[發明專利]一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊及制備方法

在審

• 申請號: 202011287657.2
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112391148A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 李德寶;馬中義;賈麗濤;侯博
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06
• 代理公司: 太原申立德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14115
• 代理人: 張向瑩

1.一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊，其特征在于：所述復合相變微膠囊的芯材為正構烷烴和納米碳化物，壁材為金屬氧化物或者氮化物改性的聚甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯的聚合物；所述正構烷烴、甲基丙烯酸丁酯的質量比為3-10:1。

2.根據權利要求1所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊，其特征在于：所述正構烷烴和納米碳化物的質量比為1:0.01-0.08；所述甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、納米金屬氧化物或者氮化物的質量比為1:0.1-0.3:0.01-0.08；所述正構烷烴為碳十二至碳二十二中的一種或幾種；所述納米碳化物為氧化石墨烯、碳化硅、碳納米線中的一種或幾種；所述納米金屬氧化物為氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氮化硅中的一種或幾種，納米金屬氧化物的粒子尺寸為50-100nm；所述復合相變微膠囊的粒子大小在60-100μm，相變焓值120-160kJ/kg，導熱系數5.1-6.5W/(K.m)。

3.一種如權利要求1或2所述的高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：以正構烷烴和納米碳化物為芯材，以金屬氧化物或者氮化物改性的聚甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸丁酯的聚合物為壁材，按照以下步驟實施：

步驟1、分別取甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、納米金屬氧化物或者氮化物和交聯劑，經攪拌后形成混合物A；

步驟2、分別取正構烷烴、乳化劑、納米碳化物和去離子水混合，加熱，形成混合物B；

步驟3、將經步驟1制備的混合物A添加到步驟2制備的混合物B中，經攪拌形成預聚乳液；

步驟4、將經步驟3得到的預聚乳液加熱，在攪拌狀態下將引發劑逐漸滴加到預聚乳液中，滴加完成后繼續保持攪拌，即可得到復合相變微膠囊乳液。

步驟5、將步驟4得到的復合相變微膠囊乳液經靜置后過濾，將過濾后的沉淀物洗滌、烘干，得到復合相變微膠囊。

4.根據權利要求3所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述正構烷烴為碳十二至碳二十二中的一種或幾種。

5.根據權利要求3所述的一種高導熱性和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述步驟1中的甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、納米金屬氧化物或者氮化物和交聯劑的質量比為1:0.1-0.3:0.01-0.08:0.001-0.02；納米金屬氧化物為氧化硅、氧化鋯、氧化鈦、氮化硅中的一種或幾種，納米金屬氧化物的粒子尺寸為50-100nm；交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基砜、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一種或幾種。

6.根據權利要求3所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述步驟2中的正構烷烴、乳化劑、納米碳化物和去離子水的質量比為1:0.01-0.05:0.01-0.08:3-30；加熱具體是加熱到至少高于正構烷烴沸點5-10℃。

7.根據權利要求3所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述步驟2中的納米碳化物為氧化石墨烯、碳化硅、碳納米線中的一種或幾種；所述步驟2中的乳化劑為烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸銨、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸或丙烯酸聚醚磷酸酯中的一種，與十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基磺酸、Span80、Tween60中的一種混合得到的混合物。

8.根據權利要3所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述步驟3預聚乳液中的正構烷烴、甲基丙烯酸丁酯的質量比為3-10:1。

9.根據權利要求3所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述步驟4中的引發劑為過硫酸鉀或者硫代硫酸鈉的水溶液；所述步驟4中的預聚乳液加熱具體是加熱到50-90℃；滴加完成后繼續保持攪拌時間為4-8小時。

10.根據權利要求3所述的一種高導熱和高焓值復合相變微膠囊的制備方法，其特征在于：所述步驟5得到的微膠囊的粒子大小在60-100μm；復合相變微膠囊中的正構烷烴含量為72-90％。