CN101503617A - 一种水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法 - Google Patents
一种水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101503617A CN101503617A CNA2009101162784A CN200910116278A CN101503617A CN 101503617 A CN101503617 A CN 101503617A CN A2009101162784 A CNA2009101162784 A CN A2009101162784A CN 200910116278 A CN200910116278 A CN 200910116278A CN 101503617 A CN101503617 A CN 101503617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- storage material
- phase change
- aqueous polyurethane
- metal ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
本发明公开了一种金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法，特征是在30～90℃将相变储能材料在去离子水中熔融后，加入按相变储能材料重量0.5～10％的非离子型表面活性剂，高速搅拌下乳化，再加入聚氨酯含量为相变储能材料0.5～20％的水性聚氨酯和金属离子重量为水性聚氨酯中聚氨酯0.1～10％的金属盐水溶液，反应0.5～4小时，冷却、过滤、干燥后即得到以相变储能材料为囊芯，以金属离子交联型水性聚氨酯为囊壁的相变储能材料微胶囊，其中的相变储能材料与水性聚氨酯重量比为0.5～20∶1；所得产物其平均粒径没有明显增加，颗粒的自由流动性好，囊壁致密均匀。
Description
技术领域：
本发明属于功能性复合材料技术领域，特别涉及一种金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法。
背景技术：
据荷兰《能量转换与管理》(Energy Conversion and Managemen，2004，45(2)：263)介绍，微胶囊化相变储能材料是采用微胶囊技术将固一液相变材料用高分子材料或无机化合物以物理或化学方法包覆起来制成稳定的固体微粒，微胶囊化相变储能材料不仅可以有效地增大热传导面积，减少相变储能材料与外界环境的反应，而且可以在相变发生时控制材料体积的变化，改善相变储能材料在发生固液转变时的泄漏、相分离、体积膨胀、有腐蚀性、热稳定性差等问题。现有制备微胶囊化相变储能材料的方法可分为界面聚合法、原位聚合法和喷雾干燥法。其中界面聚合法是将相变储能材料在溶有形成壳材料单体的连续相中乳化或分散，然后将水溶性单体的水溶液或含油溶性反应物的有机溶剂分散到有机相或水相中，加入乳化剂后这两种单体会分别从分散相和连续相向界面移动并迅速在界面上发生聚合反应得到微胶囊。美国专利US.6270836介绍的一种通过界面聚合法合成的以链烷烃化合物为核、聚脲/聚氨酯为壳的微胶囊，产品分布均匀，相变焓略小于链烷烃化合物。但界面聚合法制得的微胶囊产品粒径受温度、搅拌速度、反应容器形状、乳化剂种类及其浓度等影响，工艺条件复杂且不易控制。原位聚合法是形成囊壁的单体及引发剂全部位于相变储能材料乳化液滴的内部或外部，在液滴表面发生聚合反应从而得到微胶囊的方法。美国专利US.0076826公开的一种利用原位聚合法制备的以链烷烃化合物为核、三聚氰胺-甲醛树脂为壳的微胶囊，尽管该微胶囊相变储能材料具有一定的抗泄露能力，但在生产和使用过程中仍会释放出有害气体甲醛，对身体健康和生产设备造成伤害；同时此方法所用的囊材均为热固性树脂，在加工过程中易被挤压而部分破裂，最终达不到预期的包覆效果。喷雾干燥法是将芯材料和壳材料的混合物通入加热室或冷却室，快速脱除溶剂后凝固得到微胶囊。荷兰《能源应用》(AppliedEnergy，2003，74：195)介绍了一种利用明胶和阿拉伯胶的混合溶液对乳化石蜡进行喷雾干燥得到粒径0.2微米分布均匀的微胶囊产品的方法，尽管该方法工艺简单，但是这种物理包覆作用对相变材料泄漏和体积膨胀等缺点改善作用很有限。据《中国粘胶剂》(文志红，陈延娜，邬素华.水性聚氨酯胶粘剂，2003，12(4)：55—5)介绍：水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，具有无污染、成本低、耐腐蚀、机械性能优良、相容性好、固化后耐水性好等优点，符合目前环保的要求。但关于水性聚氨酯胶囊化相变储能材料文章和专利鲜有报道。美国专利US.2004044128A1公开了一种利用水性聚氨酯包覆相变储能材料的方法，但这钟微胶囊仅仅是通过物理吸附等实现包覆，并不能解决相变储能材料发生固液转变时的泄漏和体积膨胀等问题。目前，关于金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料相关文献和专利还未见报道。
发明内容：
本发明的目的是提供一种金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法，以改善相变储能材料发生固一液转变时存在泄漏、相分离、体积膨胀、有腐蚀性、热稳定性差等问题，同时克服现有技术操作工序复杂和微胶囊易破碎等缺点。
本发明的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料，特征在于其为以金属离子交联型水性聚氨酯为壳，以被表面活性剂乳化的相变储能材料为核的微胶囊化相变储能材料，所述相变储能材料与交联水性聚氨酯的重量比为0.5～20:1。
本发明的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料制备方法，其特征在于：将相变储能材料加入按其重量1～6倍的去离子水中，在30～90℃熔融后以800～15000转/分钟的速度搅拌3～20分钟，然后加入含聚氨酯重量为相变储能材料重量0.5～20％的水性聚氨酯及按相变储能材料重量0.5～10％的非离子型表面活性剂，搅拌5～20分钟，再加入金属离子重量为水性聚氨酯中聚氨酯重量0.1～10％的金属离子水溶液，搅拌0.5～4小时，降至室温，过滤，将滤饼在80～100℃干燥4～8小时，即得到金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料产物。
上述步骤中，优选水的加入量为相变储能材料重量的2～4倍；优选较佳的金属盐水溶液为其所含金属离子为水性聚氨酯中聚氨酯重量0.5～5％；优选较佳的非离子型表面活性剂加入量为相变储能材料重量的1～5％；优选较佳的反应温度为40～60℃；优选较佳的反应时间为1～2小时；优选较佳的搅拌速度为1500～10000转/分钟；
所述相变储能材料选自碳原子数为20～600的烷烃石蜡、地蜡、蜂蜡或上述几种蜡的混合物，或碳原子数为8～50的高级脂肪醇，或碳原子数为8～50的脂肪酸或该脂肪酸的甲酯、乙酯或甘油酯；
所述非离子型表面活性剂为聚吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、蔗糖酯或烷基醇酰胺。
所述金属离子水溶液选自钙、镁、钡、锌、铁、钴、镍、锰、铜、镉、铅、锆、铪、镧、铈或铝离子的水溶液；
