CN104937066A - 微胶囊蓄热材料、其制造方法和其使用 - Google Patents
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Abstract
在芯材料是不含乙烯基的潜热蓄热材料且壳材料是交联高分子化合物的微胶囊中,实现了潜热蓄热材料功能的体现的稳定化和效率化。使用如下微胶囊的制造方法得以实现,其是以包含不含乙烯基的潜热蓄热物质和至少两种乙烯基单体的O/W型分散液作为原料、经过所述乙烯基单体化合物的聚合反应来制造具有芯体是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质且壳体是所述乙烯基单体的至少二元共聚物的芯-壳结构的微胶囊的方法,其特征在于,所述乙烯基单体包含具有吸电子基团的乙烯基单体和具有供电子基团的乙烯基单体,并且所述制造方法包含以下工序:使所述O/W型分散液在所述聚合反应前、连续地依次通过沿着流路设置且保持一定间隔配置而成的多个网状体来进行乳化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种微胶囊蓄热材料、其制造方法和其使用,该微胶囊蓄热材料的芯材料是正链烷烃等不含乙烯基的有机系潜热蓄热物质、壳材料是两种以上的乙烯基单体的共聚物的交联体。
更详细而言,就芯材料是正链烷烃系潜热蓄热物质、壳材料是交联乙烯基单体的共聚物的微胶囊蓄热材料而言,是涉及燃烧时表现出吸热行为、即升温过程中在TG-DTA特性曲线上表现出吸热峰的微胶囊蓄热材料、其制造方法和其在住宅建材中的使用。
而且,本发明还涉及对于均匀且有效地体现出所述微胶囊蓄热材料所具备的效果特别有效的、采用乳液聚合、悬浮聚合等的微胶囊蓄热材料的制造方法和干燥工序。
背景技术
近年来,微胶囊蓄热材料的应用领域持续扩张。与此相伴,作为决定微胶囊蓄热材料功能的要素技术,壳体的化学结构、机械强度、形状、粒径分布等受到关注,从上述各种要素技术的观点出发,关于以蓄热材料微胶囊为代表的微胶囊及其制造方法,提出了各种方案(专利文献1~8)。
专利文献1中公开了微胶囊的作为潜热蓄热材料的使用以及它们的制造方法等,所述微胶囊中,作为芯材料,具有在特定温度范围内具有固/液相变的亲油性物质(例如支链状或线状C10~C40-烃、环状烃),作为壳材料,具有通过在单体混合物中溶解引发剂、利用自由基聚合所获得的聚合物,所述单体混合物含有丙烯酸等的特定碳数的烷基酯(单体I)、二官能性或多官能性单体(单体II,DVB、EGDMA、TMPT等聚乙烯基单体)及其他的单体(单体III,例如苯乙烯)。所得微胶囊的粒径有1~30μm的记载,但并无与粒径分布有关的记载,从利用匀浆搅拌机进行的乳化方法推测,无法获得狭窄粒径分布的微胶囊。
专利文献2公开了作为蓄热材料使用、蓄热性能优异的微胶囊,并公开了以下内容:其是以随着相变化对潜热进行蓄热或放热的相变化物质作为芯物质(例如脂肪族烃等蜡)、该芯物质被将聚合性单体(例如MMA)、作为交联剂的聚合三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)聚合而成的热塑性树脂的胶囊壁覆盖的微胶囊,该微胶囊是将芯物质收纳在由连续的覆膜构成的胶囊壁中而得到的单孔微胶囊。但是,油相的分散方法为使用匀浆机的高速搅拌,该微胶囊粒径高达20~30μm,粒径分布虽无公开,但从分散方法可推测粒径分布很宽。
专利文献3公开了利用匀浆机对添加有与专利文献2相同成分的自由基聚合性单体(例如MMA)、脂肪族烃、聚合引发剂、2官能性交联性乙烯基单体所构成的聚合用单体溶液及分散稳定剂的水性分散介质进行高速搅拌、分散混合、在80℃下对所得混悬分散液聚合规定时间所获得的蓄热微胶囊。公开了下述内容:由于壳材料的胶囊壁难以破坏,芯物质难以向外泄露,因此可获得具有高蓄热性能的微胶囊。但是,微胶囊的粒径高达10~60μm,由于是利用匀浆机进行的分散,因此从制法推测粒径分布也很宽。
专利文献4公开了在作为热输送介质使用时也难以被破坏的程度的强韧的蓄热胶囊、其制造方法。公开了在壳体及中空部分构成的中空胶囊的中空部分中内包有蓄热材料的蓄热胶囊,其中壳体含有由交联性单体的聚合物或共聚物、或者交联性单体与单官能性单体的共聚物所构成的层。但是,公开了下述内容:分散稳定剂的水溶液及蓄热材料和单体混合物的分散方法可以采用利用匀浆机或膜乳化法等机械剪切力所进行的分散法等公知方法,可推测所得微胶囊的粒径分布很宽。
专利文献5公开了一种粒子状蓄热材料的制造方法,该粒子状蓄热材料由多孔微粒体、保持在多孔微粒体的细孔内的潜热蓄热物质、及被覆多孔微粒体的皮膜形成物质构成,潜热蓄热物质不会漏出,廉价且生产率及蓄热效率优良,且公开了作为潜热蓄热物质,优选C8~C40的正链烷烃。
专利文献6是本申请的申请人合并继承的企业的申请。公开了在乳化机中粒径及粒径分布控制容易、维护简单、可确保适于工业生产的充分生产量的乳化装置。公开了下述的乳化方法及用于该方法的乳化装置:在乳化剂的存在下,通过使相互间实质上不互溶的多个液体连续地依次通过保持一定间隔配置而成的多个网状体而使其乳化的方法,具备组装有该网状体的筒型流路,在该筒型流路内以规定间隔配置有规定张数的金属丝网。进而,还公开了使用通过所述乳化装置获得的乳化液所制造的微胶囊。但是,并未具体地公开本申请那样的芯材料为不含乙烯基的潜热蓄热物质、壳材料由乙烯基单体的聚合物构成的芯-壳结构的微胶囊。
专利文献7公开了即便在高温环境下长时间暴露也难以发生蓄热材料的泄露、耐热性优异的蓄热材料用微胶囊粒子,公开了下述的蓄热材料用微胶囊粒子:其是由交联性树脂所构成的胶囊壁和被内包在其中的蓄热材料构成的蓄热材料用微胶囊粒子,所述交联性树脂由含有多官能聚合性单体的聚合性单体构成,蓄热材料是数均分子量(Mn)为1300~4,000的多官能性脂肪酸酯,其含量相对于所述树脂100重量份为30~100重量份。公开了下述内容:该粒子的体积平均粒径(Dv)为3~50μm,作为Dv与个数平均粒径(Dn)之比的粒径分布为1~1.8。但是,公开了用于液滴形成的分散处理是使用In-line型乳化分散机、高速乳化/分散机(T.K.Homomixer)等可强力搅拌的装置进行,并未公开可获得以CV值表示为30%以下的狭窄粒径分布的微胶囊粒子。
专利文献8公开了一种直径≤4μm的微胶囊的含有比例低的微胶囊分散液,且公开了由包含丙烯酸或甲基丙烯酸酯、多官能性单体、其他单体、亲油性物质和无机固体粒子的水包油乳液的自由基聚合而获得的、作为芯材料包含亲油性物质、作为壳材料包含聚合物的微胶囊、其制法、及含有该微胶囊的石膏板。
