[發明專利]一種應用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊及其制備方法

有效

• 申請號: 202110577897.4
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113355054B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 辛浩宇;李棟;楊俊偉;羅文君
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C09K5/06
• 分類號: C09K5/06;B01J13/14;C01B32/21
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本發明涉及相變儲能微膠囊領域，尤其涉及一種應用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊及其制備方法。一種用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊，所述相變儲能微膠囊為球形顆粒結構，其包括芯材和包裹在所述芯材外部的殼材，芯材由石蠟制成，殼材由甲基丙烯酸甲酯制成，芯材和殼材中均含有導熱劑。本發明中，以石蠟作為相變芯材，以聚甲基丙烯酸甲酯作為殼材，以改性石墨作為導熱劑，使用懸浮聚合法制備而成，這三種材料具有價格低廉，生產成本低的優點，懸浮聚合法具有產物分離簡單，反應條件容易控制，所得產物純凈且粒徑較為均勻等優點。

技術領域

本發明涉及相變儲能微膠囊領域，尤其涉及一種應用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊及其制備方法。

背景技術

相變材料廣泛應用于航空航天的熱控制系統、電動汽車的熱管理、電子元件的散熱設備、建筑節能等。相變微膠囊技術在建材中也有著廣泛的應用，例如，在建筑外墻中摻入相變微膠囊材料，外墻的儲熱性能就會有明顯的提高。當環境溫度上升的時候，外界熱量通過熱傳導導入相變微膠囊材料中存儲起來，起到了降低室內溫度和儲存能量的作用；當環境溫度下降的時候，存儲在相變微膠囊材料中的能量又被釋放出來，起到了升高室溫的作用。如將相變微膠囊材料摻入深井水泥，可以有效減小水泥的水化熱。在工程施工方面也有著十分重要的用途：將相變微膠囊材料摻入瀝青公路的基材，在高溫天氣可以通過相變存儲部分熱量從而降低瀝青表面的溫度；將相變微膠囊材料摻入石膏板，能有效提高石膏板的儲熱能力。相變微膠囊材料在保持建筑結構的同時，賦予建筑溫度調節的功能，是一種十分具有發展前景的材料。

地質聚合物作為一種無機膠凝材料，其具有極長的耐久性和優良的耐酸堿、耐火、耐高溫性能，且原料廉價易得：可由固體廢棄物回收而來；符合國家、政府、產業“化害為利，變廢為寶”的環保理念。近年來被視為水泥的未來替代材料，其市場應用規模將不斷擴大。將相變材料與地質聚合物復合制備得到的新型建筑材料，具有廣泛的應用前景。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊。

本發明提供一種用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊，所述相變儲能微膠囊為球形顆粒結構，其包括芯材和包裹在所述芯材外部的殼材，芯材由石蠟制成，殼材由甲基丙烯酸甲酯制成，芯材和殼材中均含有導熱劑。

進一步地，所述導熱劑為改性石墨。

一種制備上述用于無機膠凝材料的相變儲能微膠囊的方法，其特征在于，主要包括以下步驟：

S1、取切片石蠟置于燒杯中，加熱其熔化成透明狀；

S2、取顆粒狀聚乙烯醇于去離子水中，加熱并攪拌至充分溶解，制得分散劑溶液；

S3、分別制備硬脂酸-乙醇溶液和三氯化鋁溶液；

S4、將硬脂酸-乙醇溶液和三氯化鋁溶液混合，加入石墨，制得改性石墨；其中，硬脂酸為石墨質量分數的3％；

S5、將過氧化二苯甲酰與甲基丙烯酸甲酯進行混合后，攪拌溶解，配制成引發劑-單體溶液；其中，以質量比為計，石蠟：甲基丙烯酸甲酯＝1～3:3；過氧化二苯甲酰:甲基丙烯酸甲酯＝1:47.2；

S6、將改性石墨與引發劑-單體溶液混合，加入S1的熔融石蠟中攪拌至均勻，于60℃條件下保溫，制得油相，其中，以質量比為計，改性石墨：引發劑-單體溶液：石蠟＝1:34:11.1～33.3；

S7、將油相與分散劑溶液混合，反應后，得到反應產物；

S8、將反應產物依次進行抽濾和洗滌處理，干燥，即得所述相變儲能微膠囊。

進一步地，S2中分散劑的質量分數為6％。

進一步地，S3中三氯化鋁溶液質量濃度為2g/L。