CN110479194A - 一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法 - Google Patents

一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110479194A
CN110479194A CN201910699361.2A CN201910699361A CN110479194A CN 110479194 A CN110479194 A CN 110479194A CN 201910699361 A CN201910699361 A CN 201910699361A CN 110479194 A CN110479194 A CN 110479194A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
change
thermal conductivity
preparation
high thermal
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.)
Granted
Application number
CN201910699361.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110479194B (zh
Inventor
张宝莲
李珊珊
费学宁
曹凌云
娄煊烨
刘思佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin Chengjian University
Original Assignee
Tianjin Chengjian University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin Chengjian University filed Critical Tianjin Chengjian University
Priority to CN201910699361.2A priority Critical patent/CN110479194B/zh
Publication of CN110479194A publication Critical patent/CN110479194A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110479194B publication Critical patent/CN110479194B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06—Making microcapsules or microballoons by phase separation
    • B01J13/14—Polymerisation; cross-linking
    • B01J13/18—In situ polymerisation with all reactants being present in the same phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
    • C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials

Abstract

本发明公开了一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法，以改性剂碳化硅来改性密胺树脂为壁材，以相变材料为芯材，采用原位聚合法制备得到了一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。本发明的有益效果是，壁材改性剂纳米无机填料碳化硅具有导热性能及力学性能优异且价格相对低廉，制备得到的相变微胶囊导热系数为0.1521W/m*K～0.1739W/m*K，经受力压片处理后熔融渗透率仅为3％～9.5％，与未改性相变微胶囊相比，导热系数提高了50.15％～55.82％，渗透率降低了7.5％～15.5％。

Description

一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备 方法
技术领域
本发明涉及功能性相变储能材料技术领域，尤其是一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法。
背景技术
随着近几年人类对能源需求的逐渐增加和消耗速度也越来越快，为了解决能源危机，实现可持续发展，如何提高现有能源的利用率和开发新能源已成为一大问题。热能储存系统被认为是该问题的有效解决方案，因为它可以存储太阳能热能并纠正能源供需之间的不匹配。特别是，具有相变材料的储热能够提供高储热密度和温和的温度变化，相变材料是利用物质发生相变时所吸收或放出的热量进行热储存和温度调节的功能材料。传统的相变储热技术会出现相变材料的泄漏、相分离以及腐蚀性等问题，使其在实际应用中受到限制，相变储热微胶囊技术可以有效地解决此类问题，并可拓宽相变储热技术的应用领域。