上述微胶囊化相变储能材料的制备中选用的水性聚氨酯是包含一种重均分子量在10000～100000范围内的聚氨酯聚合物的水性聚氨酯分散体。这种分散体是先通过一种二官能多醇、一种二异氰酸酯和亲水单体在催化剂存在下反应，得到有异氰酸酯端基的预聚物，再与链终止剂反应而得；其中二官能多醇为重均分子量为200～10000的聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述单体的均聚或共聚二醇；二异氰酸酯为异佛儿酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯；亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、2，3-二羟基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸钠；链终止剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、盐酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或N-甲基吗啉。
在上述投料范围内制备的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料，颗粒的流动性好，包覆后表面上壳层致密均匀，与目前普遍采用的蜜胺-甲醛树脂或苯酚-甲醛树脂为囊壁材料相比，本发明所需设备及操作简单，易于大规模生产；本发明制备过程中仅使用水作溶剂，绿色环保、无污染；同时现有以蜜胺-甲醛树脂或苯酚-甲醛树脂等热固性树脂为囊壁制备微胶囊的方法，其囊壁脆性较高，在加工过程中会因机械的剪切作用而使部分囊壁破裂，失去包覆效果，而本发明方法制备的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料，其囊壁为交联热塑性树脂，具有很好的韧性，加工时不会破裂。
采用本发明方法所制备的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料可应用于冷却循环液、废热交换液和节能建筑材料等能量利用和热交换领域，设备保护材料、伪装材料、高功能泡沫材料、调温纤维纺织材料和农作物生长保护剂等温度控制领域。
具体实施方式：
实施例1：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热到45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物47克。
所得产物的相变潜热为138.5.4J/g，与石蜡的相变潜热(225.9J/g)相比降低很多；所得产物的平均粒径为5.2μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明该产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例2：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和0.5克烷基酚聚氧乙烯醚，加热到45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物46.9克。
所得产物的相变潜热为140.3J/g，比石蜡的相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为8.1μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明该产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
如果将本实施例中的重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)替换为其它含重均分子量在10000～100000范围内的聚氨酯聚合物的水性聚氨酯分散体，这种分散体是先通过一种二官能多醇、一种二异氰酸酯和亲水单体在催化剂存在下反应反应得到有异氰酸酯端基的预聚物，再与链终止剂反应而得；其中二官能多醇为重均分子量200～10000的聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述单体的均聚或共聚二醇；二异氰酸酯为异佛儿酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯；亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、2，3-二羟基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸钠；链终止剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、盐酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或N-甲基吗啉时，在其他条件不变情况下，结果都能够得到流动性好的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料。
实施例3
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和0.5克烷基酚聚氧乙烯醚，加热到45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，缓慢升温到90℃搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物44.8克。
所得产物的相变潜热为137.6J/g，相比于石蜡的相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为6.8μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明该产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
在其他条件不变情况下，如果将上述实施例中的非离子型表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚替换为低分子量聚吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、辛基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、蔗糖酯或烷基醇酰胺，都能得到颗粒均匀的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料。
实施例4：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热到45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)0.85克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物46.4克。
所得产物的相变潜热为124.7J/g，比石蜡的相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为6.3μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明该产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
