[發明專利]一種光致變色儲能膠囊的制備方法

在審

• 申請號: 202011513648.0
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112521929A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 王瑀;李偉
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;C09K11/62;C09K11/66;C09K5/06;B01J13/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種光致變色儲能膠囊的制備方法，該膠囊由含有長余輝納米顆粒的外殼層、聚氨酯的內殼層和含有光致變色染料的相變儲能材料的芯材組成。長余輝納米顆粒利用鋅源MOFs為模板制得，粒徑均一，尺寸可控。所得膠囊為雙殼層結構，聚氨酯內殼層彌補了由于添加長余輝納米顆粒可能導致的外殼層密閉性不夠的缺點。本發明涉及的光致變色儲能膠囊有著紫外線強度指示、儲能調溫和余輝熒光效果，提升了對太陽光的利用效率，在明亮環境和黑暗環境均有良好的色彩表現，有著廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及膠囊領域，具體涉及一種光致變色儲能膠囊的制備方法。

背景技術

光致變色材料是指顏色隨著環境溫度變化發生視覺差異化改變的材料，可分為有機、無機和液晶三類。無機光致變色材料變色溫度較高，限制其應用范圍，液晶光致變色材料制備要求較高，不利于廣泛應用。

有機光致變色材料雖然應用較廣泛，但是存在對環境適應性差、熱穩定性不好、不耐酸堿及溶劑等缺點。采用膠囊包覆技術將溶有有機光致變色材料的相變材料作為囊芯，將高分子材料作為囊壁制備的光致變色儲能膠囊，克服了有機變色材料本身的缺點，增強了其穩定性和適用范圍，具有良好溫度調節能力、可視化的紫外線指示功能和視覺差異化變色效果。專利CN201910580016.7中，將相變材料、光敏劑、電子給體和隱色體染料相結合，膠囊化后得到光致溫致協同變色微膠囊。專利CN201611008848.4中，將變色染料和儲能材料共同作為芯材，使用膠囊包覆，制備出智能光敏變色儲能調溫微膠囊。現有變色儲能膠囊只能在明亮環境中顯現其差異化變色效果，在黑暗環境下觀察不到任何顏色。

發明內容

為豐富膠囊的功能性，解決變色儲能膠囊在黑暗環境下無顏色顯示的問題，本發明提供了一種光致變色儲能膠囊的制備方法，具體步驟如下：

(1)按質量份計，將100份的相變儲能材料和0.1～10份的光致變色染料加熱溶解至澄清，混入異氰酸酯，制得芯材A；

(2)將含有乳化劑的水溶液升溫至高于相變儲能材料熔點溫度，制得連續相B；

(3)將以鋅源MOFs為模板，利用模板法制備的長余輝納米顆粒加入外殼層預聚體中，再加入水溶性胺混合均勻，制得殼層預聚體C；

(4)將芯材A緩慢加入到連續相B中，機械或超聲乳化制得水包油型乳液后，緩慢加入殼層預聚體C，在60～90℃反應0.5～3h，然后調節體系pH值至3.7～6.2，繼續反應1～5h，抽濾、清洗、干燥，制得光致變色儲能膠囊。

所述的相變儲能材料為脂肪酸酯、烷烴、脂肪醇中的至少一種；

所述的光致變色染料包括螺噁嗪類、螺吡喃類、二芳基乙烯類、螺唔嗓類、俘精酸醉類、偶氮苯類、苯并吡喃類、磷鉬酸異煙酸類中的至少一種；

所述的乳化劑為烷基酚聚氧乙烯醚、高碳醇脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酰胺、苯乙烯馬來酸酐共聚物鈉鹽、十二烷基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基溴化吡啶蝻、十二烷基苯磺酸鈉、十二甲基硫酸鈉中的至少一種；

所述的異氰酸酯為IPDI，HMDI，TDI，MDI以及相應的二聚體或三聚體中的至少一種；

步驟(2)中所述的鋅源MOFs為以鋅離子和配體為原材料制備的ZIF-1～8系列MOFs、TIF-1～5系列MOFs、ZIF-10、ZIF-11、ZIF-14、ZIF-20、ZIF-22、ZIF-23、ZIF-60～62、ZIF-64、ZIF-70～82系列MOFs、ZIF-90～92系列MOFs、ZIF-95和ZIF-100中的至少一種。