[發明專利]一種以不飽和聚酯樹脂為殼微膠囊相變材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410582661.X
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104357017B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 張震乾;吉祥;王佩;何劍虹
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C09K5/02
• 分類號: C09K5/02;C08F283/01;C08F212/08;C08F212/12;C08F220/14;C08F220/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域：

本發明屬于高分子聚合領域，尤其涉及利用懸浮聚合由不飽和聚酯樹脂為殼制備相變材料方法。

背景技術：

相變材料(PCM - Phase Change Material)是指隨在相變過程中，能吸收或釋放大量的潛熱的物質。從而通過相變過程和外部環境進行能量交換，達到節能的目的。相變材料傳統上可以分為無機相變材料，如結晶水合鹽類和熔融鹽類等；有機類主要有石蠟和多元醇等物質。相變材料作為一種新型節能材料應用廣泛，可用于建筑節能、工業余熱儲存和回收、電子產品熱保護、特殊控溫服裝、軍事紅外偽裝、儲能調溫建筑材料等領域。

一般使用微膠囊可以實現對相變材料的包覆。采用高分子材料，如用聚乙烯、環氧樹脂、聚酰胺、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂等作為微膠囊囊壁材料，利用界面聚合制備微膠囊、原位聚合微膠囊化技術可將無機和有機等相變材料包覆起來，形成粒徑10-200微米范圍的膠囊顆粒。一般的高分子膠囊囊壁為單層，成本較高，反復使用后會有明顯的破損和相變材料泄漏。嚴重影響了此類材料的實際應用。因此研究復合材料作為微膠囊壁的研究成為必要。不飽和聚酯樹脂是一種廣泛使用的復合材料基體樹脂，不飽和聚酯樹脂種類繁多，可以有固化后硬度較高的基體樹脂，也可以合成固化后具有一定韌性的改性樹脂，通過對不同種類不飽和聚酯樹脂的組合使用，采用懸浮聚合的方法合成了復合微膠囊壁，有效的避免了之前使用的囊壁缺點。

發明內容

為解決微膠囊相變材料的問題，以下發展了用一種用懸浮聚合的方法合成不飽和聚酯樹脂為微膠囊壁的方法，粒徑在50-500微米，并可以形成多層結構。以此方法形成的微膠囊不易破損且囊芯含量可以達到60%以上。

本發明的目的是一種以不飽和聚酯樹脂為殼微膠囊相變材料的制備方法，按照下述步驟進行：

（1）微膠囊內壁的制備：

將含有6個碳以上的二醇縮聚而成的柔性不飽和聚酯樹脂和相變材料及少量的引發劑混合均勻，一次性加入含有一定分散劑和表面活性劑的水溶液中，常溫剪切分散10分鐘備用；然后升溫至50-80℃引發聚合反應；反應時間3小時；

（2）微膠囊外壁的制備：

將普通鄰苯型不飽和聚酯樹脂混入定量的引發劑和增溶劑按照一定的方法滴加到步驟（1）聚合完成的懸浮液中，充分溶脹12小時后，在50-80℃聚合，反應時間為4小時，制備完成后冷卻至室溫，過濾，得到具有雙壁的微膠囊相變材料；

（3）多層微膠囊外壁的制備：

重復步驟（2）可以得到多層微膠囊外壁。

其中步驟（1）所述的不飽和聚酯樹脂是含有己二醇、庚二醇、辛二醇等含有6個碳以上的二醇合成的不飽和聚酯樹脂，樹脂用量為含有分散劑水溶液質量用量的5-30%。

其中步驟（1）所述的相變材料為12-20個碳的烷烴、脂肪酸或脂肪醇，如十二烷、十六醇或十八脂肪酸其中一種或幾種，用量為含有分散劑水溶液質量用量的10-50%。

其中步驟（1）所述的分散劑為聚乙烯醇、羥基纖維素醚、明膠、聚乙二醇和聚丙二醇等，用量為水溶液質量用量的1-5%。

其中步驟（1）所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十六烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉等其中一種或幾種，用量為水溶液質量用量的0.05-0.5%。

其中步驟（1）所述的引發劑為過氧化苯甲酰、過氧化十二酰、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈，或組成的氧化-還原引發劑體系，引發劑用量為不飽和聚酯樹脂質量用量的1-3%。其中步驟（2）所述的增溶劑，為苯乙烯、甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸丁酯等乙烯基單體其中一種或幾種，用量為步驟（2）中鄰苯型不飽和聚酯樹脂質量的10-50%；鄰苯型不飽和聚酯樹脂用量為（1）所選用不飽和聚酯樹脂質量用量的50-200%。

其中步驟（2）所述的引發劑為過氧化苯甲酰；過氧化苯甲酸叔丁酯等有機過氧化物以及偶氮類引發劑，如偶氮二異丁腈等，引發劑用量為步驟（2）鄰苯型不飽和聚酯樹脂質量的0.5-3.0% 。

本發明的優點在于1：采用柔性不飽和聚酯樹脂為內壁，可以有效減少微膠囊的破損率；2：采用普通不飽和聚酯樹脂作為外壁，可以增強微膠囊相變材料的強度；3：由于核殼結構微膠囊具有的彈性，使其使用范圍和使用的重復次數大大增加；4：由于囊芯含量達到了60%以上，降低了微膠囊相變材料的使用成本。

具體實施方式

下面結合實例，對本發明作進一步的詳細說明。

實施例1

聚合步驟如下：

（1）微膠囊內壁的制備：