如果将本实施例中的相变储能材料十二醇替换为碳原子数为20～600的烷烃石蜡、地蜡、蜂蜡或上述几种蜡的混合物，或碳原子数为8～50的高级脂肪醇、或碳原子数为8～50的脂肪酸及其脂肪酸的甲酯、乙酯或甘油酯，在其他条件不变的情况下，所得到的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料，颗粒粒径分布差别很小。
实施例5：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热到45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)34克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物47.5克。
所得产物的相变潜热为115.6J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为5.3μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明该产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
如果将本实施例中的金属离子水溶液硝酸铝的饱和水溶液替换为钙、镁、钡、锌、铁、钴、镍、锰、铜、镉、铅、锆、铪、镧或铈的金属离子水溶液，在其他条件不变的情况下，均可得到金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料。
实施例6：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌20分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物46.2克。
所得产物的相变潜热为122.6J/g，相比于石蜡的相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为4.8μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明该产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例7：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热到45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌5分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物44.1克。
所得产物的相变潜热为139.2J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为7.3μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例8：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌4小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物47克。
所得产物的相变潜热为125.4J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为5.0μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例9：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和0.1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物43.8克。
所得产物的相变潜热为164.8J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为10.9μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例10：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入200ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物47克。
所得产物的相变潜热为113.2J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为4.3μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例11：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以2000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含19.12克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物47克。
所得产物的相变潜热为118.1J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为4.0μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例12：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以800rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物42.4克。
所得产物的相变潜热为183.4J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为18.6μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
实施例13：
在装有搅拌及回流装置的反应釜中，加入150ml去离子水和50克石蜡和1克烷基酚聚氧乙烯醚，加热在45℃熔融后，以15000rpm的速度强烈搅拌10分钟，加入重均分子量为20000的水性聚氨酯(固含量为30wt％，PH值为7.5)17克，搅拌10分钟，再加入含9.56克硝酸铝的饱和水溶液，继续搅拌1.5小时，然后降至室温，过滤，将滤饼在80℃干燥4小时，得到产物48.3克。
所得的产物相变潜热为93.7J/g，相比于石蜡相变潜热(225.9J/g)降低很多；所得产物的平均粒径为3.2μm；该产物的红外光谱图中在1720cm-1显示出聚氨酯的特征峰，同时也出现金属离子络合峰，且石蜡的特征峰基本消失，说明产物表面是金属离子交联型水性聚氨酯。
上述各实施例中产物的测试数据是按下列方法测得的：
粒度、粒径分布、结构及形态分析：用JXA-840扫描电镜，在200～10000X下观察分析；
相变潜热：用Diamond差示扫描量热议，升温速率为5℃/min，在室温～150℃测量；
红外光谱分析：将产物干燥后，采用溴化钾压片法制样，在红外光谱仪上进行测试，并对所得图谱特征峰进行分析。
Claims (6)
1、一种金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料，特征在于其为以金属离子交联型水性聚氨酯为壳，以被表面活性剂乳化的相变储能材料为核的微胶囊化相变储能材料，所述相变储能材料与交联水性聚氨酯的重量比为0.5～20:1。