微胶囊是指一类以高分子作为壁材的微小容器或微小包裹物，微胶囊的造粒技术即是将液、固或气体包埋、封存在一种微型胶囊内进而成为一种固体微小颗粒产品的技术。相变微胶囊是指以无机或有机聚合物为壁材，以相变材料为芯材而制得相变材料。有机聚合物是用于制备微胶囊化相变材料的最常用的壁材料之一，因为与无机壳相比，它具有出色的密封性和适当的可塑性。聚(三聚氰胺-甲醛)树脂，聚(脲醛)树脂，聚脲，聚苯乙烯和聚(甲基丙烯酸甲酯)是通常选择用作封装相变材料的壳材料。通过将相变材料微胶囊化，可以降低材料发生相变时的体积变化，减少了相变材料多次重复使用后的材料损失，提高了利用率。
微胶囊壁材料的物理和机械性能决定了微胶囊的使用寿命及应用，他不仅要求壁材需要具有很好的柔韧性和致密性，还需要具有较高的机械强度和导热性能。由于三聚氰胺-甲醛(密胺)树脂价格低廉、无毒副作用、制备简单、包覆紧密等优点，目前，已广泛应用于相变微胶囊的壁材的使用。但是由于密胺树脂微胶囊有韧性差、脆性高、导热性能差等缺点，限制了其应用。为了提高密胺树脂壁材的力学与导热性能，对壁材进行改性。
近几年来，许多研究人员将注意力集中在将导热性材料整合到壁材中，来提高相变微胶囊的导热性。2015年，专利CN104861934A杨文彬等人采用氧化石墨烯改性壁材，以相变材料42℃石蜡为芯材，制备了导热性能好，渗透率低的氧化石墨烯改性壁材相变微胶囊；2015年，专利CN105056854A周建华等人以正烷烃、硬脂酸烷基为芯材，以纳米TiO2改性壁材，制备了一种导热性好、结构稳定、包覆率高的纳米TiO2改性复合相变微胶囊。
碳化硅是一种具有优异的力学性能和导热性且价格相对低廉的无机填料，经过疏水改性处理的碳化硅可以改善其在聚合物基体中的分散性，使相变微胶囊具有良好的导热性能和力学性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法，以疏水处理的碳化硅改性密胺树脂为壁材，以相变材料为芯材，采用原位聚合法制备的相变微胶囊。利用改性剂碳化硅的疏水性提高其在相变微胶囊中的分散均匀性，进而提高相变微胶囊的整体模量以及应力分散作用，使得制备的相变微胶囊同时具备高力学性能和高导热性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，包括如下步骤：
(1)疏水处理碳化硅的制备
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，调PH值为4～5，磁力搅拌10～15min，加入碳化硅，其中硅烷偶联剂质量用量为碳化硅质量用量的6％～10％，加入后反应液升温至70～80℃，搅拌反应3～4h后，经抽滤、干燥、研磨得到疏水处理碳化硅；
(2)相变材料乳化液的制备
将相变材料、由苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA和异构醇TO-8构成的复合乳化剂、以及质量分数10％聚乙烯醇溶液加入到蒸馏水中形成非均相溶液，在机械搅拌条件下加热至相变材料熔化，而后乳化30～40min，得到相变材料乳化液；
(3)密胺树脂预聚体溶液的配制
将甲醚化的密胺树脂预聚体和蒸馏水按质量比为1.33:1～2.48:1，配制得到密胺树脂预聚体溶液；
(4)相变微胶囊的制备
采用原位聚合法制备得到相变微胶囊，其中以步骤(2)中制备得到的相变材料乳化液为芯材，以步骤(3)中得到的密胺树脂预聚体溶液为壁材，以步骤(1)中得到疏水处理碳化硅为改性剂；反应操作为：在45～50℃下，用醋酸溶液调节步骤(2)中得到的相变材料乳化液的pH值至3～4，将步骤(1)疏水处理后的碳化硅加入步骤(2)得到的相变材料乳化液中，并在转速为1000～1500r/min机械搅拌分散20～30min，最后将步骤(3)配制的密胺树脂预聚体溶液滴加到反应液中，滴加时间为10～15min，滴加结束后，升温至70～75℃，而后调节机械搅拌转速为700～800r/min，继续反应1.5～2h后，调节乳液pH值至7～8，而后将反应液冷却并用石油醚或乙醇进行洗涤，抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。
所述步骤(2)中，复合乳化剂中苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA与异构醇TO-8的质量用量比为2.7:1～3.2:1，异构醇TO-8用量为相变材料质量用量的10％～20％；保护胶体用量占相变材料质量用量的2.5％～5％。
所述步骤(2)中，相变材料为石蜡、脂肪醇类、脂肪酸类的任意一种或几种组合，其用量与所述步骤(3)中甲醚化的密胺树脂预聚体的质量用量比1:1～3:1。
所述步骤(4)中，加入的疏水处理的碳化硅用量占步骤(3)中甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量的1％～3％。
所述步骤(2)中，机械搅拌转速为1000～1500r/min。
所述脂肪醇类为十八醇，脂肪酸类为月桂酸。
上述的制备方法制得的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。
本发明的有益效果是：
(1)本发明选择的纳米无机填料碳化硅改性剂导热性能优异且价格相对低廉。
(2)本发明所制备的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊，较好地改善了壁材密胺树脂的导热性。制备得到相变微胶囊导热系数为0.1521W/m*K～0.1739W/m*K，与未改性相变微胶囊相比，导热系数提高了50.15％～55.82％，改性后的相变微胶囊导热性得到了明显改善。
