CN104096521A - 一种相变微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种相变微胶囊，由以下重量份的原料制成：相变材料2～6份，环氧树脂3～7份，水溶性胺类固化剂0.2～1份，乳化剂0.3～1份，有机溶剂0.5～3份，去离子水55～160份。本发明还提供了一种制备该微胶囊的方法，包括以下步骤：一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；二、加入乳化剂和去离子水，剪切后得到O/W型乳液；三、将水溶性胺类固化剂加入O/W型乳液中搅拌，经过滤、洗涤和干燥后，得到相变微胶囊。本发明相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于微胶囊技术领域，具体涉及一种相变微胶囊及其制备方法。
背景技术
相变材料是利用相变过程中吸收或释放的热量来进行潜热储能的物质，具有在相变过程中将热量以潜热的形式储存于自身或释放给环境的性能。如果不对相变材料进行任何处理，直接使用会带来诸多问题，例如：稳定性差、易泄漏以及循环使用性能差等。因此，目前多将相变材料封装使用，其中相变材料的微胶囊封装是目前研究的热点。
相变材料的微胶囊封装是指利用成膜材料包覆相变材料而形成微粒的一种技术。相变微胶囊以成膜材料作为壳物质，以相变材料作为芯物质，这种壳核结构使微胶囊具有保护、阻隔性。通过微胶囊封装技术可以实现相变材料的永久固态化，使得相变材料微胶囊的使用、储存和运输更为方便。
相变微胶囊的囊壁材料主要起到对相变材料的保护和密封作用，因此囊壁材料的选择对于材料的性能起到决定性作用。目前，已报道的相变材料微胶囊壁材包括脲醛树脂、三聚氰胺脲醛树脂、密胺树脂、聚脲以及聚脲-密胺树脂双层壁材等。然而以这些材料为囊壁的相变微胶囊，或者价格昂贵，或者制备工艺复杂，难以工业化的生产。
截至目前，尚未发现以环氧树脂为囊壁的相变微胶囊见诸报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种一种相变微胶囊。该微胶囊采用固化后的环氧树脂为囊壁，采用相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种相变微胶囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相变材料2～6份，环氧树脂3～7份，水溶性胺类固化剂0.2～1份，乳化剂0.3～1份，有机溶剂0.5～3份，去离子水55～160份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相变材料3～5份，环氧树脂3.5～5份，水溶性胺类固化剂0.3～0.8份，乳化剂0.4～0.8份，有机溶剂0.8～2份，去离子水80～120份。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相变材料4份，环氧树脂4份，水溶性胺类固化剂0.5份，乳化剂0.5份，有机溶剂1份，去离子水90份。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述相变材料为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述水溶性胺类固化剂为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。
上述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述芳香烃类有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯，所述酮类有机溶剂为环己酮，所述醇类有机溶剂为正丁醇。
另外，本发明还提供了一种制备上述相变微胶囊的方法，其特征在于，其方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为1000r/min～8000r/min的条件下剪切20min～30min，得到O/W型乳液；
步骤三、将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，在温度为30℃～90℃，搅拌速度为100r/min～700r/min的条件下搅拌至出现固体颗粒物，然后在温度为30℃～90℃，搅拌速度为100r/min～700r/min的条件下继续搅拌100min～150min，之后依次进行过滤、洗涤和干燥处理，得到相变微胶囊。
上述的方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的具体过程为：在温度为50℃～60℃的条件下烘至恒重。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明相变微胶囊采用固化后的环氧树脂为囊壁，采用相变材料为囊芯，其中，相变材料的作用是储热和放热，水溶性胺类固化剂的主要作用是使环氧树脂固化，固化后的环氧树脂用于包覆相变材料，乳化剂用于形成O/W型乳液，使水溶性胺类固化剂与环氧树脂在水油界面处发生固化反应，有机溶剂的作用是使环氧树脂和相变材料形成透明均一的相溶性溶液。
2、本发明相变微胶囊的囊壁材料为固化后的环氧树脂，简易、高效地包覆了相变材料。与现有技术相比，本发明的相变微胶囊以热固后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
3、将本发明相变微胶囊于有机溶剂的沸点恒温热处理30min，用以除去微胶囊中的有机溶剂，产生一定的预留膨胀空间，能够提高微胶囊的耐热温度。
4、本发明相变微胶囊粒径均匀，结构致密，耐热性高，适用于道路、建筑等领域。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1相变微胶囊的DSC曲线。
图2为本发明实施例1相变微胶囊以及囊壁的IR谱图。
图3为本发明实施例1相变微胶囊的光学显微照片。
图4为本发明实施例1相变微胶囊的TEM图。
具体实施方式
实施例1
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料4份，环氧树脂4份，水溶性胺类固化剂0.5份，乳化剂0.5份，有机溶剂1份，去离子水90份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为十四烷，所采用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为乙二胺，所采用的乳化剂为OP-10，所采用的有机溶剂为苯。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为4000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为60℃，搅拌速度为300r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌120min，经过滤、洗涤以及于50℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
图1为本实施例相变微胶囊的DSC曲线。由图1可知，本实施例相变材料(十四烷)的相变温度为6℃，该相变材料经固化后的环氧树脂包覆后，相变微胶囊的熔点稍微后移，其主要原因是由于壁材对芯材的传热具有显著的阻隔作用，使得芯材的相变点滞后。
图2为本实施例相变微胶囊和囊壁(即经环己烷抽提掉囊芯后所剩部分)的IR谱图。由图2可知，本实施例相变微胶囊在2923cm-1和2852cm-1处的吸收峰相对于囊壁明显加强，这主要归因于相变材料(十四烷)分子中-CH2-的伸缩振动吸收峰，由此证明本实施例相变微胶囊内包覆有相变材料作为囊芯，而固化后的环氧树脂作为囊壁包覆于相变材料外。
