[發(fā)明專利]一種二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210182696.5
• 申請日: 2012-06-06
• 公開（公告）號: CN102746826A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉光;吳智磊;鄭喜玲;孟令翔;張寶華
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;B01J13/14
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對環(huán)境溫度具有響應(yīng)性的二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊及其制備方法，該微膠囊可以隨著外界環(huán)境溫度的變化發(fā)生吸熱和放熱反應(yīng)。

背景技術(shù)

微膠囊技術(shù)(Microencapsulation)是指將微量物質(zhì)包裹在聚合物薄膜中的技術(shù)，是一種儲存固體、液體、氣體的微型包裝技術(shù)。具體來說是指將某一目的物(芯或內(nèi)相)用各種天然的或合成的高分子化合物連續(xù)薄膜(壁或外相)材料完全包覆起來。儲能微膠囊是指將具有可逆相變儲能功能的智能材料采用微膠囊技術(shù)將其包裹在聚合物的薄膜中，形成直徑在1-100μm的顆粒。

微膠囊技術(shù)研究最早始于20世紀(jì)30年代。1936年Atlantic?Coast?Fishers公司率先提出應(yīng)用于液體石蠟中，并提交了含魚肝油明膠微膠囊專利申請。微膠囊制備方法已經(jīng)在凝聚相分離法、聚合法和空氣懸浮成膜法法三個不同技術(shù)領(lǐng)域里得到了發(fā)展。由于各國研究者都在不斷研究和開發(fā)微膠囊技術(shù)以及其獨特的性能，因此大大地促進(jìn)了微膠囊技術(shù)的迅速發(fā)展。但是在儲能方面的實際應(yīng)用仍然較少。

目前大多數(shù)可逆儲能材料的缺點是變色溫度偏高，相變焓較低，而且價格昂貴，相對于其他儲能材料來說，高級脂肪醇作為儲能材料具有較大的應(yīng)用價值。并且根據(jù)需要制備出具有不同相變溫度且具有較大潛熱的儲能材料是當(dāng)今該領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以根據(jù)不同的外界環(huán)境溫度變化發(fā)生吸熱和放熱可逆反應(yīng)，從而儲、放熱能的二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊的制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊由以重量份計的下列組分組成：

其中十四醇在芯材中的百分比為1～99％，乳化劑選自O(shè)P-10、吐溫60、吐溫80和十二烷基苯磺酸鈉中的至少一種，分散劑為苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)。

本發(fā)明提供的二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊的制備方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)芯材的制備

根據(jù)相變溫度的要求將按照上述重量份計的十四醇與十六醇進(jìn)行混合，然后置于80℃的溫度下使其溶解，由此形成芯材溶液；

2)預(yù)聚體的制備

稱取占芯材總質(zhì)量10～15％的三聚氰胺、25～30％的37％甲醛溶液和150～200％蒸餾水，在70℃的溫度下混合并攪拌均勻，用三乙醇胺將混合液的pH值調(diào)至8.5～9，然后反應(yīng)30min至無色透明狀，即制成預(yù)聚體，并置于50℃的溫度下備用；

3)芯材的乳化及分散

將占芯材總質(zhì)量10～15％的分散劑、余量的蒸餾水和1～1.5％的NaOH充分混合，于50℃的溫度下攪拌反應(yīng)1h，然后用10％濃度的檸檬酸將溶液的pH值調(diào)至4～5，再加入占芯材總質(zhì)量5～10％的乳化劑和步驟1)中制備好的芯材溶液，在60℃的溫度下高速剪切10min而制成芯材乳液；

4)芯材的包覆

將上述高速剪切完畢的芯材乳液降溫至55℃，并在此溫度下進(jìn)行低速攪拌，同時緩慢滴加上述步驟2)中制備好的預(yù)聚體，滴加完畢后，用10％濃度的檸檬酸將溶液的pH值調(diào)至3～4，再升溫至75℃，保溫固化反應(yīng)2h，以使預(yù)聚體進(jìn)一步聚合在芯材顆粒的表面，由此形成二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊；

5)微膠囊的洗滌

將上述反應(yīng)后的二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊混合物冷卻后置于石油醚中進(jìn)行洗滌，再用熱蒸餾水洗滌，抽濾后置于烘箱中烘干而得到二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊粉末。

所述的步驟4)中預(yù)聚體的滴加速度為0.5ml/min。

所述的步驟5)中石油醚的洗滌次數(shù)為兩次，熱蒸餾水的洗滌次數(shù)為三次，烘箱烘干溫度為120℃。

本發(fā)明提供的二元復(fù)合脂肪醇類儲能微膠囊及其制備方法是利用施羅德理論以儲能材料十四醇與十六醇作為芯材，然后以三聚氰胺和甲醛作為壁材包覆在芯材的表面而制成微膠囊，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

1)本發(fā)明的微膠囊包裹復(fù)合脂肪醇儲能材料致密而且均勻，克服了芯材在高溫下發(fā)生相變的液態(tài)泄露問題。

2)本發(fā)明的儲能微膠囊的相變溫度在32-47℃之間，適合于常溫條件下應(yīng)用，克服了單一相變材料相變溫度過高或過低的缺陷，且該復(fù)合脂肪醇相變材料具有較大的相變焓，儲能效果較好。

3)本發(fā)明的微膠囊包覆復(fù)合脂肪醇儲能材料制備工藝簡單，操作方便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明