(3)本发明所制备的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊，较好地改善了壁材密胺树脂的力学性能。制备得到相变微胶囊经受力压片处理后熔融渗透率仅为3％～9.5％，与未改性相变微胶囊相比，熔融渗透率降低了7.5％～15.5％，改性后的相变微胶囊力学性能增强。
附图说明
图1为本发明未改性相变微胶囊在压力为5MPa，保持1min的压片机压后的SEM图；
图2为本发明实施例2所得的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊在压力为5MPa，保持1min的压片机压后的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
本发明的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，该制备方法是是通过导热性能优异的碳化硅作为无机填料来改性密胺树脂壁材，使其具有良好的导热性；将碳化硅疏水处理可以改善其在相变微胶囊中的分散均匀性，进而提高相变微胶囊的整体模量以及应力分散作用，使其具有优异的力学性能，并以相变材料为芯材，采用原位聚合法制备出兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊，具体包括以下步骤：
(1)疏水处理碳化硅的制备
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，调PH值＝4～5，磁力搅拌10～15min，加入碳化硅，其中硅烷偶联剂质量用量为碳化硅质量用量的6％～10％，加入后反应液升温至70～80℃，搅拌反应3～4h后，经抽滤、干燥、研磨得到疏水处理碳化硅；
(2)相变材料乳化液的制备
将相变材料、由苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)和异构醇(TO-8)构成的复合乳化剂、以及质量分数10％聚乙烯醇溶液(保护胶体)加入到蒸馏水中形成非均相溶液，在机械搅拌条件(转速为1000～1500r/min)下加热至相变材料熔化，而后乳化30～40min，得到相变材料乳化液；
(3)密胺树脂预聚体溶液的配制
将甲醚化的密胺树脂预聚体和蒸馏水按质量比为1.33:1～2.48:1，配制得到密胺树脂预聚体溶液；
(4)相变微胶囊的制备
采用原位聚合法制备得到相变微胶囊，其中以步骤(2)中制备得到的相变材料乳化液为芯材，以步骤(3)中得到的密胺树脂预聚体溶液为壁材，以步骤(1)中得到疏水处理碳化硅为改性剂；反应操作为：在45～50℃下，用醋酸溶液调节步骤(2)中得到的相变材料乳化液的pH值至3～4，将步骤(1)疏水处理后的碳化硅加入步骤(2)得到的相变材料乳化液中，并在转速为1000～1500r/min机械搅拌分散20～30min，最后将步骤(3)配制的密胺树脂预聚体溶液滴加到反应液中，滴加时间为10～15min，滴加结束后，升温至70～75℃，而后调节机械搅拌转速为700～800r/min，继续反应1.5～2h后，调节乳液pH值至7～8，而后将反应液冷却并用石油醚或乙醇进行洗涤，抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)中，复合乳化剂中苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)与异构醇(TO-8)的质量用量比为2.7:1～3.2:1，而异构醇(TO-8)用量为相变材料质量用量的10％～20％；保护胶体用量占相变材料质量用量的2.5％～5％。
作为本发明进一步的方案：所述步骤(2)中，相变材料为石蜡、脂肪醇类(如十八醇)、脂肪酸类(如月桂酸)的任意一种或几种，其用量与所述步骤(3)中甲醚化的密胺树脂预聚体的质量用量比1:1～3:1。
所述步骤(4)中，加入的疏水处理的碳化硅用量占步骤(3)中甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量的1％～3％。
本发明是在制备兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊之前，先对碳化硅用硅烷偶联剂进行疏水处理，在相变材料乳化液调节pH值后，向反应体系添加疏水处理的碳化硅，然后再滴加甲醚化密胺树脂预聚，进而制备得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。
实施例1
以相变材料石蜡为芯材，疏水处理的碳化硅添加量占甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量1％为例。
称取0.3g硅烷偶联剂，加入5.7g无水乙醇稀释，在室温下磁力搅拌，调PH值＝4～5，反应10分钟，加入5gSiC粒子，继续反应20分钟，升温至80℃磁力搅拌反应3小时，将产物抽滤，干燥，冷却后研磨备用。
将10g石蜡、6g苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2g异构醇(TO-8)、0.5g质量分数为10％的聚乙烯醇，加入100g蒸馏水中，在60℃水浴下，转速为1000r/min机械搅拌下乳化30min获得乳化液。
