[發明專利]一種相變儲能聚苯乙烯閉孔泡沫的制備方法

有效

• 申請號: 202111388162.3
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN113929805B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 朱新遠;鄧靜倩;杜中杰;孔鵬;金華;童剛生;王武聰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08F212/08
• 分類號: C08F212/08;C08F212/36;C08F2/32;C08J9/00;C08L25/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種相變儲能聚苯乙烯閉孔泡沫的制備方法，通過乳液模板法一步制備，應用于相變儲能領域。本發明相變儲能聚苯乙烯閉孔泡沫的生產方法過程簡單，未使用到有機溶劑以及化學發泡劑，解決了現有技術中生產過程復雜且環境污染的問題。

技術領域

本發明涉及一種聚苯乙烯泡沫的制備方法，更具體的說，是關于一種相變儲能聚苯乙烯閉孔泡沫材料的制備方法。

背景技術

近年來，以聚苯乙烯泡沫板、聚乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫隔熱板制備的輕質墻體材料因其優良的隔熱性能在建筑領域中的應用越來越廣泛。但由于它們低的儲熱能力導致室內溫度波動加劇，舒適度降低。同時，它們無法較高效率的利用太陽能，因而限制了它們的進一步發展。相變材料在環境溫度變化時，發生相態轉變從而具有吸收、儲存和釋放熱量(相變熱)的功能，因而結合了相變材料的隔熱保溫板在太陽能利用、廢熱回收、智能建筑等領域有廣泛的應用前景。

制備相變儲能保溫泡沫材料的方法主要有浸漬法、微膠囊法、混合發泡法三種，最初的研究主要為浸漬法，但是所得到的產品孔隙度極低，嚴重影響了隔熱效果。微膠囊法盡管獲得了高的孔隙度，但是殼部分占用大量的體積卻不能提供熱焓。而通過樹脂基體與相變儲能材料直接混合并發泡的混合發泡法因有望同時獲得高相變焓以及高比例孔隙度而受到越來越多的關注。

目前，混合發泡法在制備相變儲能泡沫材料的過程中一般會用到有機溶劑或者化學發泡劑，這導致環境污染。另外，合成過程的復雜性會導致高的生產成本。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種相變儲能保溫泡沫材料的制備方法，用以解決現有技術中生產過程復雜且環境污染的問題。

本發明提供了一種相變儲能聚苯乙烯閉孔泡沫的制備方法，所述方法包括：

將單體(苯乙烯(St)、二乙烯基苯(DVB))、乳化劑、石蠟和石蠟乳化劑混合制成油相，其中，溫度控制在石蠟熔點與引發劑分解溫度之間；

去離子水構成水相；

再將引發劑按溶解性溶于油相或水相中；

將水相逐滴加入油相中，攪拌，形成油包水型乳液；

以所述乳液為模板，在引發劑分解溫度之上引發其中的單體聚合后將水除去得到相變儲能聚苯乙烯閉孔泡沫。

作為本發明的一個實施方案，所述乳化劑為司盤80(Span80),司盤60(Span60)，聚醚Pluronic F127和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)中的一種或幾種。

作為本發明的一個實施方案，所述引發劑為過硫酸鉀(KPS)，過氧化苯甲酰(BPO)和偶氮二異丁腈(AIBN)中的一種或幾種。

作為本發明的一個實施方案，溫度控制在石蠟熔點與引發劑分解溫度之間包括：40-55℃；更包括40-45℃、45-50℃、50-55℃等。

作為本發明的一個實施方案，在引發劑分解溫度之上的聚合溫度包括：65-75℃；更包括65-66℃、66-68℃、68-70℃、70-72℃、71-73℃、73-75℃等。

作為本發明的一個實施方案，所述的苯乙烯添加量占單體總質量的20％～99％。

作為本發明的一個實施方案，所述的乳化劑添加量為單體總質量的20％～30％。

作為本發明的一個實施方案，所述的石蠟與石蠟乳化劑的質量比為4:0.8-1.5。石蠟乳化劑濃度過低會導致乳液無法形成，濃度過高會增加成本。

作為本發明的一個實施方案，所述石蠟乳化劑為市售的石蠟乳化劑，生產商包括但不限于臨沂綠森(58號石蠟乳化劑)。石蠟乳化劑的作用是乳化石蠟/水體系，如不添加石蠟乳化劑，則無法形成含有石蠟的乳液體系；也無法實現本發明的目的。