CN109837068B - 一种交联型相变调温功能剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交联型相变调温功能剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将25‑30份相变材料、0.75‑0.90份乳化剂、25‑30份聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.25‑0.30份消泡剂，待消泡后，再依次加入0.5‑0.6份pH调节剂、0.25‑0.30份交联剂和0.10‑0.12份流平剂，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。其优点为：解决传统相变调温功能剂制备工序繁杂、耗时长的问题，所得交联型相变调温功能剂储能调温功能明显、储存稳定性好、价格低廉，制备工艺简便可控，可应用于众多领域。

Description

一种交联型相变调温功能剂的制备方法
技术领域
本发明属于相变储能材料领域，具体涉及了一种交联型相变调温功能剂的制备方法。
背景技术
相变材料是一种具有蓄热调温功能的物质，作为一种节能型环保载体，在纺织、航天、建筑、汽车、运输和高科技电子产品等领域都具有巨大的应用潜力，在我国已被列为国家级研发利用序列。
相变材料主要可分为有机和无机两大类，其中有机相变材料具有不易发生相分离、腐蚀性小和性能稳定的优点，受到了工程界的密切关注。由于有机相变材料在相变过程中存在固相到液相的转变，使得其在使用过程中易出现流动、泄露等问题。因此，有机相变材料通常不单独使用，往往需要封装或包覆。将相变材料微胶囊化，即将相变材料作为芯材而包裹在致密壳材之中，是当前解决有机相变材料外泄较为有利的方法，成为相变材料制备及应用领域非常重要的研究方向。
通常，相变微胶囊的制备包括乳化和反应两个阶段，其中在反应阶段，不仅要控制温度、搅拌速率等参数，还要考虑反应的时间，以保证反应的充分，最短制备周期也需要两小时以上。而在应用时，为了解决相变微胶囊在基材上的粘附性，往往需要加入粘合剂。以上现象直接导致目前相变微胶囊的制备与开发出现工序繁杂、制备周期长和应用粘附力差等瓶颈，这实质上已严重制约了相变微胶囊的实际应用。开发封装和包覆相变材料的新型技术和应用方式已变得迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种交联型相变调温功能剂的制备方法，通过将相变材料、乳化剂、聚乙烯醇水溶液和水依次加入反应釜中搅拌混合后乳化，紧接着加入消泡剂消泡，再依次加入pH调节剂、交联剂和流平剂，待混合均匀后，即可得到交联型相变调温功能剂。本发明解决传统相变调温功能剂制备工序繁杂、耗时长的问题。
为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
一种交联型相变调温功能剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将25-30份相变材料、0.75-0.90份乳化剂、25-30份聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.25-0.30份消泡剂，待消泡后，再依次加入0.5-0.6份pH调节剂、0.25-0.30份交联剂和0.10-0.12份流平剂，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
优选后，所述相变材料为石蜡、脂肪醇、脂肪酸、石蜡-脂肪醇、石蜡-脂肪酸、脂肪醇-脂肪酸中的一种。
优选后，所述乳化剂为曲拉通x-100、吐温80和吐温20的一种。
优选后，聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为10-15％。
优选后，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
优选后，所述pH调节剂为盐酸、柠檬酸和醋酸中的一种。
优选后，所述交联剂为戊二醛和丁二酸中的一种。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明开发了一种交联型相变调温功能剂，其是将可发生交联反应的物质直接和乳化后得到的相变材料乳液混合得到，这大大简化了制备工序，节省了制备周期。实际应用过程中，随溶剂蒸发，在交联剂和催化剂作用下，一方面吸附于相变材料乳胶粒表面的物质会对相变材料进行封装和包覆，另一方面此种可物质经交联反应还会与基材发生粘连，可增强相变材料在基材上的粘附性。有理由相信，本发明提供的交联型相变调温功能剂，对有机相变材料的封装及应用将是极有力地补充。
本发明解决了传统相变调温功能剂制备工序繁杂、耗时长的问题，还有力的提升了相变材料在基材上的粘附性。所得交联型相变调温功能剂储能调温功能明显、储存稳定性好、价格低廉，制备工艺简便可控，可应用于纺织、建筑、医疗、运输和高科技电子产品等领域。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是实施例1中蓄热调温棉织物中棉纤维的的扫描电子显微镜图像。
图2是实施例1中蓄热调温棉织物的差示扫描量热谱图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
在下述实施例中，如无特别说明，所用的试剂、材料和设备均可从商业途径购得，或者常规方法制得。
实施例1
