[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201210132563.7
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102702457A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱美芳;相恒學(xué);王世超;彭程;王仁林
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于相變儲能材料的制備領(lǐng)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(shù)

相變儲能材料(PCM)是指利用其自身結(jié)構(gòu)及物態(tài)變化時吸收或釋放的熱量，而用于能量儲存的物質(zhì)。PCM具有蓄能密度大、蓄放熱過程近似恒溫、過程易控制等優(yōu)點，能有效地改變能源在時間、空間上的分配，從而達到節(jié)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(huán)境。

為了拓展相變材料的應(yīng)用潛力，研究者采用化學(xué)法、微膠囊法等技術(shù)對固-液相變材料進行固載。中國發(fā)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(jīng)過先合成支鏈大分子單體，再與小分子經(jīng)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(fā)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(shù)。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(jié)能的同時，卻忽略了對環(huán)境的保護。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)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(huán)性及熱穩(wěn)定性，還具有可生物降解性，達到了節(jié)能環(huán)保的要求；制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，具有良好的應(yīng)用前景。

本發(fā)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(yīng)6～8小時，反應(yīng)結(jié)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(zhì)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(yīng)2h～24h，獲得具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的相變材料PHA-co-PEG；其中丙烯酸聚乙二醇酯與PHA-diMA的質(zhì)量比為1.5～9∶1，過硫酸銨為反應(yīng)體系質(zhì)量的1％，反應(yīng)體系質(zhì)量與1，2-二氯乙烷的質(zhì)量體積比為1g∶1ml，反應(yīng)體系質(zhì)量為丙烯酸聚乙二醇酯與PHA-diMA的總質(zhì)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(fā)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(fā)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(fā)酵產(chǎn)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(fā)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(yīng)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(huán)性及熱穩(wěn)定性，還具有可生物降解性，達到了節(jié)能環(huán)保的要求；制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法制備得到的相變材料的反應(yīng)簡式；

圖2是本發(fā)明方法制備得到的相變材料的紅外光譜；

圖3是本發(fā)明方法制備得到的相變材料的核磁氫譜；

圖4是本發(fā)明方法制備得到的相變材料的晶體偏光顯微鏡照片；

圖5是本發(fā)明方法制備得到的相變材料的DSC曲線；

圖6是本發(fā)明方法制備得到的相變材料的熱失重曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1