[發(fā)明專利]一種雙溫區(qū)相變材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010887956.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111909663B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林鵬程;陳虹濱;盛鑫鑫;陳穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06;B01J13/14
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本發(fā)明涉及相變材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙溫區(qū)相變材料及其制備方法。本發(fā)明公開(kāi)了一種雙溫區(qū)相變材料，包括：雙溫區(qū)相變材料呈核殼結(jié)構(gòu)；核殼結(jié)構(gòu)的核層為有機(jī)相變材料，殼層為含親水性納米顆粒的水凝膠。本發(fā)明利用水凝膠包裹相變材料，使相變材料膠囊化，相變材料和水凝膠中的水可以起到保護(hù)相變材料的作用。而且，本發(fā)明利用親水性納米顆粒強(qiáng)化水凝膠的交聯(lián)作用，提高了水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，不易破裂，對(duì)相變材料提供了更好的保護(hù)作用。另外，雙溫區(qū)相變材料的殼層中的水和核層中的有機(jī)相變材料具有不同的相變溫度，使得該相變材料具有雙溫區(qū)的特點(diǎn)，可應(yīng)用在不同環(huán)境中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相變材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙溫區(qū)相變材料及其制備方法。

背景技術(shù)

相變材料(PCMs)是一種能源材料，這種材料通過(guò)在某一溫度發(fā)生相變，向外界吸收或釋放潛熱，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。固-液相變材料因其相變潛熱大，是目前最有應(yīng)用前景的相變材料。但該相變材料存在液態(tài)時(shí)易產(chǎn)生泄露、環(huán)境污染等問(wèn)題，且相變材料暴露在外界很容易受到外界環(huán)境中水、光線等因素的影響，限制了該類材料的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種雙溫區(qū)相變材料及其制備方法，解決了固-液相變材料易泄漏的問(wèn)題。

其具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種雙溫區(qū)相變材料，包括：所述雙溫區(qū)相變材料呈核殼結(jié)構(gòu)；

所述核殼結(jié)構(gòu)的核層為有機(jī)相變材料，殼層為含親水性納米顆粒的水凝膠。

本發(fā)明中，雙溫區(qū)相變材料的粒徑為410～482μm，其中，殼層厚度為10～58μm。

水凝膠是一種理想的環(huán)境友好型高分子聚合物，其含水量很高，能夠有效防止水泄露，且制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉。本發(fā)明利用水凝膠包裹相變材料，使相變材料膠囊化，水凝膠中的水可以起到保護(hù)相變材料的作用。而且，本發(fā)明利用親水性納米顆粒強(qiáng)化水凝膠的交聯(lián)作用，提高了水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，不易破裂，對(duì)相變材料提供了更好的保護(hù)作用，避免固-液相變材料發(fā)生泄露。另外，雙溫區(qū)相變材料的殼層中的水和核層中的有機(jī)相變材料具有不同的相變溫度，使得該相變材料具有雙溫區(qū)的特點(diǎn)，可應(yīng)用在不同環(huán)境中。

本發(fā)明中，所述有機(jī)相變材料選自烷烴類、酸類和醇類中的一種或兩種以上，優(yōu)選為烷烴類，更優(yōu)選為十五烷、十六烷、十七烷、十八烷或二十烷；酸類相變材料選自月桂酸、棕櫚酸、豆蔻酸或硬脂酸；醇類相變材料選自新戊二醇、季戊四醇或-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇；

所述親水性納米顆粒為納米無(wú)機(jī)金屬氧化物，優(yōu)選為二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋅、氧化銅、氧化鋁或氧化鐵；

所述含親水性納米顆粒的水凝膠中的水凝膠由水溶性單體、表面活性劑和光引發(fā)劑在水中在紫外光的照射下交聯(lián)形成；

所述水溶性單體為聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)；

所述表面活性劑選自聚乙烯醇(PVA)、十二烷基硫酸鈉(SDS)、丙三醇或聚(乙二醇)-block-聚(丙二醇)-block-聚(乙二醇)(F108)的一種或兩種以上；

所述光引發(fā)劑選自2-羥基-4’-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮或二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)。

本發(fā)明還提供了上述雙溫區(qū)相變材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：采用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)相變材料的表面進(jìn)行改性，得到改性的相變材料；

步驟2：將水溶性單體水溶液、親水性納米顆粒、表面活性劑和光引發(fā)劑混合，得到分散液；

步驟3：調(diào)節(jié)所述分散液至酸性，加入所述改性的相變材料，進(jìn)行紫外光固化，離心，干燥后得到雙溫區(qū)相變材料。