但是,如上所述,这些公知技术停留在分别提出各要素技术的方案,并未提出所有要素技术的综合性解决方案。尤其是,未提出当使用于住宅建材中时容易兼顾该住宅建材的蓄热性和阻燃性的微胶囊蓄热材料的方案。本发明人们考虑到在假设发生火灾时的200~500℃的升温过程中体现出吸热特性的微胶囊来解决上述课题,尚未发现有公开该微胶囊的现有的相关技术文献。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2002-516913号公报
专利文献2:日本特开2004-203978号公报
专利文献3:日本特开2004-277646号公报
专利文献4:日本特开2006-257415号公报
专利文献5:日本特开2008-144054号公报
专利文献6:日本特开2009-090191号公报
专利文献7:日本特开2010-150329号公报
专利文献8:日本特开2012-011384号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
为了解决如上所述的公知技术中的各种要素技术的综合问题,本发明人们反复进行深入研究,结果发现,通过控制构成壳体的乙烯基单体共聚物的化学结构和交联结构,能成功地确保抑制微胶囊蓄热材料的挥发性有机化合物(VOC)发散、减少加热减量、体现燃烧时的吸热行为等各功能,而且,通过将特定的乳化处理工序、特定的干燥工序并入制造工序中,能更有效地体现上述功能和之前所述的功能,从而完成了本发明。
用于解决技术问题的手段
本发明的第一方面涉及一种微胶囊蓄热材料,其是经过包含不含乙烯基的潜热蓄热物质、和含有具有交联能力的乙烯基单体的至少两种以上的乙烯基单体组的O/W型分散液中的乙烯基单体交联共聚反应而成的、具有构成芯体的材料(以下称为芯材料)是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质、构成壳体的材料(以下称为壳材料)是含有所述乙烯基单体组而成的交联共聚物的芯-壳结构的微胶囊蓄热材料,其特征在于,不含乙烯基的潜热蓄热物质是正链烷烃系潜热蓄热材料,所述乙烯基单体组包含互不相同的至少一种具有吸电子基团的乙烯基单体和至少一种具有供电子基团的乙烯基单体。
本发明的第二方面涉及本发明的第一方面的微胶囊蓄热材料,其特征在于,在构成壳材料的交联共聚物中,具有吸电子基团的乙烯基单体包含丙烯腈系单体、丙烯酸系单体(包含含有具有交联能力的多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体)中的任一个,具有供电子基团的乙烯基单体包含苯乙烯系单体。
本发明的第三方面涉及本发明的第一或第二方面所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,构成壳材料的交联共聚物是由(A)丙烯腈系单体、(B)苯乙烯系单体、(C)含有多个乙烯基的(甲基)丙烯酸酯系单体而得到的交联性共聚物,所述单体类合计为100质量%时,(A)的质量%≥8,(A)的质量%≥(B)的质量%,(C)的质量%≥25,并且,挥发性有机化合物(VOC:100℃×2小时下的挥发性物质)为7.0mg/g以下。
本发明的第四方面涉及本发明的第一或第二方面所述的微胶囊蓄热材料,其是经过包含不含乙烯基的潜热蓄热物质、和含有至少两种以上的乙烯基单体组的O/W型分散液中的乙烯基单体共聚反应而成的、具有芯材料是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质、壳材料是含有所述乙烯基单体组而成的交联共聚物的芯-壳结构的微胶囊蓄热材料,其特征在于,不含乙烯基的潜热蓄热物质是正链烷烃系潜热蓄热材料,构成壳材料的交联共聚物的组成是:
(A)丙烯腈系单体5~45质量%、
(B)苯乙烯系单体20~80质量%、
(C)含有多个乙烯基的多官能性(甲基)丙烯酸酯系单体10~65质量%((A)、(B)和(C)成分总共为100质量%),在200~500℃的升温过程的TG-DTA升温特性曲线上具有吸热峰。
本发明的第五方面涉及本发明的第四方面所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,在所述200℃~500℃的升温过程的TG-DTA特性曲线上,所有吸热峰的吸热量的总和大于所有放热峰的放热量的总和。
本发明的第六方面涉及本发明的第四或第五方面所述的微胶囊蓄热材料,其中,当将微胶囊蓄热材料中芯材料与壳材料的总质量设为100质量%时,芯材料为20质量%~80质量%,壳材料为80质量%~20质量%。
本发明的第七方面涉及本发明的第一至第六方面中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,作为微胶囊蓄热材料的粒径分布的指标的下述式(1)所示的CV值为30%以下。
CV值=(液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径)×100 式(1)
本发明的第八方面涉及本发明的第一至第六方面中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,作为微胶囊蓄热材料的粒径分布的指标的下述式(1)所示的CV值为20%以下。
CV值=(液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径)×100 式(1)
本发明的第九方面涉及本发明的第一、第二、第四至第八方面中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过采用喷雾干燥的干燥工序而获得的。
本发明的第十方面涉及本发明的第三方面所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过采用喷雾干燥的干燥工序而获得的。
本发明的第十一方面涉及本发明的第一、第二、第四至第九方面中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过如下工序而获得的:使O/W型分散液在交联共聚反应前、连续地依次通过沿着流路设置且保持一定间隔配置而成的多个网状体来进行乳化处理。
本发明的第十二方面涉及本发明的第三方面所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过如下工序而获得的:在交联共聚反应前,利用匀浆机对O/W型分散液进行乳化处理。