图3为本实施例相变微胶囊采用二次聚焦法测的光学显微照片。根据光学原理可知，两种介质相包覆，用光学显微镜观察时，在它们的界面处存在着贝克线(或衍射环)。图3中可明显看出在囊芯和囊壁的分界处存在大量贝克线(或衍射环)，由此说明本实施例相变微胶囊确为微胶囊结构，包括囊芯和囊壁两部分。
图4为本实施例相变微胶囊的透射电镜(TEM)照片。图4中的球形黑色部分为囊芯，在外部包覆的浅色部分为囊壁，由此说明本实施例相变微胶囊包括囊芯和囊壁两部分。
实施例2
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料3份，环氧树脂5份，水溶性胺类固化剂0.8份，乳化剂0.4份，有机溶剂0.8份，去离子水80份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸，所采用的环氧树脂为双酚F型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为二乙烯三胺，所采用的乳化剂为NP-10，所采用的有机溶剂为甲苯。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为6000r/min的条件下高速剪切20min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为30℃，搅拌速度为500r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌100min，经过滤、洗涤以及于50℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例3
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料5份，环氧树脂3.5份，水溶性胺类固化剂0.3份，乳化剂0.4份，有机溶剂0.8份，去离子水95份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸酯，所采用的环氧树脂为双酚S型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为三乙烯四胺，所采用的乳化剂为吐温-80，所采用的有机溶剂为二甲苯。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为1000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为90℃，搅拌速度为100r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌130min，经过滤、洗涤以及于60℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例4
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料3.2份，环氧树脂3.6份，水溶性胺类固化剂0.4份，乳化剂0.8份，有机溶剂2份，去离子水100份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为正十四烷和正十五烷按质量比1:2混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为脂肪族环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为乙二胺，所采用的乳化剂为OP-10，所采用的有机溶剂为正丁醇。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为8000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为30℃，搅拌速度为700r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌130min，经过滤、洗涤以及于50℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例5
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料6份，环氧树脂3份，水溶性胺类固化剂0.2份，乳化剂0.3份，有机溶剂0.5份，去离子水120份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸酯和正十八烷按质量比2:1混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为二乙烯三胺，所采用的乳化剂为NP-10，所采用的有机溶剂为二甲苯。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为8000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为30℃，搅拌速度为700r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌150min，经过滤、洗涤以及于50℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例6
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料2.0份，环氧树脂3.0份，水溶性胺类固化剂1.0份，乳化剂1.0份，有机溶剂3.0份，去离子水55份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸和正十四烷按质量比1:1混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为二乙烯三胺，所采用的乳化剂为吐温-80，所采用的有机溶剂为环己酮。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为6500r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为30℃，搅拌速度为400r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌200min，经过滤、洗涤以及于50℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例7
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料2.0份，环氧树脂7.0份，水溶性胺类固化剂0.2份，乳化剂0.3份，有机溶剂0.5份，去离子水100份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸和脂肪酸酯按质量比3:1混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为双酚S型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为二乙烯三胺，所采用的乳化剂为NP-10，所采用的有机溶剂为环己酮。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为6000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为45℃，搅拌速度为500r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌100min，经过滤、洗涤以及于55℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例8
