[發明專利]一種相變儲能微膠囊及其制備方法和應用有效

申請號：	201110303004.3	申請日：	2011-10-09
公開（公告）號：	CN102504766A	公開（公告）日：	2012-06-20
發明（設計）人：	王錦成;徐楠;潘鑫辰;郭曦;徐鵬	申請（專利權）人：	上海工程技術大學
主分類號：	C09K5/06	分類號：	C09K5/06;B01J13/02;C08L23/06;C08L67/04;C08K9/10;C08K5/01;C08K5/053;C08K5/09;C08K3/30;C08K3/16;C08K3/26;A01G13/02
代理公司：	上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258	代理人：	何葆芳
地址：	201620 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種相變微膠囊及其制備方法應用
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種相變儲能材料及其制備方法和應用，具體說，是涉及一種相變儲能微膠囊及其制備方法和應用。

背景技術

相變儲能材料是提高能量利用率，并能自適應地吸收釋放能量的智能材料，在環境溫度調控方面顯示出應用前景，隨著相變材料研究的深入，相變儲能材料也逐漸走向應用。相變儲能技術在節能、環保方面有著巨大的市場潛力和廣闊的應用前景，對未來能源的供給、可持續發展起著重要的作用。

但當前相變儲能材料的應用面臨以下難題：1、材料的潛熱不高，在不同的應用方面，對所要求相變溫度下可供選擇的相變潛熱大的物質很少，給相變儲能材料的實際應用帶來很大困難；2、材料的加工性能仍需進一步提高，在工程應用上，相變儲能材料的性能還無法和傳統的工程塑料相比；3、對于相變復合材料而言，材料的導熱性仍然不高，沒有充分體現相變儲能材料的特點，因此提高相變儲能材料導熱性尤為迫切；4、當前限制相變儲能材料廣泛應用的還有一個很重要的因素，那就是相變儲能材料在長期反復循環使用下的穩定性以及相變儲能材料同所用容器的腐蝕性問題。

微膠囊化相變儲能材料是采用微膠囊技術將固一液相變材料用高分子材料或無機化合物以物理或化學方法包覆起來制成穩定的固體微粒，微膠囊化相變儲能材料不僅可以有效地增大熱傳導面積，減少相變儲能材料與外界環境的反應，而且可以在相變發生時控制材料體積的變化，改善相變儲能材料在發生固液轉變時的泄漏、相分離、體積膨脹、有腐蝕性、熱穩定性差等問題。解決上述問題的關鍵是選擇一種具有一定物理化學性能、可加工性能和較高熱傳導性的微膠囊殼材料。傳統的微膠囊殼材料主要是一些聚合物材料，包括脲醛樹脂、三聚氰胺縮甲醛樹脂、聚氨酯、聚脲等材料，這些殼材料均具有抗壓、抗沖擊性能及抗裂性能較差，受氣候變化影響較大，尤其是前兩種材料在產品中經常會殘留一定量的甲醛，會引起一定的環境污染和健康問題，容易造成安全隱患。并且這些聚合物材料均具有較低的熱傳導系數，嚴重阻礙了相變儲能材料的應用。因此，就目前情況來說，如何提高微膠囊殼材料的熱傳導性能，并使其具有一定的力學穩定性，從而提高微膠囊相變儲能材料在使用過程中的耐久性和熱穩定性是目前研究的主要問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種相變儲能微膠囊及其制備方法和應用，以解決現有微膠囊相變儲能材料存在儲能效率低、力學性能差等問題，實現相變儲能材料的應用和滿足節能環保要求。

為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

一種相變儲能微膠囊，由囊殼和囊芯組成，所述的囊殼為聚乳酸材料，所述的囊芯為相變材料；所述的相變材料選自石蠟、Na₂SO₄·10H₂O、CaCl₂·6H₂O、Na₂CO₃·10H₂O、新戊二醇、季戊四醇、硬脂酸中的任意一種。

作為優選方案，所述的相變儲能微膠囊中，囊殼所占的質量百分比為20～40％；囊芯所占的質量百分比為60～80％。

作為優選方案，所述的聚乳酸材料為重均分子量為80,000～100,000的聚乳酸。

一種所述的相變儲能微膠囊的制備方法，包括如下步驟：

a)將相變材料和聚乳酸材料溶于有機溶劑中作為油相；油相中：聚乳酸的質量濃度為1～6％，相變材料的質量濃度為3～5％；并以質量濃度為1～3％的非離子型表面活性劑的水溶液作為水相；

b)在20～40℃下將制得的油相加入水相中，以1500～2000轉/分鐘的轉速乳化30～50分鐘，獲得乳液；其中：油相與水相的質量比為1∶3～1∶5；

c)降低轉速至300～500轉/分鐘，于30～50℃繼續攪拌2～4小時后，揮去溶劑，獲得乳白色的膠體溶液；

d)對膠體溶液進行離心分離；對獲得的沉淀進行洗滌、常壓干燥至恒重，即得所述的相變儲能微膠囊。

所述油相中的有機溶劑優選為二氯甲烷、丙酮或乙醇。