本发明的第十三方面涉及本发明的第一至第十方面中任一项所述的微胶囊蓄热材料的作为住宅建材用的使用。
本发明的第十四方面涉及一种微胶囊的制造方法,其是经过包含不含乙烯基的潜热蓄热物质、和含有具有交联能力的至少两种乙烯基单体的O/W型分散液中的乙烯基单体交联共聚反应而成的、具有芯材料是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质、壳材料是含有所述乙烯基单体组而成的交联共聚物的芯-壳结构的微胶囊的制造方法,其特征在于,所述乙烯基单体包含互不相同的至少一种具有吸电子基团的乙烯基单体和至少一种具有供电子基团的乙烯基单体,并且所述制造方法包含以下工序:使所述O/W型分散液在所述聚合反应前、连续地依次通过沿着流路设置且保持一定间隔配置而成的多个网状体来进行乳化处理。
本发明的第十五方面涉及本发明的第十四方面所述的微胶囊的制造方法,其特征在于,所述O/W型分散液中的乙烯基单体包含丙烯腈和/或甲基丙烯腈作为具有吸电子基团的乙烯基单体、包含苯乙烯作为具有供电子基团的乙烯基单体。
本发明的第十六方面涉及本发明的第十四或第十五方面所述的微胶囊的制造方法,其特征在于,芯材料是C8~C40的烃。
本发明的第十七方面涉及本发明的第十四至第十六方面中任一项所述的微胶囊的制造方法,其特征在于,下述式(1)所示的微胶囊的CV值为30%以下。
CV值=(液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径)×100 式(1)
本发明的第十八方面涉及本发明的第十五至第十七方面中任一项所述的微胶囊蓄热材料的制造方法,其特征在于,其是利用O/W型分散液的悬浮聚合、以交联乙烯基单体共聚物为壳材料、以正链烷烃系潜热蓄热材料为芯材料的微胶囊蓄热材料的制造方法,构成壳材料的100质量%的交联乙烯基单体共聚物中的单体组成处于如下范围内:
(A)丙烯腈系单体5~45质量%、
(B)苯乙烯系单体20~80质量%、
(C)含有多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体10~65重量%
((A)、(B)和(C)成分总共为100质量%)。
本发明的第十九方面涉及本发明的第十八方面的微胶囊蓄热材料的制造方法,其特征在于,进一步利用喷雾干燥器对由所述悬浮聚合获得的O/W型分散液进行喷雾干燥。
发明的效果
根据本发明,通过将稳定性优良的正链烷烃作为芯材料、将市售的乙烯基单体组构成的特定的共聚物或交联共聚物作为壳材料,能获得挥发性有机化合物(VOC)、加热减量、升温时的吸热行为等各功能以良好地平衡性体现的微胶囊蓄热材料。而且,通过将均匀且有效地发挥微胶囊蓄热材料功能的特定工序并入其制造工序的该聚合物分散液的干燥工序,能以CV值(根据液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径×100的公式求出的值)的控制为中心,进一步提高其功能。本发明的体现各功能的微胶囊蓄热材料可用作尤其是用于石膏板、纤维增强石膏板条、水泥系木质粗纸板、木质系水泥板、轻量气泡混凝土、土墙板、硅酸钙板、软质纤维板、木质隔热材料、装饰板、内饰材料、涂装墙、隔热材料、阻热材料、壁纸等建筑材料时可兼顾阻燃性和蓄热性的微胶囊蓄热材料。
附图说明
图1是表示本发明的具有由丙烯腈系单体(A)、苯乙烯系单体(B)、含有多个乙烯基的丙烯酸酯系单体(C)构成的壳材料的微胶囊内具有吸热行为的组成区域的概要的三成分系组成图。
图2是将用于制造本发明的微胶囊的乳化装置分解后所得零件的立体图。
图3是将网状体保持于上述乳化装置并确定间隔的间隔物c的立体图。
图4是上述乳化装置的截面图。
图5是表示包含喷雾干燥处理工序的本发明的微胶囊蓄热材料制造过程的例子的流程图。
具体实施方式
本发明的潜热蓄热物质是可随着液体-固体间的相变化而对潜热进行蓄热、散热的相变化物质。本发明的微胶囊蓄热材料中的潜热蓄热物质的比例优选的是20~90质量%的范围,更优选的是35~75质量%的范围。如果潜热蓄热物质的比例小于20质量%,则潜热蓄热物质中积蓄的潜热量不充分,无法充分发挥作为蓄热材料的功能,因此不优选。而且,如果潜热蓄热物质的比例超过90质量%,则有时潜热蓄热物质会因由固体至液体发生相变化时的体积膨胀而超过微胶囊的容积,从而成为潜热蓄热物质漏出至微胶囊外(泄漏)的原因,因此不优选。
作为本发明中使用的潜热蓄热物质,可使用腐蚀性低、不具有伴随蓄热散热循环的反复而产生的改性、劣化等稳定性或耐久性方面的缺陷、熔点为-20℃以上且120℃以下的有机化合物。作为优选的潜热蓄热物质,可举出脂肪族烃(以下称为链烷烃化合物)、芳香族烃、脂肪酸、醇等。关于尤其优选的潜热蓄热物质,从熔解潜热的大小、熔解固化行为的稳定性的观点出发,可举出正链烷烃。
本发明的正链烷烃的碳数并无特别限制,优选的是C8~C40的范围,更优选的是C14~C20的范围,也可混合使用以两种以上的碳数为主成分的链烷烃。其中,从发生相变的温度和潜热的大小的观点出发,优选的是以C14~C20的范围内的偶数碳数的正链烷烃为主成分。
从微胶囊蓄热材料的使用领域的观点出发,在住宅建材领域中,优选的是以在适于居住环境的温度区域(约10~28℃)中具有相变温度的C15~C18作为主成分的材料;在空调领域中,优选的是以在适于空调用途的温度区域中具有相变温度的C14~C18作为主成分的材料;在保冷剂领域中,优选的是以在保冷用途所需要的温度区域(-12~18℃)中具有相变温度的C12~C16作为主成分的材料;在恒温输送材料领域中,优选的是以在恒温输送用途所需要的温度区域(约6~28℃)中具有相变温度的C14~C18作为主成分的材料;在衣物领域中,优选的是以在衣料用途所要求的温度区域(约18~37℃)中具有相变化温度的C16~C20作为主成分的材料。
关于所述潜热蓄热物质的潜热量,为了使含有该物质的微胶囊蓄热材料发挥充分功能,优选的是100J/g以上,尤其优选的是150~250J/g。
而且,本发明所使用的潜热蓄热物质中,可在不损及本发明目的的范围内添加抗氧化剂、紫外线吸收剂等通常使用的添加剂、过冷却防止剂、比重调整剂、颜料或染料等着色剂、芳香剂等添加剂。
