[發明專利]一種可生物降解相變儲能材料的制備方法有效

申請號：	201210132563.7	申請日：	2012-04-28
公開（公告）號：	CN102702457A	公開（公告）日：	2012-10-03
發明（設計）人：	朱美芳;相恒學;王世超;彭程;王仁林	申請（專利權）人：	東華大學
主分類號：	C08F299/04	分類號：	C08F299/04;C08F299/02;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
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種生物降解相變材料制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于相變儲能材料的制備領域，特別涉及一種可生物降解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，提高能源利用效率和保護環境。

為了拓展相變材料的應用潛力，研究者采用化學法、微膠囊法等技術對固-液相變材料進行固載。中國發明專利CN?100595252?C以三羥基化合物、二異氰酸酯類化合物、聚乙二醇類化合物及芳香族二胺類化合物為原料，經過先合成支鏈大分子單體，再與小分子經接枝共聚的方法制備了具有三維高密梳狀的固-固相變儲能材料。發明專利CN?1321734C公開了一種以無機水合物為芯材，乙烯基及雙乙烯基類自由基單體為外殼，采用聚合物溶液沉淀聚合的方法來合成無機相變儲能微膠囊的技術。為了保證相變材料的儲能控溫及加工能力，研究者大量采用石油基化合物為骨架支撐材料，在節能的同時，卻忽略了對環境的保護。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可生物降解相變儲能材料的制備方法，該方法制備的相變材料不僅具有較高的相變焓，良好的熱循環性及熱穩定性，還具有可生物降解性，達到了節能環保的要求；制備工藝簡單，生產成本低，具有良好的應用前景。

本發明的一種可生物降解相變儲能材料的制備方法，包括：

(1)將兩端均為羥端基的聚羥基脂肪酸酯大分子單體PHA-diol溶于有機溶劑中，冰浴條件下依次加入縛酸劑及丙烯酰氯，在35℃及氮氣保護下反應6～8小時，反應結束后在冰浴中用沉淀劑沉淀，獲得丙烯酸聚羥基脂肪酸酯PHA-diMA；其中PHA-diol的質量與有機溶劑的體積比為1g∶5.28ml，PHA-diol、丙烯酰氯及縛酸劑的摩爾比為1∶2∶0.67～1∶2∶1；(2)將丙烯酸聚乙二醇酯與上述PHA-diMA混合加入到1，2-二氯乙烷中，再加入過硫酸銨，將溫度升至70～85℃，反應2h～24h，獲得具有網絡結構的相變材料PHA-co-PEG；其中丙烯酸聚乙二醇酯與PHA-diMA的質量比為1.5～9∶1，過硫酸銨為反應體系質量的1％，反應體系質量與1，2-二氯乙烷的質量體積比為1g∶1ml，反應體系質量為丙烯酸聚乙二醇酯與PHA-diMA的總質量。

所述步驟(1)中的聚羥基脂肪酸酯為聚羥基丁酸酯(PHB)、聚(3-羥基丁酸-co-3-羥基戊酸)(PHBV)、聚(3-羥基丁酸-co-4-羥基丁酸)[P(3HB-co-4HB)]或聚(3-羥基丁酸-co-3-羥基己酸)(PHBHHx)。

所述步驟(1)中的有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、1，2-二氯乙烷、三氯甲烷或二乙二醇二甲基醚。

所述步驟(1)中的縛酸劑為碳酸鈉或三乙胺。

所述步驟(1)中的沉淀劑為乙醚或乙醇。

丙烯酸聚乙二醇酯(PEGA)的制備方法見發明專利-一種具有雙鍵端基相變單體的制備方法，申請公布號CN?102093552A。

有益效果

(1)本發明的相變儲能材料的骨架為聚羥基脂肪酸酯，該骨架材料來源于生物發酵產品，其制備的相變材料不會造成石油基材料帶來的白色污染；

(2)本發明將聚羥基脂肪酸酯進行改性，使其分子鏈兩端均具有不飽和雙鍵，提高了生物聚酯的反應活性；

(3)制備的相變材料不僅具有較高的相變焓(達到108J/g)，良好的熱循環性及熱穩定性，還具有可生物降解性，達到了節能環保的要求；制備工藝簡單，生產成本低，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明方法制備得到的相變材料的反應簡式；

圖2是本發明方法制備得到的相變材料的紅外光譜；