2、权利要求1所述的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料的制备方法，其特征在于：将相变储能材料加入按其重量1～6倍的去离子水中，在30～90℃熔融后以800～15000转/分钟的速度搅拌3～20分钟，然后加入含聚氨酯重量为相变储能材料重量0.5～20％的水性聚氨酯及按相变储能材料重量0.5～10％的非离子型表面活性剂，搅拌5～20分钟，再加入金属离子重量为水性聚氨酯中聚氨酯重量0.1～10％的金属离子水溶液，搅拌0.5～4小时，降至室温，过滤，将滤饼在80～100℃干燥4～8小时，即得到金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料产物。
3、如权利要求1所述的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料或权利要求2所述的制备方法，特征在于所述相变储能材料选自碳原子数为20～600的烷烃石蜡、地蜡、蜂蜡或上述几种蜡的混合物，或碳原子数为8～50的高级脂肪醇，或碳原子数为8～50的脂肪酸或该脂肪酸的甲酯、乙酯或甘油酯。
4、如权利要求2所述的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料的制备方法，特征在于所述非离子型表面活性剂为聚吡咯烷酮、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯胺、聚氧乙烯酰胺、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、蔗糖酯或烷基醇酰胺。
5、如权利要求2所述的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料的制备方法，特征在于所述的金属离子水溶液选自钙、镁、钡、锌、铁、钴、镍、锰、铜、镉、铅、锆、铪、镧、铈或铝离子的水溶液。
6、如权利要求2所述的金属离子交联型水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料的制备方法，特征在于所述水性聚氨酯是包含一种重均分子量在10000～100000范围内的聚氨酯聚合物的水性聚氨酯分散体，这种分散体是先通过一种二官能多醇、一种二异氰酸酯和亲水单体在催化剂存在下反应，得到有异氰酸酯端基的预聚物，再与链终止剂反应而得；其中二官能多醇为重均分子量为200～10000的聚环氧乙烷二醇、聚环氧丙烷二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇或上述单体的均聚或共聚二醇；二异氰酸酯为异佛儿酮二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或苯二亚甲基二异氰酸酯；亲水单体为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸、2，3-二羟基丁二酸或1，4-丁二醇-2-磺酸钠；链终止剂为三乙胺、二甲基乙醇胺、氨水、盐酸、醋酸或硫酸二甲酯；所述催化剂选自二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或N-甲基吗啉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101162784A CN101503617B (zh) | 2009-03-05 | 2009-03-05 | 一种水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009101162784A CN101503617B (zh) | 2009-03-05 | 2009-03-05 | 一种水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101503617A true CN101503617A (zh) | 2009-08-12 |
| CN101503617B CN101503617B (zh) | 2011-07-27 |
Family
ID=40976002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2009101162784A Active CN101503617B (zh) | 2009-03-05 | 2009-03-05 | 一种水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101503617B (zh) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101943466A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-01-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种相变储热节能型电热水器 |
| CN102941046A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-02-27 | 天津工业大学 | 一种金属离子络合物囊壁的微/纳胶囊制备方法 |
| CN103566971B (zh) * | 2013-11-06 | 2015-11-18 | 东华大学 | 一种微胶囊负载的金属配合物催化剂的制备方法 |
| CN105381767A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-09 | 西安工程大学 | 一种聚氨酯微胶囊包封相变材料及其制备方法 |
| CN105647166A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种相变储能型沥青聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 |
| CN105982376A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-10-05 | 穗晔实业股份有限公司 | 口罩 |
| CN106582463A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 上海雅运纺织助剂有限公司 | 一种聚氨酯微胶囊分散液的制备方法及其产物 |
| CN106751718A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种润滑粒子智能释放耐磨材料及其制备方法 |
| CN108003840A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-08 | 广东聚航新材料研究院有限公司 | 一种相变材料乳液的制备方法 |
| CN109679584A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-26 | 西安工程大学 | 一种多组分网状壳体相变微胶囊及其制备方法 |
| CN109881473A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-14 | 浙江理工大学 | 一种原位交联储能调温功能整理剂及其制备方法 |