本发明的供至聚合反应的O/W型分散液中的乙烯基单体包含具有吸电子基团的乙烯基单体和具有供电子基团的乙烯基单体。作为具有吸电子基团的乙烯基单体,可举出丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯(烷基的碳数通常为1~32),尤其可举出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯和相应的甲基丙烯酸酯、丙烯腈或甲基丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、马来酸酐、丙烯酸2-羟基乙酯及甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酰胺及甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺及N-羟甲基甲基丙烯酰胺、甲基乙烯基酮、双氰亚乙烯等。作为具有供电子基团的乙烯基单体,可举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、丁二烯、异戊二烯、异丁基乙烯基醚、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮等。
具有吸电子性取代基的乙烯基单体是指表示乙烯基化合物中的参与聚合反应的双键的电子密度的e值(这些值记载于大津隆行著《高分子合成の化学(高分子合成的化学)》(化学モノグラフ15)1968年株式会社化学同人发行等中)为正的化合物,通常具有非极性(疏水性)的取代基。具有供电子基团的乙烯基单体是指e值为负的化合物,通常具有极性(亲水性)的取代基。
上述乙烯基单体化合物的组合由于吸电子基团与供电子基团相互间吸引而形成荷移络合物、可进行交替共聚,因此本发明的构成壳体的聚合物中,非极性基团和极性基团局部存在(不均匀存在)的概率小。结果是,可进行壳体化学结构的疏水性与亲水性的均质化,从微胶囊的形状的观点来看,可获得优选形状的球状、拟球状、扁平状形状等,从芯材料的渗透或泄露的观点来看,可以抑制局部的渗透或泄露。
两者的配比如果是希望两乙烯基单体聚合物的中间性质,则以等摩尔为基准进行配合。在以促进芯材料向微胶囊外渗透为优先时,进行相对地增量两者中与芯材料的亲和性大的乙烯基单体的调整;在以防泄漏为优先时,进行相对地减量两者中与芯材料的亲和性大的乙烯基单体的调整。通常,以摩尔比20:80~80:20的范围进行调整。脱离该范围时,则有时无法获得非极性基团和极性基团两者存在的效果。
示例乙烯基单体的组合,但这些是已知生成交替共聚物的组合,是e值的差为1.0以上、优选1.30以上、更优选1.50以上的乙烯基单体化合物的组合。即,作为具有吸电子性取代基的乙烯基单体化合物,从氯乙烯(e值=0.16)、甲基丙烯酸甲酯(e值=0.40)、丙烯酸甲酯(e值=0.60)、甲基乙烯基酮(e值=0.68)、丙烯腈(e值=1.20)、甲基丙烯腈(e值=1.00)、丙烯酰胺(e值=1.30)、马来酸酐(e值=2.25)、双氰亚乙烯(e值=2.58)等中选择,作为具有供电子性取代基的乙烯基单体化合物,从α-甲基苯乙烯(e值=-1.27)、苯乙烯(e值=-0.80)、异戊二烯(e值=-0.55)、醋酸乙烯酯(e值=-0.88)、异丁烯(e值=-1.20)中选择(出处:大津隆行著《高分子合成の化学(高分子合成的化学)》和高分子学会编《基礎高分子科学(基础高分子科学)》以及包括基于这些文献的推测值)。另外,这其中还包括后述的含有多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体。
上述组合中,在考虑e值的差异大小的基础上、还考虑作为乙烯基单体化合物的反应性和交替共聚反应性时,特别优选的组合是使用丙烯腈系单体与苯乙烯系单体的组合。
丙烯腈系单体是指具有通式(1)所示的结构的化合物,可使用其中的两种以上。作为优选的具体例,从与苯乙烯系单体、和具有多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体的反应性的观点出发,可举出丙烯腈、甲基丙烯腈、α-乙基丙烯腈、α-异丙基丙烯腈,更优选的是丙烯腈或甲基丙烯腈,如果考虑到操作的安全性,则更优选的是常压下的沸点为90℃的高于丙烯腈的77℃的甲基丙烯腈。
式中,R1是氢原子或任意的取代基。优选的是氢原子、或碳数为1~3的烷基。
作为苯乙烯系单体,是通式(2)所示的化合物,也可使用其中的两种以上。作为优选的具体例,从与丙烯腈系单体、和具有多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体的反应性的观点出发,可举出苯乙烯、邻、间或对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、对苯基苯乙烯、邻、间或对氯苯乙烯、邻、间或对乙基苯乙烯等单官能性苯乙烯系单体、二乙烯基苯、二乙烯基萘等多官能性苯乙烯系单体。更优选的是,单官能性苯乙烯系单体为苯乙烯,多官能性苯乙烯系单体为二乙烯基苯。
式中,R2、R3(n是1~5的任意的整数)分别独立地为氢原子或任意的取代基。优选的是氢原子、碳数为1~3的烷基、乙烯基,R3可不同。
本发明中,以进一步的机械强度、耐热性、进而潜热蓄热物质的防泄漏为目的,使微胶囊中含有包含2个以上乙烯基的化合物(具有多个乙烯基的交联剂)来进行聚合反应。包含2个以上乙烯基的化合物并无限制,例如可使用在橡胶加工领域中作为有机过氧化物交联剂而公知的化合物。
例如为含有多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体。它们是乙二醇等二醇、丙三醇等三醇、季戊四醇等多元醇与丙烯酸或甲基丙烯酸反应而得的酯系化合物,优选的是例如乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、二乙二醇二甲基丙烯酸酯(DEGDMA)、三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGDMA)。这些酯系化合物可使用两种以上。
其中,从与丙烯腈系单体、苯乙烯系单体的反应性的观点出发,优选的是下述式(3)所示的包含多个乙烯基的甲基丙烯酸酯系单体、下述式(4)所示的包含多个乙烯基的甲基丙烯酸酯系单体、例如二羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯(DMPDMA)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)。
