[發(fā)明專利]二元脂肪酸/PMMA定形相變材料的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310084935.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104059615A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉寶春;朱明明;胡曉東;梁振義
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于定形相變材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚甲基丙烯酸甲酯為基體材料，二元脂肪酸為相變材料的定形相變材料的制備方法。

背景技術(shù)

能源危機(jī)以來(lái)，相變蓄能的理論基礎(chǔ)和應(yīng)用研究在世界各國(guó)迅速崛起并得到不斷發(fā)展。溫室氣體的不斷排放及燃油價(jià)格的連續(xù)上漲，使得各種可再生能源(例如太陽(yáng)能)的有效利用成為迫切需要解決的課題。鑒于太陽(yáng)能具有間斷性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，研究高效而經(jīng)濟(jì)的蓄能技術(shù)就占有極為重要的地位。相變材料由于具有儲(chǔ)能和控溫能力，且具備儲(chǔ)能密度大、吸熱和放熱過(guò)程近似恒溫等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)成為建筑余熱利用、建筑環(huán)境調(diào)溫以及建筑太陽(yáng)能利用等建筑節(jié)能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

脂肪酸作為相變材料具有較高的相變焓、腐蝕性小、無(wú)過(guò)冷現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。但單一組分的脂肪酸難以滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)不同相變溫度的需求，往往尋求二元脂肪酸復(fù)合體系。由于脂肪酸具有較好的相混性，可以將幾種脂肪酸進(jìn)行混熔處理，形成二元或多元的共熔體系，以降低材料的熔點(diǎn)，從而得到熔化溫度范圍較寬、性能優(yōu)越的相變材料，使之得到更好的應(yīng)用。

定形相變材料是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型相變材料，與普通固-液相變材料不同的是：這類相變材料在相變過(guò)程中一直保持固態(tài)形狀，無(wú)需對(duì)相變材料進(jìn)行嚴(yán)格封裝，不會(huì)發(fā)生液態(tài)相變材料的泄漏，成本低廉，安全系數(shù)高，具有非常廣泛的應(yīng)用范圍和樂(lè)觀的應(yīng)用前景。

P MMA作為一種熱塑性高聚物，具有化學(xué)穩(wěn)定性好、耐候性和電絕緣性能良好、光學(xué)性能優(yōu)異、易于加工成型和價(jià)格低廉等特點(diǎn)，是一種綜合性能優(yōu)異的封裝材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種二元脂肪酸/PMMA定形相變材料及其制備方法，是以二元脂肪酸為相變材料，聚甲基丙烯酸甲酯為基體材料，采用自體聚合法進(jìn)行制備。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

第一步先將MMA(甲基丙烯酸甲酯)用5％的氫氧化鈉溶液洗滌，然后進(jìn)行減壓蒸餾，目的是除去溶液中的阻聚劑對(duì)苯二酚。

第二步將兩種脂肪酸按比例加入燒杯后密封，置于80℃烘箱中烘2個(gè)小時(shí)，50℃超聲水浴中振蕩5分鐘，然后放入50℃烘箱中備用。

第三步將精制的一定量的MMA和AIBN(偶氮二異丁腈)加入三口燒瓶，置于80℃水浴中，通氮?dú)?，接冷凝管，攪?5分鐘，形成粘性薄漿。

第四步停止加熱，使溫度迅速降至50℃，將熔融的二元脂肪酸傾入燒瓶，強(qiáng)力攪拌5分鐘，后倒入模具中密封。

第五步密封模具在60℃水浴保持2小時(shí)，后放入90℃水浴保持1小時(shí)。在室溫下冷卻，即得二元脂肪酸/PMMA定形相變材料。

所述的MMA用量占總原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)30％-70％。

所述的二元脂肪酸用量占總原料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)30％-70％。

所述AIBN用量為MMA用量的1％。

本發(fā)明的制備的定形相變材料的融化溫度范圍16℃-30℃，結(jié)晶溫度范圍為10℃-23℃。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明采用自體聚合法，程序簡(jiǎn)單，易于操作。PMMA具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕，有一定機(jī)械強(qiáng)度易于加工成型，在室溫下保持物化性質(zhì)不變。二元脂肪酸擁有接近于室溫的熔點(diǎn)，較高的相變焓，熱穩(wěn)定性高，無(wú)毒，腐蝕性小。制備得到的定形相變材料有適宜的溫度和較大的潛熱，可以廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻保溫材料中，起到節(jié)能保溫隔熱的作用。該定形相變材料，PMMA做為基體材料有著良好的支撐和束縛作用，有效防止了脂肪酸的泄漏。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明制備的定形相變材料的DSC升溫曲線和降溫曲線

圖2是本發(fā)明制備的定形相變材料的掃描電鏡照片

具體實(shí)施方法

實(shí)施例1

第一步取50mLMMA(甲基丙烯酸甲酯)用5％的氫氧化鈉溶液洗滌多次，后減壓蒸餾備用。

第二步分別取2.5g的CA(癸酸)，2.5gLA(月桂酸)加入燒杯中密封，放入80℃烘箱中兩個(gè)小時(shí)，50℃超聲水浴中振蕩5分鐘，然后放入50℃烘箱中備用。

第三步取5.5mL精制過(guò)的MMA加入三口燒瓶中，一頭接冷凝管，一頭接氮?dú)?，先?分鐘氮?dú)?，后加?.05gAIBN(偶氮二異丁腈)，在80℃水浴中攪拌25分鐘，直至形成粘性薄漿。

第四步撤去熱源，迅速冷卻至50℃，將熔融的二元脂肪酸傾入燒瓶，強(qiáng)力攪拌5分鐘，后倒入模具中密封。

第五步密封模具在60℃水浴保持2小時(shí)，后放入90℃水浴保持1小時(shí)。在室溫下冷卻，即得定形相變材料。

該定形相變材料組成CA25％，LA25％，PMMA50％。

實(shí)施例2