将8.55g甲醚化的密胺树脂预聚体烧杯中，加入蒸馏水至12g，得到甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，备用。
乳化结束后，在45℃水浴搅拌条件下，用醋酸溶液调节乳液pH值至3～4，加入0.171g的疏水处理的碳化硅，在转速为1000r/min机械搅拌分散20min，向乳液中滴加甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，滴加结束后，升温至75℃，转速在为700r/min机械搅拌反应1.5h，反应结束后调节乳液pH值至7～8。冷却，用石油醚洗涤、抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。使用导热系数测量仪测试，未改性石蜡相变微胶囊导热系数为0.1116W/m*K，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊导热系数为0.1689W/m*K，比未改性石蜡相变微胶囊导热系数增加了51.34％；将相变微胶囊样品粉末用压片机压成圆片(压力为5Mpa，保持1min)后测其熔融渗透率，未改性石蜡相变微胶囊熔融渗透率为17％，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊熔融渗透率为9.5％，比未改性石蜡相变微胶囊熔融渗透率降低了7.5％。
实施例2
以相变材料石蜡为芯材，疏水处理的碳化硅添加量占甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量2％为例。
碳化硅疏水处理过程与实施例1相同。
将15g石蜡、6g苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2g异构醇(TO-8)、0.5g质量分数为10％的聚乙烯醇，加入110g蒸馏水中，在60℃水浴下，转速为1200r/min机械搅拌下乳化35min获得乳化液。
将8.55g甲醚化的密胺树脂预聚体烧杯中，加入蒸馏水至13g，得到甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，备用。
乳化结束后，在50℃水浴搅拌条件下，用醋酸溶液调节乳液pH值至3～4，加入0.171g的疏水处理的碳化硅，在转速为1200r/min机械搅拌分散25min，向乳液中滴加甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，滴加结束后，升温至70℃，转速在为750r/min机械搅拌反应1.5h，反应结束后调节乳液pH值至7～8。冷却，用石油醚洗涤、抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。使用导热系数测量仪测试，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊导热系数为0.1739W/m*K，比未改性石蜡相变微胶囊导热系数增加了55.82％；将相变微胶囊样品粉末用压片机压成圆片(压力为5Mpa，保持1min)后测其熔融渗透率，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊熔融渗透率为7％，比未改性石蜡相变微胶囊熔融渗透率降低了10％。
实施例3
以相变材料石蜡为芯材，疏水处理的碳化硅添加量占甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量3％为例。
碳化硅疏水处理过程与实施例1相同。
将20g石蜡、6g苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2g异构醇(TO-8)、0.5g质量分数为10％的聚乙烯醇，加入120g蒸馏水中，在60℃水浴下，转速为1500r/min机械搅拌下乳化40min获得乳化液。
将8.55g甲醚化的密胺树脂预聚体烧杯中，加入蒸馏水至14g，得到甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，备用。
乳化结束后，在50℃水浴搅拌条件下，用醋酸溶液调节乳液pH值至3～4，加入0.171g的疏水处理的碳化硅，在转速为1500r/min机械搅拌分散30min，向乳液中滴加甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，滴加结束后，升温至75℃，转速在为800r/min机械搅拌反应2h，反应结束后调节乳液pH值至7～8。冷却，用石油醚洗涤、抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。使用导热系数测量仪测试，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊导热系数为0.1718W/m*K，比未改性石蜡相变微胶囊导热系数增加了53.94％；将相变微胶囊样品粉末用压片机压成圆片(压力为5Mpa，保持1min)后测其熔融渗透率，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊熔融渗透率为3％，比未改性石蜡相变微胶囊熔融渗透率降低了14％。
实施例4