优选使用上述多官能性丙烯酸酯系单体的理由虽不清楚,但发明人们推测是因为这些化合物中的参与交联反应的双键的e值与通常构成壳材料的具有吸电子基团的乙烯基单体同样为负,可均匀地配置在构成壳材料的具有供电子基团的乙烯基单体中。
另外,(A)丙烯腈系单体与(B)苯乙烯系单体处于各自是具有吸电子基团的乙烯基单体与具有供电子基团的乙烯基单体的关系,吸电子基团与供电子基团相互间吸引而形成荷移络合物、可进行交替共聚。本发明的构成壳体的聚合物中,非极性基团和极性基团局部存在(不均匀存在)的概率小。结果是,可进行壳材料化学结构的疏水性与亲水性的均质化,从微胶囊的形状的方面来看,可获得球状、拟球状或扁平状形状,从芯材料的渗透或泄露的方面来看,可以抑制局部的渗透或泄露。。
具体而言,如果用e值表示两者的关系,则例如为丙烯腈(e值=1.20)、甲基丙烯腈(e值=1.00)、α-甲基苯乙烯(e值=-1.27)、苯乙烯(e值=-0.80)(出处:大津隆行著《高分子合成の化学(高分子合成的化学)》和高分子学会编《基礎高分子科学(基础高分子科学)》以及包括基于这些文献的推测值),丙烯腈与苯乙烯的差为2.00,甲基丙烯腈与苯乙烯的差为1.80,认为容易形成荷移络合物,因此优选。
本发明的微胶囊蓄热材料的壳材料采用由(A)丙烯腈系单体、(B)苯乙烯系单体、(C)包含多个乙烯基的(甲基)丙烯酸酯系单体总共为100质量%而得到的交联性共聚物,且使
(A)的质量%≥8
(A)的质量%≥(B)的质量%
(C)的质量%≥25,
从而利用规定的测定方法获得的挥发性有机化合物(VOC:100℃×2小时下的挥发性物质)的值减少,为7.0mg/g以下,通过这样的组合,可获得5.0mg/g以下的微胶囊蓄热材料。这些微胶囊蓄热材料使用于住宅建材中时,有机化合物的发散少,安全性极高。其理由虽不明确,但本发明人们从防止芯材料的正链烷烃的泄露的观点出发,认为原因在于:含有8质量%以上的极性大不同(亲水性高)的丙烯腈系单体,和含有25质量%以上的含有负责交联反应的多个乙烯基的(甲基)丙烯酸酯系单体。而且,从微观表面形状的观点出发,认为通过含有8质量%以上的丙烯酸系单体,与水相接触的壳体表面层的亲水性提高,形成了平滑的表面。
另外,通过设为(A)的质量%≥25,能使加热减量达到3.0%以下。这些微胶囊蓄热材料用于住宅建材中时,蓄热材料等的泄露少,安全性极高。其理由并不明确,但本发明人们从防止芯材料的正链烷烃的泄露的观点出发,认为与包含25质量%以上的极性大不相同的丙烯腈系单体有关。
而且,如果本发明的微胶囊蓄热材料的壳材料采用由(A)丙烯腈系单体5~45质量%(B)苯乙烯系单体20~80质量%、(C)包含多个乙烯基的(甲基)丙烯酸酯系单体10~65质量%、且(A)、(B)、和(C)成分总共为100质量%而得到的交联性共聚物,则可获得在200~500℃的升温过程中在TG-DTA特性曲线上显示吸热峰的微胶囊蓄热材料。
如果将本发明的构成由丙烯腈系单体(A)、苯乙烯系单体(B)、具有多个乙烯基的多官能性(甲基)丙烯酸酯系单体(C)构成的壳体的微胶囊的内区域的组成的概要用三成分系组成图来表示,则成为图1中的阴影区域。另外,图1中的黑底白数字对应于后述的实施例的编号,带圈数字对应于后述的比较例的编号。该区域内可获得优良特性的理由虽不明确,但本发明人们推测原因在于,丙烯腈系(单独)聚合物所具有的热解时的吸热机制、由丙烯腈系单体与苯乙烯系单体形成的交替共聚物结构、具有多个乙烯基的(甲基)丙烯酸酯系单体所决定的交联密度等的相互作用或各单体类的协同作用。
这样,本发明的微胶囊的吸热行为基本上依赖于构成壳体的乙烯基单体类的组成,因此,关于作为芯材料的正链烷烃系蓄热材料与作为壳材料的乙烯基单体类的质量比(两者总共为100质量%),为了获得本发明的效果,优选的是壳材料为20质量%~80质量%(芯材料为80质量%~20质量%),更优选的是壳材料为40质量%~60质量%(芯材料为60质量%~40质量%),尤其优选的是壳材料为60质量%~80质量%(芯材料为40质量%~20质量%)。如果壳材料小于20质量%、芯材料超过80质量%,则有时不易表现出微胶囊的吸热行为,如果芯材料小于20质量%、壳材料超过80质量%,则有时不易发挥作为蓄热材料的功能(参照图1)。
本发明的壳材料中使用的交联性共聚物的特征在于,在TG-DTA测定中,除了观察到因聚合物熔解产生的放热峰之外,在200℃~500℃之间观察到推测为因丙烯腈系(单独)聚合物的热解产生的吸热峰,并且该吸热峰的总和大于放热峰的总和。其绝对值会根据组成而不同,但为1~8KJ/kg左右。
本发明的供至聚合反应的聚合引发剂并无特别限定,作为用于进行自由基聚合的自由基聚合引发剂,可以使用通常的过氧化物和偶氮化合物。
作为优选的自由基引发剂,可举出过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化特戊酸叔戊酯、二月桂酰过氧化物、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、2,2’-偶氮双-(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双-(2-甲基丁腈)、过氧化二苯甲酰、过-2-乙基己酸叔丁酯、二叔丁基过氧化物、叔丁基过氧化氢、2,5-二甲基-2,5-二-(叔丁基过氧)己烷和异丙苯过氧化氢。
更优选的自由基聚合引发剂为二-(3,5,5-三甲基己酰基)-过氧化物、4,4’-偶氮双异丁腈、过氧化特戊酸叔丁酯、二甲基-2,2-偶氮双异丁酸酯及1,1,3,3,-四甲基丁基过氧-2-乙基己酸酯。这些物质在温度范围30~100℃下具有半衰期10小时。
本发明的供至聚合反应的链转移剂并无特别限定,优选地可举出(1)硫醇(例如辛基硫醇、正-或叔-十二烷基硫醇)、硫代水杨酸、巯基乙酸和巯基乙醇等硫醇类,(2)卤化化合物和(3)α-甲基苯乙烯二聚物。其中更优选硫醇类。
本发明中,以含有所述不含乙烯基的潜热蓄热物质和乙烯基单体的O/W型乳化液为原料进行聚合反应。O/W型乳化液是指油相(不含乙烯基的有机化合物和乙烯基单体)为分散相、含有分散剂的水相为连续相的乳化液。本发明以该O/W型乳化液为原料进行聚合反应。聚合反应所需的引发剂等可以在形成O/W型乳化液时共存,也可在形成O/W型乳化液之后在聚合反应开始前进行添加。
本发明的供至聚合反应的O/W型分散液中的分散稳定剂并无特别限定,优选地可举出部分皂化聚醋酸乙烯酯、纤维素衍生物、聚乙烯基吡咯烷酮等。其中,更优选部分皂化聚醋酸乙烯酯。
