[發明專利]一種石蠟-SiO2-TiO2相變微膠囊及制備方法及其在制備儲熱保溫涂料上的應用

在審

• 申請號: 201410346020.4
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104152115A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李敏;劉健鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;C09D7/12;C09D5/33;C09D125/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種石蠟-SiO₂-TiO₂相變微膠囊，還涉及上述相變微膠囊的制備方法，最后涉及該相變微膠囊在制備儲熱保溫涂料上的應用，屬于相變材料領域。

背景技術

能源日益短缺是一個全球性問題，能源問題引發了許多經濟和社會問題。如何高效、可循環的使用能源，開發和使用低品位能源成為急需解決的課題。世界各國都將發展新能源技術作為未來發展的核心內容。我國目前已經進入全面建設小康社會的新的發展時期，解決人口、資源、環境與工業化、城鎮化、經濟快速增長的矛盾刻不容緩。“十二五”規劃明確指出：推動能源生產和利用方式變革，調整優化能源結構，構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源產業體系，對于保障我國經濟社會可持續發展具有重要戰略意義。

目前國家對建筑節能也已經提出了較為嚴格的要求，因此開發新型的建筑節能產品成為研究的熱點。技術因為可以解決能源供求在時間和空間上的不匹配矛盾，是提高能源使用率、緩解能源問題的有效手段。在眾多的能源儲存技術中，相變因其儲存能量大、密度高、相變過程中溫度恒定等諸多優點而受到了廣泛的關注和研究。

將相變材料應用于建筑物的圍護結構，為建筑節能提供了新的途徑，把相變儲熱材料以不同形式加入到建筑材料中構成相變墻體是目前國內外研究的熱點。將相變材料摻入到現有的建筑材料中，制成墻體、地板、天花板等建筑結構，具有良好的儲熱性能。使用相變材料作為建筑的圍護結構，不僅可以大大增強圍護結構的隔熱功能，提高能源的利用率，而且還具備以下特點：降低建筑物室內和室外之間的熱流波動幅度，延遲作用時間，從而降低建筑物供暖、空調系統的設計負荷，節約能源；提高墻體的儲熱能力，減少建筑物負荷和溫度波動，改善室內環境舒適度。

將各種相變材料，復合相變材料應用在混凝土墻體、涂料、地暖等建筑領域中的報道越來越多。但是將相變材料與墻體保溫涂料結起來的研究卻較為少見。

中國專利CN101139472A介紹了一種相變儲能復合涂料，其采用孔石墨微粉為相變材料的載體，因為石墨具有較高的導熱系數，可以明顯提高相變復合材料的導熱能力。但此涂料為黑色，在建筑中一般不能作為面層使用。中國專利CN102190932A介紹了一種復合相變儲能建筑涂料，其使用膨脹珍珠巖為相變材料的載體，采用真空吸附法將有機相變材料吸附入膨脹珍珠巖的多孔結構中，該相變材料存在膨脹珍珠巖中有機相變材料吸附不夠緊密，在多次循環后容易泄露的問題。中國專利CN102391770A使用三聚氰胺-脲醛樹脂作為相變材料的載體，通過原位聚合法合成相變微膠囊，并將這種相變微膠囊加入涂料中制得相變節能涂料，因其使用聚合物作為相變材料的包裹體，存在相變微膠囊導熱系數不高，儲放熱速率慢的缺點。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種以SiO₂-TiO₂復合氧化物作為相變材料的載體，將相變材料石蠟包裹起來的相變微膠囊。

本發明還要解決的技術問題是提供上述石蠟-SiO₂-TiO₂相變微膠囊的制備方法。

本發明還要解決的技術問題是提供上述石蠟-SiO₂-TiO₂相變微膠囊在制備儲熱保溫涂料上的應用。

本發明最后要解決的技術問題是提供上述儲熱保溫涂料。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術手段為：

一種石蠟-SiO₂-TiO₂相變微膠囊，包括SiO₂-TiO₂囊壁和密封在囊壁內的相變材料，所述相變材料為石蠟，所述TiO₂附著在SiO₂表面。

其中，所述相變微膠囊中相變材料石蠟可以用脂肪酸替代。

上述石蠟-SiO₂-TiO₂相變微膠囊的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，往PH值為2～3，質量為20～30g的去離子水中依次加入10～20ml乙醇和10～20g正硅酸四乙酯，攪拌，形成溶膠；

步驟2，將10g～30g的石蠟溶于100～150ml去離子水中，再往溶液中加入石蠟質量1～2％的表面活性劑，對溶液進行超聲乳化處理；

步驟3，將步驟2的溶液加入步驟1的溶膠中，攪拌，攪拌后放入0～5℃恒溫槽中，再次攪拌，邊攪拌邊滴加17～34g鈦酸四丁酯和40～80ml乙醇，攪拌至凝膠狀；