CN103752241A - 十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法 - Google Patents
十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103752241A CN103752241A CN201410035306.0A CN201410035306A CN103752241A CN 103752241 A CN103752241 A CN 103752241A CN 201410035306 A CN201410035306 A CN 201410035306A CN 103752241 A CN103752241 A CN 103752241A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lauryl alcohol
- formaldehyde resin
- change material
- melamine
- melamine formaldehyde
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Abstract
十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，涉及原位聚合法制备微胶囊相变材料。在三聚氰胺中加入甲醛和溶剂，再用三乙醇胺调pH至8～9，搅拌至溶液透明，得三聚氰胺-甲醛树脂预聚物；将乳化剂、交联剂、溶剂和十二醇混合，搅拌乳化，得芯材十二醇乳液；将三聚氰胺-甲醛树脂预聚物加入到芯材十二醇乳液中，然后用甲酸调节pH至3～4，再搅拌，得十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料悬浮液，再经洗涤，抽滤，烘干后即得干燥的十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料粉末。制得的微胶囊粒径较小，在1～2μm，粒径分布均匀，表面较光滑，微胶囊囊形圆整、密闭性好，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及原位聚合法制备微胶囊相变材料，尤其是涉及十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法。
背景技术
能源是人类赖以生存的基础。目前随着全球工业的高速发展，全球能源也日益短缺，能源的枯竭性危机和环境污染问题越来越受到人们关注，提高能源使用效率和开发可再生能源是人类面临的重要课题。此时，能量的储存尤为重要。对于能量的储存，使用最多的是热能的储存。储能技术可用于解决热能供给和需求失配的矛盾，是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，在太阳能利用、余热的回收利用、电力调峰以及民用与工业建筑采暖与空调的节能等领域具有广泛的应用前景。利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用，提高能源使用效率和开发可再生能源，是近年来能源科学和材料科学领域中一个新热点。相变储热材料在工程保温材料、节能、贮能炊具、航空和航天材料等方面都将展示出广阔的应用前景。随着微纳米技术进一步的发展，将复合相变材料的制备与微纳米技术相结合，制备高效的微/纳米复合相变材料正成为储热技术领域的一个十分活跃的研究方向。
用原位聚合法制备微胶囊相变材料时，在乳液液滴表面上，单体先生成低分子量的预聚物，随后预聚物分子链逐渐增大，覆盖在液滴的表面，随着聚合反应和交联反应的不断进行，最终把芯材包进囊内。用原位聚合法制备微胶囊相变材料的前提是单体可溶而其聚合物不可溶。合成壁材的原料可以是水溶性或油溶性单体，或者几种单体的混合物，亦可为低相对分子质量聚合物或预聚物。用原位聚合法制备微胶囊相变材料可以获得囊壁坚韧、粒径分布均匀的微胶囊，聚酯、聚脲、密胺等高分子材料都可作为壁材。用该方法制备微胶囊相变材料的影响因素包括芯壁比、乳化剂种类及添加量、搅拌速率等。已有部分文献报道了用原位聚合法制备微胶囊相变材料，熊伟等研究者在《新型建筑材料》2011年第38卷第6期第83至85页发表了“相变储能微胶囊的制备和表征”论文；柳思等研究者在《广东化工》2013年第40卷第2期第3至4页发表了“服装用相变微胶囊的制备与性能表征”论文，山东省科学院新材料研究所已申请的专利是一种耐高温型相变材料微胶囊及其制备方法（公开号：101376800），中国乐凯胶片集团公司已申请的专利是一种微胶囊的制备方法（公开号：CN1654116A），但是，在这些方法中，无法保证所有的聚合都在液体微球的表面发生，这种方法制取的微胶囊囊壁表面粗糙，密闭性不好且微胶囊分布在聚合而成的块状聚合物中，无法使之相互分离或均匀分散，使微胶囊的后续使用或制造产品相当困难。因此，采用原位聚合法制备微胶囊相变材料具有重要意义和广阔的发展前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法。
本发明包括以下步骤：
1）制备三聚氰胺-甲醛树脂预聚物
在三聚氰胺中加入甲醛和溶剂，再用三乙醇胺调pH至8～9，搅拌至溶液透明，得三聚氰胺-甲醛树脂预聚物；
2）乳化芯材十二醇乳液
将乳化剂、交联剂、溶剂和十二醇混合，搅拌乳化，得芯材十二醇乳液；
3）制备十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料
将步骤1）得到的三聚氰胺-甲醛树脂预聚物加入到步骤2）得到的芯材十二醇乳液中，然后用甲酸调节pH至3～4，再搅拌，得十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料悬浮液，再经洗涤，抽滤，烘干后即得干燥的十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料粉末。
在步骤1）中，所述三聚氰胺、甲醛、溶剂的配比可为（2～10）g∶（5～20）g∶（5～80）ml，其中，三聚氰胺和甲醛以质量计算，溶剂以体积计算；所述溶剂可采用去离子水等；所述搅拌的条件可在50～90℃条件下搅拌0.5～2h。
在步骤2）中，所述乳化剂、交联剂、溶剂和十二醇的配比可为（0.5～2）g∶（2～20）g∶（100～300）ml∶（5～30）g，其中，乳化剂、交联剂和十二醇以质量计算，溶剂以体积计算；所述乳化剂可采用曲拉通X-100等；所述交联剂可采用间苯二酚等；所述溶剂可采用去离子水等；所述搅拌乳化的条件可在40～70℃下900～2000rpm搅拌乳化0.5～2h。
在步骤3）中，所述将步骤1）得到的三聚氰胺-甲醛树脂预聚物加入到步骤2）得到的芯材十二醇乳液中，可在搅拌中进行，加入的速度可为1～5ml/min；所述再搅拌的时间可为2～4h。
本发明的原理是：用原位聚合法制备微胶囊相变材料时，在乳液液滴表面上，单体先生成低分子量的预聚物，随后预聚物分子链逐渐增大，覆盖在液滴的表面，随着聚合反应和交联反应的不断进行，最终把芯材包进囊内。
