[發明專利]一種梳狀高聚物相變儲能材料的制備方法

有效

• 申請號: 201110362944.X
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102516471A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 朱美芳;相恒學;陳少華;王瑞莉;王俊發;劉豐維;李薇薇;彭程
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08F290/06
• 分類號: C08F290/06;C08F220/56;C08F220/54;C09K5/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于相變儲能材料的制備領域，特別涉及一種梳狀高聚物相變儲能材料的制備方法。?

背景技術

相變儲能材料(PCM)是指利用其自身結構及物態變化時吸收或釋放的熱量，而用于能量儲存的物質。PCM具有蓄能密度大、蓄放熱過程近似恒溫、過程易控制等優點，能有效地改變能源在時間、空間上的分配，從而達到節能的目的，可用于解決熱能供給和需求失衡的矛盾，是提高能源利用效率和保護環境的重要技術之一。?

中國發明專利CN?1079420C公開了一種利用異氰酸酯類交聯劑在纖維素上接枝聚乙二醇制備相變材料的技術。發明專利CN?102199231A公開了一種梳狀相變材料的制備方法，經過利用氫化鈣、氫化鉀或醇鈉與聚合物的金屬化反應制備了具有活性基團的聚合物金屬化合物，再與相變材料進行接枝反應，制備梳狀相變材料。發明專利CN?101555306B公開了一種利用丙烯酸、N，N-二甲胺基乙酯或甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚制備水凝膠的方法，其使用的甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚分子量為475g/mol。發明專利CN?102093552A公開了一種酰氯改性聚乙二醇制備雙鍵端基相變單體方法，但酰氯進攻聚乙二醇兩側端羥基的幾率相同，產物中單丙烯酸聚乙二醇酯及雙丙烯酸聚乙二醇酯不可控，其通過自由基聚合法制備的相變材料易形成網狀結構，可加工性下降。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種梳狀高聚物相變儲能材料的制備方法，該方法制備的相變材料能夠在熱加工過程中以熔體的形式流動，其梳狀分子鏈形態又能減小其對基體的增塑作用。?

本發明的一種梳狀高聚物相變儲能材料的制備方法，包括：?

(1)在冰水浴中，將聚乙二醇單甲醚溶于二氯甲烷后，加入縛酸劑及丙烯酰氯；將溫度升至35℃～40℃，在氮氣保護下反應6～8小時；其中，聚乙二醇單甲醚、丙烯酰氯、縛酸劑和二氯甲烷的摩爾比為1∶1～2∶0.25～0.5∶31.24～624.8；?

(2)冰水浴下在上述反應液中加入沉淀劑，靜置10～15min后，減壓抽濾得丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯；?

(3)將丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯、丙烯酰胺類單體溶于溶劑中，加入引發劑，將溫度升至70～85℃，反應30min～120min，得到具有梳狀分子鏈形態的相變儲能材料；其中，將丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯、丙烯酰胺類單體與溶劑的摩爾比為1∶0.61～8.10∶12.01～1672.70，引發劑用?量為丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯質量的1％。?

所述步驟(1)中的聚乙二醇單甲醚分子量為1000～20000。?

所述步驟(1)中的縛酸劑為碳酸鈉或碳酸鉀。?

所述步驟(2)中的沉淀劑為正己烷或乙醚。?

所述步驟(3)中的丙烯酰胺類單體為丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺或N，N-二甲基丙烯酰胺。?

所述步驟(3)中的溶劑為水或水和乙醇的復合溶劑。?

所述水和乙醇的復合溶劑中水與乙醇的體積比為5∶95。?

所述步驟(3)中的引發劑為過硫酸銨或偶氮二異丁腈。?

本發明通過對聚乙二醇單甲醚(MPEG)端羥基的基團轉化，提高MPEG的鏈段的反應活性，提供了一類性能優異的相變單體——丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(MPEGA)，可用于與其它聚合物或單體共聚、接枝得到性能優良的相變材料。目前報道的丙烯酸聚乙二醇單甲醚多以丙烯酸與聚乙二醇單甲醚反應而得，并且所使用的聚乙二醇單甲醚的分子量較低。?

本發明以MPEGA與丙烯酰胺類單體通過自由基聚合制備了水溶性的具有梳狀分子鏈形態的相變儲能材料。該相變儲能材料結晶溫度在28.64～31.3℃，結晶焓達139.8J/g，其耐熱溫度達到387.1℃，可以較好的應用于調溫纖維、余熱回收、太陽能利用等領域。?

有益效果

(1)本發明的相變單體僅有一端具有雙鍵，具有較高的鏈端活性，可與其他單體或聚合物發生共聚或接枝反應，制備固固相變材料，因其只有一端具有活性雙鍵，在聚合過程中不會發生交聯，不會導致其加工性下降；?

(2)聚合物的酰氯改性中多使用三乙胺為縛酸劑，三乙胺類縛酸劑在酰氯改性過程中易形成三乙胺鹽酸鹽，與水溶性產物——相變單體難以分離，其以雜質的形式存在改性產物中，本發明采用碳酸鹽為縛酸劑，克服了這一缺陷；?

(3)本發明制備了一種具有梳狀分子鏈形態的相變材料，該相變材料能夠在熱加工過程中以熔體的形式流動，其梳狀分子鏈形態又能減小其對基體的增塑作用；?