以相变材料十八醇为芯材，疏水处理的碳化硅添加量占甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量2％为例。
碳化硅疏水处理过程与实施例1相同。
将15g十八醇、6g苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2g异构醇(TO-8)、0.5g质量分数为10％的聚乙烯醇，加入110g蒸馏水中，在70℃水浴下，转速为1200r/min机械搅拌下乳化35min获得乳化液。
将8.55g甲醚化的密胺树脂预聚体烧杯中，加入蒸馏水至12g，得到甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，备用。
乳化结束后，在50℃水浴搅拌条件下，用醋酸溶液调节乳液pH值至3～4，加入0.171g的疏水处理的碳化硅，在转速为1200r/min机械搅拌分散25min，向乳液中滴加甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，滴加结束后，升温至70℃，转速在为750r/min机械搅拌反应1.5h，反应结束后调节乳液pH值至7～8。冷却，用无水乙醇洗涤、抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。使用导热系数测量仪测试，未改性十八醇相变微胶囊导热系数为0.1008W/m*K，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊导热系数为0.1560W/m*K，比未改性十八醇相变微胶囊导热系数增加了51.34％；将相变微胶囊样品粉末用压片机压成圆片(压力为5Mpa，保持1min)后测其熔融渗透率，未改性十八醇相变微胶囊熔融渗透率为20％，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊熔融渗透率为9％，比未改性十八醇相变微胶囊熔融渗透率降低了11％。
实施例5
以相变材料月桂酸为芯材，疏水处理的碳化硅添加量占甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量2％为例。
将15g月桂酸、6g苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、2g异构醇(TO-8)、0.5g质量分数为10％的聚乙烯醇，加入110g蒸馏水中，在70℃水浴下，转速为1200r/min机械搅拌下乳化35min获得乳化液。
将8.55g甲醚化的密胺树脂预聚体烧杯中，加入蒸馏水至12g，得到甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，备用。
乳化结束后，在50℃水浴搅拌条件下，用醋酸溶液调节乳液pH值至3～4，加入0.171g的疏水处理的碳化硅，在转速为1200r/min机械搅拌分散25min，向乳液中滴加甲醚化的密胺树脂预聚体溶液，滴加结束后，升温至70℃，转速在为750r/min机械搅拌反应1.5h，反应结束调节乳液pH值至7～8。冷却，用无水乙醇洗涤、抽滤，干燥，得到力兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。使用导热系数测量仪测试，未改性月桂酸相变微胶囊导热系数为0.1013W/m*K，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊导热系数为0.1521W/m*K，比未改性月桂酸相变微胶囊导热系数增加了50.15％；将相变微胶囊样品粉末用压片机压成圆片(压力为5Mpa，保持1min)后测其熔融渗透率，未改性月桂酸相变微胶囊熔融渗透率为25％，制备得到的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊熔融渗透率为9.5％，比未改性月桂酸相变微胶囊熔融渗透率降低了15.5％。
综上所述，本发明的各实施例的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊，导热性能与力学性能有所提高。
以上所描述的实施例只是对本发明的技术方案进行详细的解释，仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，本领域技术人员应该明白，凡是依据上述原理及精神在本发明基础上的改进、替代，都应在本发明保护范围之内。

Claims (7)

1.一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)疏水处理碳化硅的制备
将硅烷偶联剂用无水乙醇稀释，调PH值为4～5，磁力搅拌10～15min，加入碳化硅，其中硅烷偶联剂质量用量为碳化硅质量用量的6％～10％，加入后反应液升温至70～80℃，搅拌反应3～4h后，经抽滤、干燥、研磨得到疏水处理碳化硅；
(2)相变材料乳化液的制备
将相变材料、由苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA和异构醇TO-8构成的复合乳化剂、以及质量分数10％聚乙烯醇溶液加入到蒸馏水中形成非均相溶液，在机械搅拌条件下加热至相变材料熔化，而后乳化30～40min，得到相变材料乳化液；
(3)密胺树脂预聚体溶液的配制
将甲醚化的密胺树脂预聚体和蒸馏水按质量比为1.33:1～2.48:1，配制得到密胺树脂预聚体溶液；