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料3.0份，环氧树脂4.0份，水溶性胺类固化剂0.7份，乳化剂0.8份，有机溶剂1.5份，去离子水120份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸酯、正十六烷和正十八烷按质量比1:2:1混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为脂肪族环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为三乙烯四胺，所采用的乳化剂为OP-10，所采用的有机溶剂为二甲苯。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为6500r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为40℃，搅拌速度为350r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌120min，经过滤、洗涤以及于50℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例9
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料5.5份，环氧树脂3.5份，水溶性胺类固化剂0.4份，乳化剂0.6份，有机溶剂2份，去离子水160份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸、脂肪酸酯和正十八烷按质量比3:1:2混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为双酚F型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为二乙烯三胺，所采用的乳化剂为NP-10，所采用的有机溶剂为环己酮。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为6000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为70℃，搅拌速度为500r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌150min，经过滤、洗涤以及于60℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
实施例10
本实施例相变微胶囊由以下重量份的原料制成：相变材料4.0份，环氧树脂4.0份，水溶性胺类固化剂0.5份，乳化剂0.5份，有机溶剂1.0份，去离子水130份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂，其中芳香烃类有机溶剂优选为苯、甲苯或二甲苯，酮类有机溶剂优选为环己酮，醇类有机溶剂优选为正丁醇；所述相变材料优选为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上；所述环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂；所述水溶性胺类固化剂优选为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述乳化剂优选为烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯(吐温-80)。
本实施例所采用的相变材料为脂肪酸、脂肪酸酯、正十五烷和正二十烷按质量比1:1:1:2混合均匀而成的混合物，所采用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，所采用的水溶性胺类固化剂为三乙烯四胺，所采用的乳化剂为OP-10，所采用的有机溶剂为苯。
本实施例相变微胶囊的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为5000r/min的条件下高速剪切30min，得到O/W型乳液；
步骤三、在温度为60℃，搅拌速度为300r/min的条件下，将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，搅拌至出现固体颗粒物后，以相同的温度和搅拌速率继续搅拌120min，经过滤、洗涤以及于55℃烘箱中烘至恒重后，得到相变微胶囊。
本实施例相变微胶囊以固化后的环氧树脂为囊壁，以相变材料为囊芯，制备工艺简单，反应条件温和，具有优良的机械强度和热氧稳定性，原料价格便宜，易于工业化生产。
本发明所述的相变材料、环氧树脂、水溶性胺类固化剂、乳化剂以及有机溶剂均为市售易得的本领域常规材料。本发明所述的高剪切均质机为市售易得的本领域常规设备。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种相变微胶囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相变材料2～6份，环氧树脂3～7份，水溶性胺类固化剂0.2～1份，乳化剂0.3～1份，有机溶剂0.5～3份，去离子水55～160份；所述有机溶剂为芳香烃类有机溶剂、酮类有机溶剂或醇类有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种相变微胶囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相变材料3～5份，环氧树脂3.5～5份，水溶性胺类固化剂0.3～0.8份，乳化剂0.4～0.8份，有机溶剂0.8～2份，去离子水80～120份。
3.根据权利要求2所述的一种相变微胶囊，其特征在于，由以下重量份的原料制成：相变材料4份，环氧树脂4份，水溶性胺类固化剂0.5份，乳化剂0.5份，有机溶剂1份，去离子水90份。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述相变材料为脂肪酸、脂肪酸酯和C12～C20正构烷烃中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂或脂肪族环氧树脂。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述水溶性胺类固化剂为乙二胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种相变微胶囊，其特征在于，所述芳香烃类有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯，所述酮类有机溶剂为环己酮，所述醇类有机溶剂为正丁醇。
9.一种制备如权利要求1、2或3所述相变微胶囊的方法，其特征在于，其方法包括以下步骤：
步骤一、将环氧树脂、相变材料和有机溶剂混合均匀，得到混合溶液；
步骤二、将乳化剂、去离子水和步骤一中所述混合溶液一起加入高剪切均质机中，在剪切速度为1000r/min～8000r/min的条件下剪切20min～30min，得到O/W型乳液；
步骤三、将水溶性胺类固化剂加入到步骤二中所述O/W型乳液中，在温度为30℃～90℃，搅拌速度为100r/min～700r/min的条件下搅拌至出现固体颗粒物，然后在温度为30℃～90℃，搅拌速度为100r/min～700r/min的条件下继续搅拌100min～150min，之后依次进行过滤、洗涤和干燥处理，得到相变微胶囊。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤三中所述干燥的具体过程为：在温度为50℃～60℃的条件下烘至恒重。
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