[發(fā)明專利]十二醇相變微膠囊材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110290342.8
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102504765A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 楊保平;李延華;崔錦峰;周應萍;郭軍紅;馬永強;劉永亮;李軍
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;B01J13/18;C08G12/38
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術領域

該十二醇相變微膠囊材料的制備是通過原位聚合的途徑實現(xiàn)的，該發(fā)明屬于高分子材料的制備領域。

背景技術

相變儲能材料是指在一定的溫度范圍內(nèi)，利用材料本身相態(tài)或結構變化，向環(huán)境自動吸收或釋放潛熱，從而達到調控環(huán)境溫度的一類物質，隨著科學技術的快速發(fā)展，能源逐漸成為人類賴以生存的基礎，能源的短缺成為我們必須所面對的問題，為了提高能源利用效率，相變節(jié)能材料在建筑節(jié)能，太陽能利用，電力的“移峰填谷”中的已得到廣泛的利用，目前正成為世界范圍內(nèi)研究的熱點。

相變微膠囊是相變儲能材料中的一個重要品種，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、建筑以及國防工業(yè)方面有廣泛的應用。但微膠囊在使用中存在著不可避免的缺點，相變潛熱小和壁材的耐熱性差是我們所面臨的重要問題。相變潛熱過小，導致所得樣品的使用價值降低，而壁材的低耐熱性也同樣令其使用范圍變小。因此，解決這兩個問題是制備高性能相變微膠囊材料的關鍵所在。十二醇相變微膠囊相變溫度在20℃左右，接近人體舒適溫度，可降低電力的使用，起到節(jié)能環(huán)保的作用。在制備該微膠囊的過程中，芯材中加入了一定量的硬脂酸丁酯，不但拓寬了相變溫度范圍，更增大了相變潛熱。

單一芯材的相變潛熱小，在實際應用中受到限制。為了提高相變微膠囊的相變潛熱，往往需要對芯材進行復配，加入和主相變材料相變溫度相似的材料，不僅能增大相變材料的相變溫度范圍，更重要的是通過復配，使其相變潛熱有了很大的提高。

十二醇是一種具有較高的相變潛熱的相變材料，但由于其分子為直鏈結構且含有極性的羥基基團，存在乳化難、乳液易團聚等問題，從而難以微膠囊化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種十二醇相變微膠囊材料及其制備方法。

十二醇相變儲能微膠囊材料及其制備方法，基于微膠囊材料的總質量，按質量百分數(shù)計，微膠囊材料配方為：

三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體????????60％～68％

十二醇乳化液???????????????????32％～40％

檸檬酸水溶液???????????????????1％～2.5％；

基于制備十二醇乳化液各組分的總質量，按質量百分數(shù)計，制備十二醇乳化液各組分的組成為：

基于制備三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體各組分的總質量，按質量百分數(shù)計，制備三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體各組分的組成為：

十二醇相變儲能微膠囊材料的制備方法，按上述各組分及其配比進行配料，其步驟為：

(1)十二醇乳化液的制備步驟為：先將乳化劑與蒸餾水放入高速乳化剪切機中攪拌剪切0.5h，分批加入十二醇-硬脂酸丁酯的混合物，在3000r/min的轉速下剪切分散30min，得到分散均勻的芯材乳化液；

(2)三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體的制備步驟為：將計量好的三聚氰胺、尿素、甲醛和蒸餾水依次加入裝有電動攪拌、溫度計、冷凝管的三口瓶中，加熱后開動攪拌，并升溫至60℃，待溶液澄清后開始計時，反應0.5h，停止攪拌，出料，保存?zhèn)溆茫?/p>

(3)十二醇相變儲能微膠囊材料的制備步驟為：準確稱量芯材乳液并移液于三口容器中，將準確稱量的壁材三聚氰胺-脲醛樹脂預聚體按比例滴加到芯材乳液中。滴加完畢后，70℃保溫反應2h，出料，過濾，洗滌，干燥，得到十二醇相變微膠囊材料。

本發(fā)明以黃原膠與非離子乳化劑配合使用，解決了十二醇乳化難的問題，制得的相變微膠囊芯壁比高、相變潛熱大，具有廣泛的應用前景。

脲醛樹脂結構存在著羥基、氨基、亞氨基、羰基等親水基團。用三聚氨胺改性脲醛樹脂目的是針對脲醛樹脂存在耐水性差、游離甲醛含量高的原因，用一定量的三聚氰胺進行改性，以提高脲醛樹脂的耐水性、耐熱性并降低游離甲醛的含量。減少親水基團提高耐水性。在脲醛樹脂預聚體結構中存在-OH、-CONH等親水基團，因此脲醛樹脂的耐水性差。在弱堿性介質中，三聚氰胺和甲醛起反應，生成(1～6)羥甲基三聚氰胺，一般生成2、3羥甲基三聚氰胺。羥甲基三聚氰胺與羥甲基脲在酸性條件下進一步縮聚合成MUF共聚樹脂。這樣就減少了樹脂中的-OH、-CONH基團，增加了三氮雜苯環(huán)，提高了脲醛樹脂的耐熱性和耐水性。這時三聚氰胺起到封閉脲醛樹脂中的親水基團的作用。

在尿素和甲醛的量比一定的條件下，加入少量的三聚氰胺后，它能與甲醛反應生成羥甲基三聚氰胺，使得脲醛樹脂中的游離甲醛含量下降。起到了環(huán)保的作用。