将25份石蜡(相变点28℃)、0.75份曲拉通x-100、25份质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.25份有机硅类消泡剂，待消泡后，再依次加入0.5份盐酸、0.25份戊二醛和0.10份流平剂聚二甲基硅氧烷，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
将制备所得交联型相变调温功能剂通过浸轧方式施加于棉织物上，经烘干后得到具有蓄热调温性能的棉织物。图1展示了制备所得蓄热调温棉织物中棉纤维的扫描电子显微镜图像，图2显示了制备所得蓄热调温棉织物的差示扫描量热谱图。
实施例2
将30份十四醇-月桂酸混合相变材料(相变点32℃)、0.9份吐温80、30份质量分数为15％的聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.30份有机硅类消泡剂，待消泡后，再依次加入0.6份柠檬酸、0.30份戊二醛和0.12份丙烯酸类流平剂，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
将制备所得交联型相变调温功能剂通过喷涂方式施加于白色水泥墙体上，经自然晾干后即得到具有蓄热调温功能的墙体。
实施例3
将27份十四醇(相变点39℃)、0.81份吐温20、27份质量分数为12％的聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.27份有机硅类消泡剂，待消泡后，再依次加入0.6份醋酸、0.27份丁二酸和0.11份流平剂聚二甲基硅氧烷，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
将制备所得交联型相变调温功能剂通过涂覆方式施加于白色涤纶织物上，经晾干后即得到具有蓄热调温功能的涤纶织物。
实施例4
将25份月桂酸(相变点44℃)、0.9份吐温80、27份质量分数为12％的聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.25份有机硅类消泡剂，待消泡后，再依次加入0.6份柠檬酸、0.25份丁二酸和0.10份流平剂聚二甲基硅氧烷，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
将所得交联型相变调温功能剂通过喷印方式施加于真丝织物上，经烘干后即得到具有蓄热调温功能的真丝织物。
实施例5
将25份石蜡-月硅酸(相变点26℃)、0.9份曲拉通x-100、30份质量分数为10％的聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.25份有机硅类消泡剂，待消泡后，再依次加入0.6份盐酸、0.25份戊二醛和0.15份丙烯酸类流平剂，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
将所得交联型相变调温功能剂通过涂覆方式施加于陶瓷杯外壁上，经烘干后即得到具有蓄热调温功能的陶瓷杯。
实施例6
将30份石蜡-十二醇(相变点17℃)、0.90份吐温20、30份质量分数为15％的聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000r/min乳化45min，紧接着加入0.30份有机硅类消泡剂，待消泡后，再依次加入0.6份盐酸、0.30份戊二醛和0.15份流平剂聚二甲基硅氧烷，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂。
将所得交联型相变调温功能剂通过涂抹方式施加于手机壳外壁上，经烘干后即得到具有蓄热调温功能的手机壳。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种交联型相变调温功能剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：将25-30份相变材料、0.75-0.90份乳化剂、25-30份聚乙烯醇水溶液和100份水依次加入反应釜中搅拌混合，然后开启均质机以10000 r/min乳化45 min，紧接着加入0.25-0.30份消泡剂，待消泡后，再依次加入0.5-0.6份pH调节剂、0.25-0.30份交联剂和0.10-0.12份流平剂，待混合均匀后，即得交联型相变调温功能剂；聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的质量分数为10-15%；所述pH调节剂为盐酸、柠檬酸和醋酸中的一种；所述交联剂为戊二醛和丁二酸中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种交联型相变调温功能剂的制备方法，其特征在于：所述相变材料为石蜡、脂肪醇、脂肪酸、石蜡-脂肪醇、石蜡-脂肪酸、脂肪醇-脂肪酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种交联型相变调温功能剂的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为曲拉通x-100、吐温80和吐温20的一种。
4.根据权利要求1所述的一种交联型相变调温功能剂的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
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