| CN109913181A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 上海亘多材料科技有限公司 | 包封相变材料的聚氨酯壁材微胶囊及其制备方法 |
| CN110066377A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 中国科学技术大学 | 一种柔性半透明防水隔热膜及其制备方法 |
| WO2020077555A1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Dow Global Technologies Llc | Gel comprising hybrid phase change materials |
| CN111171285A (zh) * | 2020-02-15 | 2020-05-19 | 常州大学 | 一种以聚氨酯为壳材的环氧树脂固化剂微胶囊及其制备方法 |
| CN112521914A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-19 | 广东石油化工学院 | 热管理液及其制备方法 |
| CN112724933A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微胶囊相变储能材料及其制备方法 |
| CN113634204A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-12 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种可进行二次交联的聚合物微球及其制备方法和用途 |
| CN114425285A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微胶囊相变储能材料及其制备方法和应用 |
| CN114432978A (zh) * | 2020-10-31 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种无机囊壁相变微胶囊 |
| CN114432979A (zh) * | 2020-10-31 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种金属有机框架材料作为囊壁的相变微胶囊 |
| CN114797699A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-29 | 广东工业大学 | 一种消除石蜡相变微胶囊过冷度且相变焓无损失的方法和制成的相变微胶囊及其应用 |
| CN115322327A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-11 | 郭晨忱 | 一种基于含硅水性聚氨酯的微胶囊相变储能材料 |
-
2009
- 2009-03-05 CN CN2009101162784A patent/CN101503617B/zh active Active
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101943466B (zh) * | 2010-09-03 | 2012-11-21 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种相变储热节能型电热水器 |
| CN101943466A (zh) * | 2010-09-03 | 2011-01-12 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种相变储热节能型电热水器 |
| CN102941046A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-02-27 | 天津工业大学 | 一种金属离子络合物囊壁的微/纳胶囊制备方法 |
| CN103566971B (zh) * | 2013-11-06 | 2015-11-18 | 东华大学 | 一种微胶囊负载的金属配合物催化剂的制备方法 |
| CN105647166B (zh) * | 2014-12-05 | 2018-10-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种相变储能型沥青聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 |
| CN105647166A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种相变储能型沥青聚氨酯硬质泡沫及其制备方法 |
| CN105982376A (zh) * | 2014-12-31 | 2016-10-05 | 穗晔实业股份有限公司 | 口罩 |
| CN105381767A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-09 | 西安工程大学 | 一种聚氨酯微胶囊包封相变材料及其制备方法 |
| CN105381767B (zh) * | 2015-11-11 | 2018-12-18 | 上海伊纯实业有限公司 | 一种聚氨酯微胶囊包封相变材料及其制备方法 |
| CN106751718A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-31 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种润滑粒子智能释放耐磨材料及其制备方法 |
| CN106582463B (zh) * | 2016-12-15 | 2019-09-06 | 太仓宝霓实业有限公司 | 一种聚氨酯微胶囊分散液的制备方法及其产物 |
| CN106582463A (zh) * | 2016-12-15 | 2017-04-26 | 上海雅运纺织助剂有限公司 | 一种聚氨酯微胶囊分散液的制备方法及其产物 |
| CN108003840A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-08 | 广东聚航新材料研究院有限公司 | 一种相变材料乳液的制备方法 |
| WO2020077555A1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Dow Global Technologies Llc | Gel comprising hybrid phase change materials |
| CN109679584A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-26 | 西安工程大学 | 一种多组分网状壳体相变微胶囊及其制备方法 |
| CN109881473B (zh) * | 2019-01-16 | 2022-04-08 | 浙江理工大学 | 一种原位交联储能调温功能整理剂及其制备方法 |
| CN109881473A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-06-14 | 浙江理工大学 | 一种原位交联储能调温功能整理剂及其制备方法 |
