[發(fā)明專利]一種結(jié)晶水合鹽相變微膠囊及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011541061.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN112680194A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06;B01J13/14
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 謝瀟

本發(fā)明公開的結(jié)晶水合鹽相變微膠囊包括芯材和壁材，芯材在微膠囊中的質(zhì)量占比為30~80%，壁材在微膠囊中的質(zhì)量占比為10~70%，芯材和壁材在微膠囊中的質(zhì)量占比之和為100%；芯材由結(jié)晶水合鹽相變材料、晶核劑和增稠劑組成，晶核劑在微膠囊中的質(zhì)量占比為0~5%，增稠劑在微膠囊中的質(zhì)量占比為0~5%，壁材由高分子聚合物組成。該結(jié)晶水合鹽相變微膠囊的制備方法包括壁材預(yù)聚體溶液的合成、芯材乳液和結(jié)晶水合鹽相變微膠囊的制備等步驟。本發(fā)明可以克服結(jié)晶水合鹽的不足，顯著提高水合鹽的長(zhǎng)期穩(wěn)定性能，并解決應(yīng)用中容器被腐蝕而產(chǎn)生的泄露問題。本發(fā)明結(jié)晶水合鹽相變微膠囊的包覆率高，密封性好，儲(chǔ)能密度高，具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相變材料及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種結(jié)晶水合鹽相變微膠囊及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，我國(guó)空氣污染現(xiàn)象嚴(yán)重，多地頻現(xiàn)霧霾天氣，尤其是京津冀地區(qū)。我國(guó)霧霾天氣有著明顯的季節(jié)性變化，隨著北方城市進(jìn)入冬季采暖期，霧霾現(xiàn)象頻發(fā)且較為嚴(yán)重。自2003年起，我國(guó)開始在北方地區(qū)實(shí)施清潔采暖戰(zhàn)略，大力推進(jìn)“煤改電”、“煤改氣”等舉措。根據(jù)國(guó)家頒布的北方地區(qū)冬季清潔采暖規(guī)劃(2017～2021)，到2021年，北方地區(qū)的清潔采暖率必須達(dá)到70％，替代散燒煤(含低效小鍋爐用煤)1.5億噸。《規(guī)劃》首次明確了清潔采暖的概念和范圍，清潔采暖是指利用天然氣、電、地?zé)帷⑸镔|(zhì)、太陽(yáng)能、工業(yè)余熱、清潔化燃煤(超低排放)、核能等清潔化能源，通過高效用能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物排放和能源消耗為目標(biāo)的取暖全過程。

目前北方農(nóng)村多采用電暖氣取代散燒煤，而電暖氣設(shè)備的大量增加使得高峰期用電量急劇增加，造成電網(wǎng)負(fù)擔(dān)過重，存在極大的安全隱患。將相變蓄熱技術(shù)與清潔采暖系統(tǒng)相結(jié)合，是移峰填谷、提高能源使用效率的有效途徑之一。然而，目前的相變蓄熱型采暖技術(shù)并沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用，作為相變材料的結(jié)晶水合鹽存在的最大問題在于相分離，且過冷度較大，并對(duì)金屬具有較強(qiáng)的腐蝕性能，具體體現(xiàn)在：

(1)相變材料穩(wěn)定性能差：由于價(jià)格較低且易獲得，當(dāng)前的蓄熱型采暖系統(tǒng)多采用結(jié)晶水合鹽作為相變材料。然而，絕大多數(shù)采暖設(shè)備的壽命都在20年以上，根據(jù)北方某市采暖時(shí)間為每年90天計(jì)算，假設(shè)相變材料每天經(jīng)歷一次熔解/凝固相變循環(huán)，則相變材料的循環(huán)穩(wěn)定性應(yīng)不低于1800次，而絕大多數(shù)水合鹽在100～200次相變循環(huán)后會(huì)發(fā)生分相問題，這使得采暖設(shè)備在使用年限內(nèi)必須面臨更換相變材料的問題，導(dǎo)致額外的費(fèi)用，從而在根本上限制了相變蓄熱型采暖設(shè)備的推廣。

(2)相變蓄熱裝置的泄漏問題：由于結(jié)晶水合鹽對(duì)金屬具有腐蝕性，不少相變蓄熱裝置在使用2～3年以后都出現(xiàn)了泄露的問題，對(duì)環(huán)境造成了污染。

由此可見，相變材料的穩(wěn)定性及其與蓄熱裝置的兼容性是相變蓄熱型采暖技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。針對(duì)蓄熱型電采暖系統(tǒng)的應(yīng)用要求，本發(fā)明提出一種穩(wěn)定性能良好的結(jié)晶水合鹽相變微膠囊及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種包覆率高、密封性好、儲(chǔ)能密度高的結(jié)晶水合鹽相變微膠囊及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種結(jié)晶水合鹽相變微膠囊，包括芯材和壁材，所述的芯材在微膠囊中的質(zhì)量占比為30～80％，所述的壁材在微膠囊中的質(zhì)量占比為10～70％，所述的芯材和所述的壁材在微膠囊中的質(zhì)量占比之和為100％；