本发明中,可使用公知的悬浮聚合装置,但优选的是通过使O/W型分散液在聚合反应开始前、连续地依次通过沿着流路设置且保持一定间隔配置而成的多个网状体的工序来进行乳化处理。通过将该O/W型分散液用于聚合反应,可获得形状整齐、均匀性高的芯壳结构的微胶囊,能实现本发明的微胶囊蓄热材料的功能发挥的效率化和均匀化。
例如以规定配合构成的O/W型分散液以线速度0.1~50cm/sec的范围通过流路内。在流路内,在多个位置上以规定间隔配置网状体,所供给的乳化原料依次通过该多个网状体,在此期间O/W型分散液的分散相的微细化进行、稳定、均匀化,分散相液滴的CV值达到50%以下,接近于该值的值作为聚合反应后的微胶囊的CV值得以保持。发明人们认为作为微胶囊的优选功能表现性的均匀的标准,根据实施例的结果,CV值为30%以下,但该值通过通常的间歇式乳化难以获得。
而且,本发明的微胶囊的功能体现大大依赖于壳材料的组成和/或CV值,如果平均粒径在5μm~500μm的范围内,则可充分获得本发明的效果。
利用该方法进行乳化的机制、网状体的作用效果等仍不明确,但认为是暂时到达了网状体的流体被网状体的多个网眼分割而变为小滴,在到达下一个网状体之前的期间,该生成的小滴变得稳定,结果使分散相液滴的粒径均匀化。另外,分散相液滴变成芯-壳结构,在芯体中配置潜热蓄热物质、在壳体中配置乙烯基单体。
认为在这些过程中乙烯基单体的所谓亲水性基团在球的表面上形成胶束进行排列、发挥表面活性剂样的功能,但该功能的表现中认为特别是本发明的乙烯基单体的组合(疏水性与亲水性的组合)也有所贡献。
网状体的间隔虽然与流路内的流体流速、流体粘度等也有关系,但具体地说通常优选为5mm~200mm。更优选为10mm~100mm。这些网状体的间隔是通过将间隔物c插入圆筒通路内来确保。这里,优选在更高速的流速下采用更长的间隔,且在流体粘度更高的高粘度下,相反地采用更短的间隔。进而,重要的是网状体的配设位置是沿着流路有多处,优选为30~200处。网状体的开口度以根据ASTM标准的目数计优选为35~4000目、更优选为150目~3000目。
上述乳化装置的分解图示于图2,间隔物的立体图示于图3,乳化装置整体的截面图示于图4。
而且,本发明人们发现,在实施本工序时,如果生成的乳液的CV值达到20%以下,则可极有效地抑制过冷却现象。认为其原因在于向微胶囊中的作为蓄热材料的正链烷烃的传热过程的均匀化。
本发明中,对于通过以上述为代表的悬浮聚合装置获得的微胶囊蓄热材料,可利用公知的过滤法、离心分离法等固液分离方法进行分离后使用,但通过利用喷雾干燥器进行喷雾干燥,除了本发明的蓄热材料的效果之外,还能减少挥发性有机化合物(VOC)、控制微胶囊粒子的二次凝聚,例如可以使均匀地分散于住宅建材中的使用变得容易。
喷雾干燥器是广泛使用的喷雾干燥器。例如其原理、规格在大川原化工机株式会社主页上有公开和解说。本发明中,利用喷雾干燥器主体内的喷嘴(喷嘴喷雾方式)或高速旋转圆盘(离心喷雾方式),使包含悬浮聚合后的微胶囊蓄热材料的悬浮液或使分离后的微胶囊蓄热材料悬浮于水系溶剂中的悬浮液每次少量地、连续地接触热风(进行喷雾),瞬间且连续地使其干燥。
因此,(与整体一次性处理相比)因固液分离后的加热干燥所带来的芯材料的正链烷烃的热历程少,与热媒的接触表面积大,因此可除去水或各种添加剂(凝聚体的破碎)、除去附着于壳材料表面的正链烷烃(即,挥发性有机化合物(VOC)的减少)。而且,通过调整喷嘴直径、高速旋转圆盘槽道系统,还能任意地抑制、控制二次凝聚的状态(组装至石膏板等住宅建材时的操作性良好)。
根据本发明,所制造的微胶囊蓄热材料可在石膏板、纤维增强石膏板、水泥系木质粗纸板、木质系水泥板、轻量气泡混凝土、土墙板、硅酸钙板、软质纤维板、木质隔热材料、建材板、内饰材料、涂装墙、隔热材料、阻热材料、壁纸等建筑材料中用作良好的蓄热材料。
实施例
以下,利用实施例、比较例对本发明进行更具体的说明,但本发明并不限于以下的实施例。
<微胶囊蓄热材料的主要构成材料>
实施例中使用的各种化学品直接使用市售品。
<正链烷烃系蓄热材料>
使用JX日矿日石Energy公司制“TS-8(商品名)”(正十八烷)、“TS-6(商品名)”(正十六烷)。
<(A)成分丙烯腈系单体>
使用甲基丙烯腈(和光纯药工业制,和光特级)。
<(B)成分苯乙烯系单体>
使用苯乙烯(Kishida化学制,试剂特级)。
<(C)成分含有多个乙烯基的多官能性(甲基)丙烯酸酯系单体>
使用乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)(东京化成工业制)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)(东京化成工业制)。
<O/W型乳化液的聚合反应前的调配和处理I>
在内径为20mm、长为约500mm的圆筒型外包装a内插入30组由3000目的主金属丝网构成的金属丝网b和长度(l)为10mm、内径(d2)为15mm的间隔物c所构成的单元,制成乳化装置。(此外,图4中示出网状体数为10个的情况。)
O/W型分散液使用在作为潜热蓄热物质的JX日矿日石Energy公司制链烷烃TS-8(化学品名:正十八烷)和规定的乙烯基单体(种类和组成示于表1~4)、作为引发剂的日油公司制PEROCTA O(POO,1,1,3,3,-四甲基丁基过氧-2-乙基己酸酯)1.4重量份、以及作为链转移剂的花王公司制THIOKALCOL 20(化学名:正十二烷硫醇,也记为“DM”)3.0质量份的油相混合物中混合分散剂水溶液(KURARAY制PVA217EE、2重量份)而得到的分散体。分别利用不同的柱塞泵,将油相混合物以30g/分钟的流量、将分散剂水溶液以60g/分钟的流量导入到乳化装置中,由此实施乳化,获得O/W型乳化液。利用蒸馏水进行稀释,制成油相的浓度为20重量%的O/W型乳化液,供至聚合原料。
<O/W型乳化液的聚合反应前的调配和处理II>
代替上述处理I,使用匀浆机以3000rpm进行分散,通过5分钟的分散制成O/W型乳化液,供至聚合原料。
<聚合反应的实施>
在具备搅拌器、压力计和温度计的容器(聚合槽)中投入上述O/W型乳化液60g和蒸馏水40g,对聚合器内进行减压,进行容器内的脱氧,利用氮使聚合槽内压返回至常压,利用氮加压至0.3MPa。在使搅拌机旋转的状态下,将聚合槽内温升温至110℃,开始聚合。用2小时结束聚合,将聚合槽内温冷却至室温。获得含微胶囊浓度为约20重量%的蓄热微胶囊的浆料。使用滤纸过滤聚合液,将蓄热微胶囊分离,在80℃、大气压下对其进行干燥,获得微胶囊的粉末。
<微胶囊蓄热材料的特性测定>
(1)利用以下的方法测定粒径、CV值。