| CN109913181A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-21 | 上海亘多材料科技有限公司 | 包封相变材料的聚氨酯壁材微胶囊及其制备方法 |
| CN110066377A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 中国科学技术大学 | 一种柔性半透明防水隔热膜及其制备方法 |
| CN112724933A (zh) * | 2019-10-28 | 2021-04-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微胶囊相变储能材料及其制备方法 |
| CN111171285A (zh) * | 2020-02-15 | 2020-05-19 | 常州大学 | 一种以聚氨酯为壳材的环氧树脂固化剂微胶囊及其制备方法 |
| CN111171285B (zh) * | 2020-02-15 | 2022-04-26 | 常州大学 | 一种以聚氨酯为壳材的环氧树脂固化剂微胶囊及其制备方法 |
| CN114425285A (zh) * | 2020-10-29 | 2022-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种微胶囊相变储能材料及其制备方法和应用 |
| CN114432978A (zh) * | 2020-10-31 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种无机囊壁相变微胶囊 |
| CN114432979A (zh) * | 2020-10-31 | 2022-05-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种金属有机框架材料作为囊壁的相变微胶囊 |
| CN114432979B (zh) * | 2020-10-31 | 2023-04-07 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种金属有机框架材料作为囊壁的相变微胶囊 |
| CN112521914B (zh) * | 2020-12-10 | 2021-08-31 | 广东石油化工学院 | 热管理液及其制备方法 |
| CN112521914A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-19 | 广东石油化工学院 | 热管理液及其制备方法 |
| CN113634204A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-11-12 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种可进行二次交联的聚合物微球及其制备方法和用途 |
| CN113634204B (zh) * | 2021-08-10 | 2024-04-30 | 中海油田服务股份有限公司 | 一种可进行二次交联的聚合物微球及其制备方法和用途 |
| CN114797699A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-29 | 广东工业大学 | 一种消除石蜡相变微胶囊过冷度且相变焓无损失的方法和制成的相变微胶囊及其应用 |
| CN115322327A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-11 | 郭晨忱 | 一种基于含硅水性聚氨酯的微胶囊相变储能材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101503617B (zh) | 2011-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101503617B (zh) | 一种水性聚氨酯微胶囊化相变储能材料及其制备方法 | |
| CN101503618A (zh) | 一种二氧化硅凝胶微胶囊化相变储能材料及其制备方法 | |
| CN101503526B (zh) | 一种水性聚氨酯微胶囊化无卤阻燃剂及其制备方法 | |
| CN102993406B (zh) | 一种高透明抗紫外光固化聚氨酯-氧化锌纳米复合树脂的制备方法 | |
| CN1986721B (zh) | 以链烷烃或石蜡为芯材的双壳层微胶囊相变材料及其制备方法 | |
| Alkan et al. | Preparation, thermal properties and thermal reliability of microencapsulated n-eicosane as novel phase change material for thermal energy storage | |
| CN101851321B (zh) | 一种三元共聚树脂及其制备方法 | |
| US20110008536A1 (en) | Preparation of microcapsule using phase change material | |
| CN102070845B (zh) | 一种相变储能热塑性复合材料及其制备方法 | |
| CN105381767B (zh) | 一种聚氨酯微胶囊包封相变材料及其制备方法 | |
| CN111359554B (zh) | 一种大粒径聚氨酯相变微胶囊及其制备方法 | |
| CN109126653A (zh) | 一种以聚氨酯为壁材的相变微胶囊的制备方法 | |
| CN108854878B (zh) | 一种癸酸微胶囊及其制备方法 | |
| CN101519581A (zh) | 一种相变储能材料及其制备方法 | |
| EP2442901A2 (de) | Mikrokapseln mit hochverzweigten polymeren als vernetzer | |
| CN103936959B (zh) | 水性自消光雾化树脂的制备方法 | |
| CN101899127A (zh) | 一种聚氨酯改性丙烯酸树脂及其制备方法 | |
| CN101775158A (zh) | 微胶囊化橡胶助剂 | |
| CN108251067B (zh) | 基于氧化石墨烯二氧化钛包覆石蜡的相变流体及其制备方法 | |
| US20150158003A1 (en) | Microcapsules having acrylic polymeric shells and methods of making same | |
| CN102344697B (zh) | 一种光敏双亲性聚氨酯稳定纳米氧化锌的制备方法 | |
| CN104804711B (zh) | 嵌入式导热增强相变储能微胶囊及其制备方法 | |
| US5041467A (en) | Method for production of particulate polymers | |
| WO2020202187A1 (en) | Bio-compatible polyurethane microcapsules and process for the preparation thereof | |
| CN105131191A (zh) | 一种具有螯合功能的双组分改性聚氨酯缓控释包膜材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |