CN102049229A - 一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法 - Google Patents
一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，该方法包括(1)预聚体的制备，(2)细乳液的制备，(3)聚合反应，(4)胶囊粉体的提取四个步骤。与现有技术相比，本发明得到的产品潜热大，导热系数高，采用的脲醛树脂壳材非常便宜，大大降低了相变材料胶囊化的成本，包裹相变材料发生相变时不会流出，可以应用到涂料，纺织等领域。
Description
技术领域
本发明涉及储能复合材料领域，尤其是涉及一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法。
背景技术
相变材料作为一种储能材料在许多领域具有非常广泛的应用，其应用领域主要包括太阳能系统、工业余热利用、电力调峰、纺织业、建筑节能、医疗、农业温室、航空航天器材等。然而，由于相变材料在发生相变的过程中会造成相态不稳定以及可能对应用的环境造成腐蚀性，使得相变材料在许多领域的应用受到了严重的限制。将相变材料胶囊化可以有效地避免相变材料在使用过程中的局限性，大大地拓展了其应用领域。
目前，有关相变材料胶囊化的研究越来越多，其中所采用的壳材主要有以下几种：甲苯二异氰酸酯和二乙烯三胺所生成的聚合物、聚苯乙烯、聚氨酯、甲基苯烯酸甲酯、密胺树脂和脲醛树脂，然而脲醛树脂相对其他壳材比较便宜，并且合成胶囊的致密性很好，本发明采用脲醛树脂为囊壁，石蜡为囊芯，成功地合成了脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊，同时脲醛树脂的价格非常便宜，大大地降低了相变材料胶囊化的成本。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种导热系数高、成本较低的脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)预聚体的制备：将脲素溶解在去离子水中，再向其中加入甲醛溶液，搅拌均匀后利用三乙醇胺水溶液调节pH值至7-9，脲素、去离子水及甲醛的重量比为(2-3)∶(24-27)∶(5-9)，然后将得到的混合溶液置于三口烧瓶中，利用水浴控制三口烧瓶温度为65-75℃，反应0.5-2h，得到预聚体；
(2)细乳液的制备：将乳化剂、稳定剂溶于去离子水中，经搅拌使乳化剂溶解，再将相变材料置于上述溶液中，利用水浴使温度升至45-55℃，再经过超声处理形成稳定的细乳液，乳化剂、稳定剂、去离子水及相变材料的重量比为(0.3-0.5)∶(0.1-0.2)∶(20-40)∶(6-8)；
(3)聚合反应：将预聚体及细乳液按重量比1∶(1-1.2)混合得到混合溶液，利用柠檬酸水溶液调节混合溶液的pH值至2-5，利用水浴控制混合溶液的温度为60-80℃，反应2-4h，然后利用三乙醇胺水溶液调节pH值至6.5-7.5，终止聚合反应，得到乳液；
(4)胶囊粉体的提取：配置NaCl溶液，并向其中滴入3-5滴乙醇，得到破乳剂，将该破乳剂滴入步骤(3)得到的乳液中使其破乳，再通过离心分离得到产物，利用石油醚将产物清洗2-3次再晾干，即得到脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末。
所述的乳化剂包括十二烷基硫酸钠。
所述的稳定剂包括十六醇。
所述的相变材料包括石蜡或十八烷。
所述的甲醛溶液的重量百分浓度为37％。
所述的三乙醇胺的重量百分浓度为10％。
所述的柠檬酸的重量百分浓度为10％。
所述的步骤(2)中超声处理时间为1-15min，超声波的输出功率为40-90％。
所述的步骤(4)中NaCl溶液的重量百分浓度为5-15％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)潜热大，导热系数高；
(2)所采用的脲醛树脂壳材非常便宜，大大降低了相变材料胶囊化的成本；
(3)包裹相变材料发生相变时不会流出，可以应用到涂料，纺织等领域。
附图说明
图1为脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊粉末图；
图2为脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊扫描电镜SEM图；
图3为脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊扫描电镜SEM图；
图4为脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊的DSC曲线图；
图5为纯脲醛树脂与脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊的红外图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)预聚体的制备：首先称取24.892g去离子水，3g脲素，通过搅拌将脲素全部溶解，然后再向上述溶液中加入8.108g重量百分浓度37％的甲醛溶液，搅拌均匀后采用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节其pH值为8.5，然后再将所得混合物慢慢引流至配有温度计、冷凝管、恒压滴定管的三口烧瓶反应装置中，之后再将水浴温度升至70℃，反应1h，得到预聚体。
(2)细乳液的制备：称取0.4g十二烷基硫酸钠(SDS)和0.12g十六烷(CA)，将其溶解在30g去离子水中，待表面活性剂充分溶解后再向其中加入6g石蜡，之后将混合物放在50℃的环境下使石蜡充分融化，然后立即将混合物放入超声细胞粉碎器中进行超声处理5min，超声波输出功率为60％，形成非常稳定的细乳液。
(3)聚合反应：将所合成的预聚体与细乳液混合均匀，再采用重量百分浓度为10％的柠檬酸水溶液调节混合均匀后的混合物的pH至2，而后放入70℃装有磁力搅拌的反应装置中反应，反应3h后用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至7终止聚合反应。
(4)纳米胶囊的提取：配置重量百分浓度为10％的NaCl溶液，并在其中滴入4滴乙醇作为破乳剂，将破乳剂滴入上述聚合反应的乳液中使其破乳，然后再通过离心分离两次，最后将所得的产物用石油醚清洗3次，而后自然晾干，即得到脲醛树脂包裹的相变材料纳米胶囊粉末。
对得到的脲醛树脂包裹的相变材料纳米胶囊粉末进行分析检测，脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊粉末图如图1所示，图2及图3为脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊扫描电镜SEM图，图4为脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊的DSC曲线图，图5为纯脲醛树脂与脲醛树脂包裹相变材料纳米胶囊的红外图谱。
实施例2
(1)预聚体的制备：首先称取26.595g去离子水，2g脲素，通过搅拌将脲素全部溶解，然后再向上述溶液中加入5.405g重量百分浓度37％的甲醛溶液，搅拌均匀后采用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节其pH值为8.5，然后再将所得混合物慢慢引流至配有温度计、冷凝管、恒压滴定管的三口烧瓶反应装置中，之后再将水浴温度升至70℃，反应1h，得到预聚体。
(2)细乳液的制备：称取0.4g十二烷基硫酸钠(SDS)和0.12g十六烷(CA)，将其溶解在30g去离子水中，待表面活性剂充分溶解后再向其中加入8g石蜡，之后将混合物放在50℃的环境下使石蜡充分融化，然后立即将混合物放入超声细胞粉碎器中进行超声处理5min，超声波输出功率为70％，形成非常稳定的细乳液。
(3)聚合反应：将所合成的预聚体与细乳液混合均匀，再采用重量百分浓度为10％的柠檬酸水溶液调节混合均匀后的混合物的pH至2，而后放入70℃装有磁力搅拌的反应装置中反应，反应3h后用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至7终止聚合反应。
(4)纳米胶囊的提取：配置重量百分浓度为10％的NaCl溶液，并在其中滴入4滴乙醇作为破乳剂，将破乳剂滴入上述聚合反应的乳液中使其破乳，然后再通过离心分离两次，最后将所得的产物用石油醚清洗3次，而后自然晾干，即得到脲醛树脂包裹的相变材料纳米胶囊粉末。
实施例3
(1)预聚体的制备：首先称取25.914g去离子水，2.4g脲素，通过搅拌将脲素全部溶解，然后再向上述溶液中加入6.486g重量百分浓度37％的甲醛溶液，搅拌均匀后采用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节其pH值为8.5，然后再将所得混合物慢慢引流至配有温度计、冷凝管、恒压滴定管的三口烧瓶反应装置中，之后再将水浴温度升至70℃，反应1h，得到预聚体。
(2)细乳液的制备：称取0.4g十二烷基硫酸钠(SDS)和0.12g十六烷(CA)，将其溶解在30g去离子水中，待表面活性剂充分溶解后再向其中加入7.2g石蜡，之后将混合物放在50℃的环境下使石蜡充分融化，然后立即将混合物放入超声细胞粉碎器中进行超声处理5min，超声波输出功率为65％，形成非常稳定的细乳液。
(3)聚合反应：将所合成的预聚体与细乳液混合均匀，再采用重量百分浓度为10％的柠檬酸水溶液调节混合均匀后的混合物的pH至2，而后放入70℃装有磁力搅拌的反应装置中反应，反应3h后用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至7终止聚合反应。
