[發明專利]一種用于電纜控溫的相變微膠囊及其制備方法

在審

• 申請號: 201810024710.6
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108276965A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 陳慶;昝航
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及相變材料的制備技術領域，公開了一種用于電纜控溫的相變微膠囊及其制備方法。包括如下制備過程：（1）將多孔膨脹珍珠巖浸入液態正十二醇中，抽濾、冷卻固定，制得相變微膠囊的囊芯；（2）將脲醛樹脂與植物油混合后加入納米碳酸鈣及偶聯劑，形成穩定的包膜液；（3）將包膜液均勻分散于囊芯的表面，經固化加熱，制得相變微膠囊材料。本發明制備的相變微膠囊與普通相變微膠囊相比，粒徑細化程度高且分布集中，分散性好，包裹效果越好，結構致密性佳，可很好保護囊芯，傳熱、傳質和加工性能優異，并且整個制備工藝簡單易控，能耗低，生產成本低，在電纜控溫中有著極好的應用前景。

技術領域

本發明涉及相變材料的制備技術領域，公開了一種用于電纜控溫的相變微膠囊及其制備方法。

背景技術

相變材料在相變過程中能吸收或釋放大量的潛熱，可廣泛應用于熱量貯存和溫度控制領域。其中微膠囊化相變材料是將相變材料進行微膠囊化，不僅可以有效地增大熱傳導面積，減少相變材料與外界環境的反應，而且可以在相變發生時控制材料體積的變化，克服了相變物質應用的局限性，提高了相變材料使用的效率，拓寬了相變材料應用的領域。因此相變材料的膠囊化越來越受到研究人員的關注。

相變材料微膠囊是應用微膠囊技術在固液相變材料微粒表面包覆一層性能穩定的膜而構成的具有核殼結構的復合相變材料，由內核材料和外殼材料兩部分組成。目前，可作為微膠囊內核的有結晶水合鹽、共晶水合鹽、石蠟類、脂肪酸類、聚乙二醇等，其中結晶水合鹽和石蠟類較為常用；外殼材料常用高分子材料，如脲醛樹脂、蜜胺樹脂、聚氨酯等。由于采用了獨特的殼核結構，當內核的相變材料發生固液相變時，外層的殼層保持固態，這樣就解決了固-液相變材料相變時體積變化以及泄漏問題，并且還阻止了相變材料與外界環境的直接接觸，從而起到保護相變材料的作用。

目前用于微膠囊相變材料的制備方法主要有界面聚合法、原位聚合法和凝聚法等。界面聚合法是兩種反應單體分別存在于乳液互不相溶的分散相和連續相中，而聚合反應是在相界面上發生的；原位聚合法師講單體和引發劑全部置于囊心的外部且要求單體是可溶的，而生成的聚合物是不溶的，聚合物沉積在囊心表面并包覆形成微膠囊；凝聚法是將芯材乳化或分散在溶有壁材的連續相中，條件下在使壁材溶解度降低從而使其從連續相中分離出來形成黏稠的液相包覆在芯材上形成微膠囊。由于微膠囊的粒徑大小直接影響其性能，目前超細化相變微膠囊是其發展的主要研究方向。

中國發明專利申請號201710342408.0公開了一種窄粒徑分布的有機相變材料微膠囊及其制備方法，所述方法依次包括乳液乳化階段和微膠囊化階段；其中，乳液乳化階段包括以下步驟：(1)制備預乳液；(2)將步驟(1)制得的預乳液壓過多孔膜得到乳液液滴。本發明的有機相變材料微膠囊粒徑分布范圍窄，平均粒徑可控，易于工業化生產，不僅可用于建筑保溫儲能，還可以用于對粒徑要求更高的調溫纖維、傳熱流體、電子元件冷卻以及生物醫療微器件熱保護等領域，解決了目前非均勻分布的微膠囊顆粒難以實現均勻傳熱，不利于充分發揮相變材料的控溫和儲熱性能的問題。

中國發明專利申請號201310404790.5公開了一種相變微膠囊及其制備方法，其包括油相組分和水相組分，并通過自由基乳液聚合法制成。油相組分包括烷烴類相變材料、疏水性單官能團乙烯基單體、親水性單官能團乙烯基單體、疏水性雙官能團乙烯基單體、油溶性引發劑；水相組分包括乳化劑、懸浮劑、去離子水。油相組分與水相組分混合，高速攪拌，制成均勻乳液；乳液升溫攪拌后，再將其離心過濾分離，用熱乙醇洗滌，分離干燥至恒重，得到相變微膠囊粉。本發明采用乙烯基單體作為殼層，使用過程無甲醛釋放；通過自由基乳液聚合法制成相變微膠囊，操作簡便，生產周期短，制備工藝簡單，更易于工業化生產，降低了生產成本；制備得到的相變微膠囊粒徑小于10μm，拓展了相變微膠囊的應用范圍。

根據上述，現有方案中相變材料微膠囊粒徑較大，相變材料對載體的包裹效果不佳，結構致密性差，締結度高，分散性差，相變材料易脫落，無法很好的保護囊芯，進而影響材料的傳熱、傳質和加工性能，并且傳統的制備工藝較為復雜，導致能耗高而價格昂貴，鑒于此，本發明提出了一種用于電纜控溫的相變微膠囊及其制備方法，可有效解決上述技術問題。