按照本发明制备出的十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料囊形圆整、密闭性好、容易分离，利用相变材料的相变潜热来实现能量的储存和利用，提高能源使用效率和开发可再生能源。微胶囊相变储热材料在工程保温材料、节能、贮能炊具、航空和航天材料等方面都将展示出广阔的应用前景
本发明的主要特点是采用原位聚合法制备以十二醇为芯材，三聚氰胺-甲醛树脂为壁材的微胶囊相变材料，并对其进行表征。利用扫描电子显微镜（SEM）、TGA对微胶囊相变材料的粒径大小、分布及热性能进行了表征。实验结果表明当乳化剂采用曲拉通X-100，制得的微胶囊粒径较小，在1～2μm，粒径分布均匀，表面较光滑，微胶囊囊形圆整、密闭性好，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为实施例1的微胶囊电镜图片。
图2为实施例1的微胶囊热重图。
图3为实施例2的微胶囊电镜图片。
图4为实施例2的微胶囊热重图。
具体实施方式
实施例1
第一步，三聚氰胺-甲醛树脂预聚物的制备；
将5.8g的三聚氰胺倒入圆底烧瓶中，再将11.35g甲醛溶液和60ml去离子水混合加入，然后用三乙醇胺调pH至8～9，最后在70℃条件下搅拌1h至溶液透明，得三聚氰胺-甲醛树脂预聚物；
第二步，芯材十二醇的乳化；
将1.6g的曲拉通X-100，7.8g的间苯二酚，300ml的去离子水，加入到另一个圆底烧瓶中，然后再加入10g的十二醇，在60℃条件下1500rpm搅拌乳化0.5h，得到乳液；
第三步，微胶囊相变材料的形成；
在搅拌的情况下，将第一步得到的全部三聚氰胺-甲醛树脂预聚物以1ml/min的速度滴加到第二步形成的乳液中，然后用甲酸调节pH至3～4，再搅拌4h，得微胶囊相变材料悬浮液，洗涤，抽滤，烘干得到干燥的微胶囊粉末。
实施例2
第一步，三聚氰胺-甲醛树脂预聚物的制备；
将5.1g的三聚氰胺倒入圆底烧瓶中，再将13.24g甲醛溶液和60ml去离子水混合加入，然后用三乙醇胺调pH至8～9，最后在75℃条件下搅拌1.5h至溶液透明，得三聚氰胺-甲醛树脂预聚物；
第二步，芯材十二醇的乳化；
将1.8g的曲拉通X-100，9.9g的间苯二酚，300ml的去离子水，加入到另一个圆底烧瓶中，然后再加入15g的十二醇，在65℃条件下2000rpm搅拌乳化1h，得到乳液；
第三步，微胶囊相变材料的形成；
在搅拌的情况下，将第一步得到的全部三聚氰胺-甲醛树脂预聚物以2ml/min的速度滴加到第二步形成的乳液中，然后用甲酸调节pH至3～4，再搅拌3h，得微胶囊相变材料悬浮液，洗涤，抽滤，烘干得到干燥的微胶囊粉末。
Claims (10)
1.十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）制备三聚氰胺-甲醛树脂预聚物
在三聚氰胺中加入甲醛和溶剂，再用三乙醇胺调pH至8～9，搅拌至溶液透明，得三聚氰胺-甲醛树脂预聚物；
2）乳化芯材十二醇乳液
将乳化剂、交联剂、溶剂和十二醇混合，搅拌乳化，得芯材十二醇乳液；
3）制备十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料
将步骤1）得到的三聚氰胺-甲醛树脂预聚物加入到步骤2）得到的芯材十二醇乳液中，然后用甲酸调节pH至3～4，再搅拌，得十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料悬浮液，再经洗涤，抽滤，烘干后即得干燥的十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料粉末。
2.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述三聚氰胺、甲醛、溶剂的配比为（2～10）g∶（5～20）g∶（5～80）ml，其中，三聚氰胺和甲醛以质量计算，溶剂以体积计算。
3.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤1）和步骤2）中，所述溶剂采用去离子水。
4.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤1）中，所述搅拌的条件是在50～90℃下搅拌0.5～2h。
5.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述乳化剂、交联剂、溶剂和十二醇的配比为（0.5～2）g∶（2～20）g∶（100～300）ml∶（5～30）g，其中，乳化剂、交联剂和十二醇以质量计算，溶剂以体积计算。
6.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述乳化剂采用曲拉通X-100。
7.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述交联剂采用间苯二酚。
8.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤2）中，所述搅拌乳化的条件是在40～70℃下900～2000rpm搅拌乳化0.5～2h。
9.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述将步骤1）得到的三聚氰胺-甲醛树脂预聚物加入到步骤2）得到的芯材十二醇乳液中，是在搅拌中进行，加入的速度为1～5ml/min。
10.如权利要求1所述十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法，其特征在于在步骤3）中，所述再搅拌的时间为2～4h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410035306.0A CN103752241A (zh) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410035306.0A CN103752241A (zh) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103752241A true CN103752241A (zh) | 2014-04-30 |
Family
ID=50519649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410035306.0A Pending CN103752241A (zh) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103752241A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104449587A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 辽宁大学 | 一种石蜡微胶囊制备方法 |