(4)纳米胶囊的提取：配置重量百分浓度为5％的NaCl溶液，并在其中滴入4滴乙醇作为破乳剂，将破乳剂滴入上述聚合反应的乳液中使其破乳，然后再通过离心分离两次，最后将所得的产物用石油醚清洗3次，而后自然晾干，即得到脲醛树脂包裹的相变材料纳米胶囊粉末。
实施例4
一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)预聚体的制备：将2g脲素溶解在24g去离子水中，再向其中加入重量百分浓度为37％的甲醛溶液5g，搅拌均匀后利用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至7，然后将得到的混合溶液置于三口烧瓶中，利用水浴控制三口烧瓶温度为65℃，反应2h，得到预聚体；
(2)细乳液的制备：将0.3g乳化剂十二烷基硫酸钠、0.1g稳定剂十六醇溶于20g去离子水中，经搅拌使乳化剂溶解，再将6g相变材料十八烷置于上述溶液中，利用水浴使温度升至45℃，再经过超声处理1min，超声波输出功率为90％，形成稳定的细乳液；
(3)聚合反应：将预聚体及细乳液按重量比1∶1混合得到混合溶液，利用重量百分浓度为10％柠檬酸水溶液调节混合溶液的pH值至2，利用水浴控制混合溶液的温度为60℃，反应4h，然后利用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至6.5，终止聚合反应，得到乳液；
(4)胶囊粉体的提取：配置重量百分浓度为15％的NaCl溶液，并向其中滴入5滴乙醇，得到破乳剂，将该破乳剂滴入步骤(3)得到的乳液中使其破乳，再通过离心分离得到产物，利用石油醚将产物清洗2次再晾干，即得到脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末。
实施例5
一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)预聚体的制备：将3g脲素溶解在27g去离子水中，再向其中加入9g重量百分浓度为37％的甲醛溶液，搅拌均匀后利用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至9，然后将得到的混合溶液置于三口烧瓶中，利用水浴控制三口烧瓶温度为75℃，反应0.5h，得到预聚体；
(2)细乳液的制备：将0.5g乳化剂十二烷基硫酸钠、0.2g稳定剂十六醇溶于40g去离子水中，经搅拌使乳化剂溶解，再将8g相变材料十八烷置于上述溶液中，利用水浴使温度升至55℃，再经过超声处理15min，超声波输出功率为40％，形成稳定的细乳液；
(3)聚合反应：将预聚体及细乳液按重量比1∶1.2混合得到混合溶液，利用重量百分浓度为10％的柠檬酸水溶液调节混合溶液的pH值至5，利用水浴控制混合溶液的温度为80℃，反应2h，然后利用重量百分浓度为10％的三乙醇胺水溶液调节pH值至7.5，终止聚合反应，得到乳液；
(4)胶囊粉体的提取：配置重量百分浓度为5％NaCl溶液，并向其中滴入3滴乙醇，得到破乳剂，将该破乳剂滴入步骤(3)得到的乳液中使其破乳，再通过离心分离得到产物，利用石油醚将产物清洗2次再晾干，即得到脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末。
Claims (9)
1.一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)预聚体的制备：将脲素溶解在去离子水中，再向其中加入甲醛溶液，搅拌均匀后利用三乙醇胺水溶液调节pH值至7-9，脲素、去离子水及甲醛的重量比为(2-3)∶(24-27)∶(5-9)，然后将得到的混合溶液置于三口烧瓶中，利用水浴控制三口烧瓶温度为65-75℃，反应0.5-2h，得到预聚体；
(2)细乳液的制备：将乳化剂、稳定剂溶于去离子水中，经搅拌使乳化剂溶解，再将相变材料置于上述溶液中，利用水浴使温度升至45-55℃，再经过超声处理形成稳定的细乳液，乳化剂、稳定剂、去离子水及相变材料的重量比为(0.3-0.5)∶(0.1-0.2)∶(20-40)∶(6-8)；
(3)聚合反应：将预聚体及细乳液按重量比1∶(1-1.2)混合得到混合溶液，利用柠檬酸水溶液调节混合溶液的pH值至2-5，利用水浴控制混合溶液的温度为60-80℃，反应2-4h，然后利用三乙醇胺水溶液调节pH值至6.5-7.5，终止聚合反应，得到乳液；
(4)胶囊粉体的提取：配置NaCl溶液，并向其中滴入3-5滴乙醇，得到破乳剂，将该破乳剂滴入步骤(3)得到的乳液中使其破乳，再通过离心分离得到产物，利用石油醚将产物清洗2-3次再晾干，即得到脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末。