使用库尔特计数器(Beckmancoulter公司制、Multisizer 4)测定上述获得的浆料的体积平均直径(以下称作“体积平均粒径”)和液滴直径分布(=浆料中的微胶囊的粒径分布)。其中,测定粒子数为10万个。结果是,液滴的体积平均粒径为10μm、CV值为25%。液滴直径分布的指标中使用的CV值使用下述式(1)计算。
CV值=液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径×100 式(1)
在以下的实施例、比较例中也使用相同的方法测定体积平均粒径和CV值。
(2)利用以下的方法测定VOC。
称量0.1g的试样至浅底盘中,放在微腔中,在100℃×2小时→25℃×22小时的条件下进行放散试验,使用TenaxTA捕集管捕集所产生的气体。利用己烷对放散气体捕集管(TenaxTA管)及微腔进行溶剂抽提,使用GC/MS进行所产生的气体的定量。
(3)利用以下的方法测定加热减量。
将干燥后的微胶囊称量1~2g至铝杯中,将其在80℃下保持于真空下5小时,测定加热减量。
(4)利用以下的方法测定微胶囊的吸热特性。
称量各微胶囊蓄热材料约10mg至铝制盘内,利用岛津制作所制示差热/热量同步测定装置DTG-60进行分析。测定条件是从室温以50℃/分钟的升温速度升温至600℃,在600℃下保持10分钟。
对于与燃烧时的升温温度范围对应的~500℃的范围的特性曲线,进行以下2方面解析。
1)读取出现的吸热峰、放热峰的峰值温度和热量。
2)热收支。将放热峰面积量与吸热峰面积量的和作为热收支。
[微胶囊蓄热材料的制造I]
[实施例1~6、比较例1~3]
对于以表1所示的配比获得的混合液,按照处理I制成O/W型乳化液,进行聚合反应。另外,表中,MAN表示甲基丙烯腈,ST表示苯乙烯,EGDMA表示乙二醇二甲基丙烯酸酯。
<考察>
根据表1的结果可知,通过使构成壳体的乙烯基单体的交联共聚物组成为本发明的范围内,在200~500℃的升温过程中,在TG-DTA特性曲线上出现吸热峰。
[微胶囊蓄热材料的制造II]
[实施例10~16、比较例10~11]
对于以表2所示的配比获得的混合液,实施例10~15按照处理I制成O/W型乳化液、实施例16按照处理II制成O/W型乳化液,进行聚合反应。另外,表中,AN表示丙烯腈,MAN表示甲基丙烯腈,ST表示苯乙烯,EGDMA表示乙二醇二甲基丙烯酸酯,TMPT表示三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。
<考察>
根据表2的结果可知,通过使构成壳体的乙烯基单体的交联共聚物组成为本发明的范围内,可获得VOC值小的微胶囊蓄热材料。另外,这些微胶囊蓄热材料的平均粒径处于5~20μm的范围。而且,实施例16的CV值为35%。
另外,以表1中的实施例1中公开的组成、对上述<微胶囊的吸热特性的测定>中获得的微胶囊蓄热材料悬浮水溶液(微胶囊蓄热材料粒子约18质量%:水系溶剂82质量%)进行过滤后,使其再次分散于水中,使用喷雾干燥器进行喷雾干燥,进行目测及利用扫描电子显微镜(SEM)的观察,确认了可获得无二次凝聚的破碎状态的粒子。包含喷雾干燥器处理的制过程的概要示于图5。
另外,关于按照实施例1(2)VOC测定方法测定出的挥发性有机化学物质(VOC)量确认了,如果将图5所示的料斗的出口温度设为90℃(该温度作为一例示于图中),则相对于表2公开的实施例3的微胶囊蓄热材料的1.9mg/g,降低至0.5mg/g,可提高用作住宅建材中的蓄热材料时等的安全性。另外,本发明的微胶囊蓄热材料的喷雾干燥时,即使该温度上升至135℃也不会造成问题,能更有效地降低VOC量。
[微胶囊蓄热材料的制造III]
[实施例20~29、比较例20]
对于以表3所示的配比获得的混合液,按照处理I制成O/W型乳化液,进行聚合反应。另外,表中,MMA表示甲基丙烯酸甲酯,AN表示丙烯腈,MAN表示甲基丙烯腈,ST表示苯乙烯,EGDMA表示乙二醇二甲基丙烯酸酯,DVB表示二乙烯基苯,TMPT表示三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。另外,比较例20是在进行处理II后实施聚合反应。
<考察>
根据表3的结果可知,通过使构成壳体的乙烯基单体的交联共聚物组成为本发明的范围内,且进行本发明的处理I,可获得CV值为30%以下、且VOC特性和加热减量这两方面都具有优良特性的微胶囊蓄热材料。另外,这些微胶囊蓄热材料的平均粒径处于5~20μm的范围。
[微胶囊蓄热材料的制造IV]
[实施例30~31、比较例20]
对于以表4所示的配比获得的混合液,按照处理I制成O/W型乳化液,进行聚合反应。ST表示苯乙烯,EGDMA表示乙二醇二甲基丙烯酸酯,TMPT表示三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。另外,比较例20中,在代替处理I而进行处理II之后实施聚合反应。
<考察>
根据表4的结果可知,通过进行本发明的处理I,可获得CV值为30%以下、且具有VOC特性方面具有优良特性的微胶囊蓄热材料。另外,这些微胶囊蓄热材料的平均粒径处于5~20μm的范围。
产业上的可利用性
通过本发明的方法获得的微胶囊蓄热材料中芯材料为潜热蓄热物质、壳材料为交联多元共聚物,具有比现有产品更小、更均匀的粒径分布,因此能实现芯材料的蓄热效果的体现的稳定化和效率化。而且,如果壳材料选择苯乙烯-丙烯腈或甲基丙烯腈系共聚物,则芯材料的蓄热物质的渗出少,从而能确保耐久性。
而且,本发明的微胶囊蓄热材料在200~500℃的升温过程中表现出吸热行为,就住宅建材的蓄热结构材料而言,可灵活运用以正链烷烃作为芯材料的微胶囊蓄热材料的特长,制造出同时要求具有蓄热性和阻燃性的住宅建材等各种结构构件。另外,能制造出VOC值低的微胶囊蓄热材料,而且,能控制微胶囊粒子的二次凝聚,因此可获得应用于建材时操作性良好的材料。
符号的说明
a:外包装
b:金属丝网(网状体)
c:间隔物
2a:紧固件
Claims (19)
1.一种微胶囊蓄热材料,其是经过包含不含乙烯基的潜热蓄热物质和含有具有交联能力的乙烯基单体的至少两种以上的乙烯基单体组的O/W型分散液中的乙烯基单体交联共聚反应而成的、具有构成芯体的材料即芯材料是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质、构成壳体的材料即壳材料是含有所述乙烯基单体组而成的交联共聚物的芯-壳结构的微胶囊蓄热材料,其特征在于,
不含乙烯基的潜热蓄热物质是正链烷烃系潜热蓄热材料,
