[發明專利]一種碳納米管修飾的相變微膠囊及其制備方法

有效

• 申請號: 201910621306.1
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110373162B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 馬曉春;劉函;徐斌;劉延君;陳晨;張林
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及儲能材料領域，尤其涉及一種碳納米管修飾的相變微膠囊及其的制備方法。為解決現有的相變材料存在熱穩定性差、機械強度有限及導熱率較低等問題，本發明提供了一種碳納米管修飾的相變微膠囊的制備方法。其中所述相變微膠囊以石蠟為相變材料，以二氧化錫外包覆石蠟的外殼，利用原位沉積法在水乳液體系中制備得到；所述二氧化錫外殼經碳納米管修飾。本發明采用二氧化錫無機材料作為外殼的方式確保整體相變微膠囊具有良好的機械性能基礎；通過碳納米管對二氧化錫外殼進行修飾，進一步提高了外殼的機械性能，可避免石蠟在相變過程中泄漏問題的發生，并且在此基礎上對外殼的導熱性能和使用壽命都進行了提高、改善。

技術領域

本發明涉及儲能材料領域，尤其涉及一種碳納米管修飾的相變微膠囊及其制備方法。

背景技術

現如今，隨著現代社會的進步，各個領域內對能源的需求也在不斷提升，現階段使用的化石能源并不能長久的保障社會所需，所以尋找可再生能源和高效的能源利用方式以取代單純燃燒化石能源是目前能源科技發展你的首要目標。太陽能作為一種可再生清潔且儲量巨大的能源，被認為是目前最理想的可用于取代傳統化石燃料的能源。但是直接使用太陽能受到時間和空間的限制，而相變材料將太陽能收集起來，并在有需求的時候才使用這些能量，這就可以有效地解決太陽能的供求矛盾，并進一步推動太陽能技術的發展。

相變材料（Phase Materials PCMs）在相變過程中能夠吸收或釋放大量的潛熱，可廣泛應用于熱量儲存和溫度控制領域，是一種非常有發展潛力的儲能材料。由于相變材料在太陽能儲能、建筑的溫控材料、軍事偽裝材料、特殊環境下的抗嚴寒織物材料、大功率集成電路及電子元件工作時的散熱材料等領域均有較好的潛在應用價值，相變儲能材料已迅速成為當今材料科學研究領域的熱點之一。相變儲能材料在環保節能方面也具有重要意義。近年來，其應用領域正在迅速擴大，涉及工業、農業、建筑、國防和醫療衛生等許多方面。

相變儲能材料應用上還存在一些不足，但這些不足可以通過微膠囊技術來解決，目前的相變材料微膠囊化方法有噴霧干燥、界面聚合、原位聚合等方法，與傳統的相變復合材料相比，微膠囊技術可以使相變材料封裝在有機或者無機材料的外殼中形成固體微球，從而能夠有效防止相變材料相變過程的泄漏問題發生，并且與有機材料相比，無機材料作為壁材封裝相變材料有著更高的熱導率、熱穩定性和機械強度，從而能夠使得微膠囊相變材料有更好的性能。

現有的相變儲能材料如中國專利局于2015年1月7日公開的一種石蠟/聚氨酯固-固復合雙相變儲能材料的制備方法的發明專利授權，授權公開號為CN103224601B，其包括以下步驟：選取原材料，原材料包括下述重量份的組分：聚乙二醇：40~90份；異氰酸酯：4~20份；擴鏈劑：0~10份；石蠟：0~50份；表面活性劑：0~5份；催化劑：0~1份；將乙二醇熔化抽真空處理，與表面活性劑和石蠟混合后，加入異氰酸酯、擴鏈劑和催化劑，在60~90℃下反應得預聚體，將預聚體脫泡后，注入模具中，固化，冷卻脫模。但該技術方案制備得到相變材料的熱穩定性和機械強度有限，其熱導率較差。

發明內容

為解決現有的相變材料存在熱穩定性差、機械強度有限及導熱率較低等問題，本發明提供了一種碳納米管修飾的相變微膠囊的制備方法。其首先要實現以下目的：一、提高整體相變材料的機械性能，使其能夠更好地保持其結構的穩定，防止其相變過程中發生泄漏的問題發生；二、通過對其外殼結構和成分的改進，提高其導熱率和熱穩定性，使其能夠具備良好的抗熱震性能并且具有更優良的潛熱儲能特性；三、提高相變材料的使用壽命，使其在長時間的使用和參與相變后仍能夠保持結構的穩定性。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案。

一種碳納米管修飾的相變微膠囊，

所述相變微膠囊以石蠟為相變材料，以二氧化錫外包覆石蠟的外殼，利用原位沉積法在水乳液體系中制備得到；

所述二氧化錫外殼經碳納米管修飾。

一種碳納米管修飾的相變微膠囊的制備方法，