2.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂包括十二烷基硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的稳定剂包括十六醇。
4.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的相变材料包括石蜡或十八烷。
5.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的甲醛溶液的重量百分浓度为37％。
6.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的三乙醇胺的重量百分浓度为10％。
7.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的柠檬酸的重量百分浓度为10％。
8.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中超声处理时间为1-15min，超声波的输出功率为40-90％。
9.根据权利要求1所述的一种脲醛树脂包裹相变材料的纳米胶囊粉末的制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)中NaCl溶液的重量百分浓度为5-15％。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103484078A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-01 | 上海应用技术学院 | 一种安全脲醛树脂微胶囊相变材料及其制备方法 |
| CN104746164A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 上海水星家用纺织品股份有限公司 | 一种近红外阳光蓄热纤维的制备和应用 |
| CN105038502A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-11 | 南通南京大学材料工程技术研究院 | 一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料及其制备方法 |
| CN105838334A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-10 | 江苏箭鹿毛纺股份有限公司 | 一种蓄热调温相变微胶囊的制备方法 |
| CN107138102A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-08 | 东北林业大学 | 一种脲醛树脂包裹异氰酸酯微囊及其制备方法 |
| CN111705390A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-25 | 国网河南省电力公司 | 一种低温耐寒面料的制备方法 |
| CN115073075A (zh) * | 2022-05-10 | 2022-09-20 | 中建西部建设北方有限公司 | 一种超长结构高抗裂补偿收缩混凝土及其制备方法 |
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103484078A (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-01 | 上海应用技术学院 | 一种安全脲醛树脂微胶囊相变材料及其制备方法 |
| CN104746164A (zh) * | 2013-12-31 | 2015-07-01 | 上海水星家用纺织品股份有限公司 | 一种近红外阳光蓄热纤维的制备和应用 |
| CN105038502A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-11 | 南通南京大学材料工程技术研究院 | 一种含有微胶囊的自修复环氧粉末涂料及其制备方法 |
| CN105838334A (zh) * | 2016-04-27 | 2016-08-10 | 江苏箭鹿毛纺股份有限公司 | 一种蓄热调温相变微胶囊的制备方法 |
| CN107138102A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-08 | 东北林业大学 | 一种脲醛树脂包裹异氰酸酯微囊及其制备方法 |
| CN111705390A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-25 | 国网河南省电力公司 | 一种低温耐寒面料的制备方法 |
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