| CN104861935A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-26 | 西南科技大学 | 一种相变微胶囊的制备方法 |
| WO2017031321A1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | Microtek Laboratories, Inc. | Methods for making low remnant free formaldehyde microcapsules and microcapsules made by same |
| CN108620005A (zh) * | 2017-03-24 | 2018-10-09 | 天津工业大学 | 一种聚乙二醇胶囊及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1513938A (zh) * | 2003-08-21 | 2004-07-21 | 河北工业大学 | 一种微胶囊包覆相变材料及其制备方法 |
| CN101701146A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-05-05 | 天津工业大学 | 一种相变材料微胶囊及其制备方法 |
| CN101838520A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-22 | 清华大学深圳研究生院 | 一种含相变储能微胶囊组装物的制备方法 |
| KR20120006396A (ko) * | 2010-07-12 | 2012-01-18 | 한국과학기술연구원 | 광 감응성 마이크로캡슐 및 그 제조 방법 |
| CN103509527A (zh) * | 2012-06-21 | 2014-01-15 | 南京工业大学 | 一种相变储能微胶囊材料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-01-24 CN CN201410035306.0A patent/CN103752241A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1513938A (zh) * | 2003-08-21 | 2004-07-21 | 河北工业大学 | 一种微胶囊包覆相变材料及其制备方法 |
| CN101701146A (zh) * | 2009-10-22 | 2010-05-05 | 天津工业大学 | 一种相变材料微胶囊及其制备方法 |
| CN101838520A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-22 | 清华大学深圳研究生院 | 一种含相变储能微胶囊组装物的制备方法 |
| KR20120006396A (ko) * | 2010-07-12 | 2012-01-18 | 한국과학기술연구원 | 광 감응성 마이크로캡슐 및 그 제조 방법 |
| CN103509527A (zh) * | 2012-06-21 | 2014-01-15 | 南京工业大学 | 一种相变储能微胶囊材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 余丽荣等: "十二醇/三聚氰胺-甲醛核壳结构材料的制备", 《南京工业大学学报》, vol. 29, no. 2, 31 March 2007 (2007-03-31), pages 6 - 10 * |
| 王静: "十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备与表征", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库，工程科技Ⅰ辑》, 15 August 2009 (2009-08-15), pages 33 - 35 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104449587A (zh) * | 2014-11-19 | 2015-03-25 | 辽宁大学 | 一种石蜡微胶囊制备方法 |
| CN104861935A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-08-26 | 西南科技大学 | 一种相变微胶囊的制备方法 |
| JP2018523749A (ja) * | 2015-08-18 | 2018-08-23 | マイクロテック・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド | 遊離ホルムアルデヒドの残余量が低いマイクロカプセルを製造する方法及びその方法により製造されたマイクロカプセル |
| KR20180041157A (ko) * | 2015-08-18 | 2018-04-23 | 마이크로텍 라보라토리즈, 인코포레이티드 | 저 잔류 유리 포름알데하이드 마이크로캡슐의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 마이크로캡슐 |
| CN108025277A (zh) * | 2015-08-18 | 2018-05-11 | 微技术实验室公司 | 制备低残留游离甲醛微胶囊的方法和通过其制备的微胶囊 |
| US10005059B2 (en) | 2015-08-18 | 2018-06-26 | Microtek Laboratories, INC | Methods for making low remnant free formaldehyde microcapsules and microcapsules made by same |
| WO2017031321A1 (en) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | Microtek Laboratories, Inc. | Methods for making low remnant free formaldehyde microcapsules and microcapsules made by same |
| US10287470B2 (en) * | 2015-08-18 | 2019-05-14 | Microtek Laboratories, Inc. | Microcapsules and macrocapsules having low remnant free formaldehyde microcapsules and methods of making same |
| JP2020151713A (ja) * | 2015-08-18 | 2020-09-24 | マイクロテック・ラボラトリーズ・インコーポレーテッド | 遊離ホルムアルデヒドの残余量が低いマイクロカプセルを製造する方法及びその方法により製造されたマイクロカプセル |