所述乙烯基单体组包含互不相同的至少一种具有吸电子基团的乙烯基单体和至少一种具有供电子基团的乙烯基单体。
2.根据权利要求1所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,
在构成壳材料的交联共聚物中,
具有吸电子基团的乙烯基单体包含丙烯腈系单体、丙烯酸系单体中的任一个,所述丙烯酸系单体包含含有具有交联能力的多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体,
具有供电子基团的乙烯基单体包含苯乙烯系单体。
3.根据权利要求1或2所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,
构成壳材料的交联共聚物是由(A)丙烯腈系单体、(B)苯乙烯系单体、(C)含有多个乙烯基的(甲基)丙烯酸酯系单体得到的交联性共聚物,所述单体类合计为100质量%,其中,
(A)的质量%≥8,
(A)的质量%≥(B)的质量%,
(C)的质量%≥25,
并且,挥发性有机化合物VOC为7.0mg/g以下,所述挥发性有机化合物VOC是100℃×2小时下的挥发性物质。
4.根据权利要求1或2所述的微胶囊蓄热材料,其是经过包含不含乙烯基的潜热蓄热物质和至少两种以上的乙烯基单体组的O/W型分散液中的乙烯基单体共聚反应而成的、具有芯材料是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质、壳材料是含有所述乙烯基单体组而成的交联共聚物的芯-壳结构的微胶囊蓄热材料,其特征在于,
不含乙烯基的潜热蓄热物质是正链烷烃系潜热蓄热材料,
构成壳材料的交联共聚物的组成是:
(A)丙烯腈系单体5~45质量%、
(B)苯乙烯系单体20~80质量%、
(C)含有多个乙烯基的多官能性(甲基)丙烯酸酯系单体10~65质量%,
(A)、(B)和(C)成分总共为100质量%,
并且,所述微胶囊蓄热材料在200~500℃的升温过程的TG-DTA升温特性曲线上具有吸热峰。
5.根据权利要求4所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,在所述200℃~500℃的升温过程的TG-DTA特性曲线上,所有吸热峰的吸热量的总和大于所有放热峰的放热量的总和。
6.根据权利要求4或5所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,就微胶囊蓄热材料而言,当将芯材料与壳材料的总质量设为100质量%时,芯材料为20质量%~80质量%,壳材料为80质量%~20质量%。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,作为微胶囊蓄热材料的粒径分布的指标的下述式(1)所示的CV值为30%以下,
CV值=(液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径)×100 式(1)。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,作为微胶囊蓄热材料的粒径分布的指标的下述式(1)所示的CV值为20%以下,
CV值=(液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径)×100 式(1)。
9.根据权利要求1、2、4至8中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过采用喷雾干燥的干燥工序而获得的。
10.根据权利要求3所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过采用喷雾干燥的干燥工序而获得的。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过下述工序而获得的:使O/W型分散液在交联共聚反应前、连续地依次通过沿着流路设置且保持一定间隔配置而成的多个网状体来进行乳化处理。
12.根据权利要求3所述的微胶囊蓄热材料,其特征在于,其是经过下述工序而获得的:在交联共聚反应前,利用匀浆机对O/W型分散液进行乳化处理。
13.权利要求1至10中任一项所述的微胶囊蓄热材料的作为住宅建材用的用途。
14.一种微胶囊的制造方法,其是经过包含不含乙烯基的潜热蓄热物质和含有具有交联能力的乙烯基单体的至少两种乙烯基单体的O/W型分散液中的乙烯基单体交联共聚反应而成的、具有芯材料是所述不含乙烯基的潜热蓄热物质、壳材料是含有所述乙烯基单体组而成的交联共聚物的芯-壳结构的微胶囊的制造方法,其特征在于,
所述乙烯基单体包含互不相同的至少一种具有吸电子基团的乙烯基单体和至少一种具有供电子基团的乙烯基单体,
并且所述制造方法包含以下工序:使所述O/W型分散液在所述聚合反应前、连续地依次通过沿着流路设置且保持一定间隔配置而成的多个网状体来进行乳化处理。
15.根据权利要求14所述的微胶囊的制造方法,其特征在于,所述O/W型分散液中的乙烯基单体包含丙烯腈和/或甲基丙烯腈作为具有吸电子基团的乙烯基单体、包含苯乙烯作为具有供电子基团的乙烯基单体。
16.根据权利要求14或15所述的微胶囊的制造方法,其特征在于,芯材料是C8~C40的烃。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的微胶囊的制造方法,其特征在于,下述式(1)所示的微胶囊的CV值为30%以下,
CV值=(液滴直径分布的标准偏差/体积平均粒径)×100 式(1)。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的微胶囊蓄热材料的制造方法,其是利用O/W型分散液的悬浮聚合的、以交联乙烯基单体共聚物为壳材料、以正链烷烃系潜热蓄热材料为芯材料的微胶囊蓄热材料的制造方法,其特征在于,
构成壳材料的交联乙烯基单体共聚物100质量%中的单体组成处于下述范围内:
(A)丙烯腈系单体5~45质量%、
(B)苯乙烯系单体20~80质量%、
(C)含有多个乙烯基的多官能性丙烯酸酯系单体10~65重量%,
(A)、(B)和(C)成分总共为100质量%。
19.根据权利要求18所述的微胶囊蓄热材料的制造方法,其特征在于,进一步利用喷雾干燥器对由所述悬浮聚合获得的O/W型分散液进行喷雾干燥。
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