是利用壁材將芯材相變材料進行包覆得到的一種核殼結構的球形物質。微膠囊化相變材料的研究始于1970s，近年來吸引了越來越多人的注意。可以采用各種不同的方法制備相變微膠囊，包括原位聚合法，界面聚合法，乳液聚合法，復凝聚法和噴霧干燥法。相變微膠囊的應用領域包括：調熱纖維，熱能傳遞和建筑材料。

相變微膠囊的外殼材料對其性能有著重要的影響，且不同的應用領域對外殼材料有不同的要求，因此外殼材料的選取至關重要。為了對相變材料起到良好的保護作用，常選擇三聚氰胺-甲醛樹脂，脲醛樹脂，聚氨酯或者他們的復合體系作為相變微膠囊的壁材。

有關均質壁材相變微膠囊的制備技術已經很成熟了，為了賦予相變微膠囊新的特殊功能，一些研究人員開始嘗試在微膠囊中鑲嵌入納米顆粒。如在微膠囊壁材中引入新穎的光催化劑或者銳鈦型二氧化鈦的微膠囊能夠增強防紫外線的功效。若選用珍珠納米粉和維他命E為納米顆粒鑲嵌到微膠囊的壁材中，這種結構的微膠囊可應用于皮膚護理產品。微膠囊中添加入具有極好的電導性和熱傳導性的碳納米管可以用來增強微膠囊的電磁屏蔽作用，導電性能和熱傳導性能。專利02828346.5公開了一種含銀納米粒子的功能性微膠囊的制備方法，該方法包括：將功能性物質與水中的表面活性劑混合并乳化改混合物；添加成殼物質至該乳化液中形成一微膠囊，在固化外殼前，將微膠囊用在水溶性苯乙烯馬來酸酐聚合物溶液中分散的銀納米粒子處理，以使銀納米粒子粘附在微膠囊外殼上。該微膠囊不僅具有在內核中的功能性物質所賦予的性質，同時還具有銀所固有的抗菌性和治療功能。Song?Qingwen等人對一種納米銀顆粒復合相變微膠囊的熱穩定性進行了研究(Song?Qingwen，Li?Yi，Xing?Jianwei，Hu?J.Y.，Marcus?Yuen.Thermal?stability?of?composite?phasechange?material?microcapsules?incorporated?with?silver?nano-particles.Polymer?48(2007)：3317-3323)，得出納米復合相變微膠囊比傳統相變微膠囊有更高的熱穩定性。專利200780026400.8公開了一種制作含有納米顆粒的微膠囊的制備工藝，在該工藝中主要是將納米粒子與芯材溶液混合，通過選擇適當的輔助材料以控制納米顆粒與芯材料之間的界面張力，可以形成不同種類的納米復合結構的微膠囊。例如可以制備出殼結構表面含有納米顆粒(如珍珠納米粉，二氧化鈦，碳納米管，銀納米粉末和納米氧化鋅)的微膠囊。此外，還可以制備出殼材料與新材料的界面之間分布有磁鐵納米顆粒的微膠囊。但是，用這種方法所制備的含有納米氧化鋁的微膠囊中，氧化鋁分布在芯材料的內部，而不是殼材料內。時雨荃(時雨荃，蔡明建.無機納米粒子填充相變微膠囊壁的研究.高分子材料科學與工程.2006，22(6)：201-204)(時雨荃，蔡明健.納米復合膜相變微膠囊的制備及性質.化學工業與工程.2006，23(3)：224-227)和余飛(余飛，陳中華，曾幸榮.納米SiO₂改性相變儲熱微膠囊的制備及性能研究.化工新型材料.2009，37(3)：44-46)分別制備出了壁材含有納米TiO₂和SiO₂粒子的相變儲熱微膠囊。

目前，還未見有關壁材上鑲嵌納米氧化鋁顆粒的相變微膠囊的研究報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壁材鑲嵌納米氧化鋁的相變微膠囊及其制備方法。該微膠囊是通過下述技術方案制備的：①將芯材相變材料在陰離子乳化劑的作用下乳化形成乳液；②制備三聚氰胺-甲醛預聚體溶液，然后采用高速分散機對納米氧化鋁，分散劑，潤濕劑和水組成的混合液進行攪拌，得到納米氧化鋁分散液，再將納米氧化鋁分散液加到三聚氰胺-甲醛預聚體溶液中，從而得到分散有納米氧化鋁的三聚氰胺-甲醛預聚體溶液；③將分散有納米氧化鋁的三聚氰胺-甲醛預聚體溶液添加到乳液中進行反應，從而形成壁材包覆到芯材的表面，而且納米氧化鋁顆粒鑲嵌在壁材中。

本發明的一種壁材鑲嵌納米氧化鋁的相變微膠囊的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將芯材石蠟乳化形成乳液