| KR20210100192A (ko) * | 2015-08-18 | 2021-08-13 | 마이크로텍 라보라토리즈, 인코포레이티드 | 저 잔류 유리 포름알데하이드 마이크로캡슐의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 마이크로캡슐 |
| KR102371793B1 (ko) | 2015-08-18 | 2022-03-07 | 마이크로텍 라보라토리즈, 인코포레이티드 | 저 잔류 유리 포름알데하이드 마이크로캡슐의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 마이크로캡슐 |
| KR102371790B1 (ko) | 2015-08-18 | 2022-03-07 | 마이크로텍 라보라토리즈, 인코포레이티드 | 저 잔류 유리 포름알데하이드 마이크로캡슐의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 마이크로캡슐 |
| CN108620005A (zh) * | 2017-03-24 | 2018-10-09 | 天津工业大学 | 一种聚乙二醇胶囊及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sarı et al. | Synthesis and characterization of micro/nano capsules of PMMA/capric–stearic acid eutectic mixture for low temperature-thermal energy storage in buildings | |
| Sarı et al. | Micro/nano-encapsulated n-heptadecane with polystyrene shell for latent heat thermal energy storage | |
| Chen et al. | Preparation, characterization and thermal properties of nanocapsules containing phase change material n-dodecanol by miniemulsion polymerization with polymerizable emulsifier | |
| Fuensanta et al. | Thermal properties of a novel nanoencapsulated phase change material for thermal energy storage | |
| CN101530772B (zh) | 有机高分子材料包覆的相变储能微胶囊制备方法 | |
| Yang et al. | Preparation of n-tetradecane-containing microcapsules with different shell materials by phase separation method | |
| Yu et al. | Preparation, characterization, and thermal properties of microPCMs containing n-dodecanol by using different types of styrene-maleic anhydride as emulsifier | |
| CN102653671B (zh) | 一种复杂结构的相变微胶囊及其制备方法 | |
| CN103752241A (zh) | 十二醇/三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊相变材料的制备方法 | |
| Chen et al. | Fabrication and characterization of nanocapsules containing n-dodecanol by miniemulsion polymerization using interfacial redox initiation | |
| Ma et al. | Preparation and thermal reliabilities of microencapsulated phase change materials with binary cores and acrylate-based polymer shells | |
| CN104877642A (zh) | 一种相变微胶囊复合材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | Review of encapsulated salt hydrate core-shell phase change materials | |
| Su et al. | Preparation of microencapsulated phase change materials (MEPCM) for thermal energy storage | |
| Xu et al. | Efficient preparation and characterization of paraffin‐based microcapsules by emulsion polymerization | |
| CN103342991A (zh) | 复合纳米胶囊相变材料及其制备方法 | |
| CN105542724A (zh) | 一种掺杂金属纳米粒子的微胶囊相变材料颗粒及制备方法 | |
| CN104193991B (zh) | 一种石墨烯量子点聚苯胺复合材料及其制备方法 | |
| CN104629690A (zh) | 有机-无机物复合的相变储能用微胶囊及其制备方法 | |
| CN103537238B (zh) | 一种无残留乳化剂阻燃相变材料胶囊的制备方法 | |
| CN111359554B (zh) | 一种大粒径聚氨酯相变微胶囊及其制备方法 | |
| CN101982231B (zh) | 聚芳酰胺核壳石蜡相变微胶囊的制备方法 | |
| CN103359746B (zh) | 一种双层中空二氧化硅纳米球及其制备方法 | |
| Hu et al. | Preparation and thermal energy storage of carboxymethyl cellulose-modified nanocapsules | |
| CN103012985B (zh) | 磺化聚苯乙烯/聚苯乙烯油水两亲性异形复合微球及工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140430 |