(4)相变微胶囊的制备
采用原位聚合法制备得到相变微胶囊，其中以步骤(2)中制备得到的相变材料乳化液为芯材，以步骤(3)中得到的密胺树脂预聚体溶液为壁材，以步骤(1)中得到疏水处理碳化硅为改性剂；反应操作为：在45～50℃下，用醋酸溶液调节步骤(2)中得到的相变材料乳化液的pH值至3～4，将步骤(1)疏水处理后的碳化硅加入步骤(2)得到的相变材料乳化液中，并在转速为1000～1500r/min机械搅拌分散20～30min，最后将步骤(3)配制的密胺树脂预聚体溶液滴加到反应液中，滴加时间为10～15min，滴加结束后，升温至70～75℃，而后调节机械搅拌转速为700～800r/min，继续反应1.5～2h后，调节乳液pH值至7～8，而后将反应液冷却并用石油醚或乙醇进行洗涤，抽滤，干燥，得到兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。
2.根据权利要求1中所述兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，复合乳化剂中苯乙烯-马来酸酐共聚物SMA与异构醇TO-8的质量用量比为2.7:1～3.2:1，异构醇TO-8用量为相变材料质量用量的10％～20％；保护胶体用量占相变材料质量用量的2.5％～5％。
3.根据权利要求1中所述兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，相变材料为石蜡、脂肪醇类、脂肪酸类的任意一种或几种组合，其用量与所述步骤(3)中甲醚化的密胺树脂预聚体的质量用量比1:1～3:1。
4.根据权利要求1中所述兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，加入的疏水处理的碳化硅用量占步骤(3)中甲醚化的密胺树脂预聚体质量用量的1％～3％。
5.根据权利要求1中所述兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，机械搅拌转速为1000～1500r/min。
6.根据权利要求3中所述兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊制备方法，其特征在于，所述脂肪醇类为十八醇，脂肪酸类为月桂酸。
7.如权利要求1-6任一项所述的制备方法制得的兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊。
CN201910699361.2A 2019-07-31 2019-07-31 一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法 Active CN110479194B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910699361.2A CN110479194B (zh) 2019-07-31 2019-07-31 一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910699361.2A CN110479194B (zh) 2019-07-31 2019-07-31 一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110479194A true CN110479194A (zh) 2019-11-22
CN110479194B CN110479194B (zh) 2021-12-14

Family

ID=68548841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910699361.2A Active CN110479194B (zh) 2019-07-31 2019-07-31 一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110479194B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112063371A (zh) * 2020-09-24 2020-12-11 福建拓烯新材料科技有限公司 一种可用在织物的相变储能微胶囊的制备方法及微胶囊
CN113617306A (zh) * 2021-09-13 2021-11-09 武汉中科先进技术研究院有限公司 一种高导热超疏水相变微胶囊的制备方法
CN116574421A (zh) * 2023-05-31 2023-08-11 安徽佐研化学科技有限公司 一种轻质保温隔热涂料及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103805142A (zh) * 2013-12-30 2014-05-21 清华大学深圳研究生院 一种氮化硅改性相变储能微胶囊及其制备方法
CN104629690A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 中国科学院化学研究所 有机-无机物复合的相变储能用微胶囊及其制备方法
CN104861934A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 西南科技大学 一种石墨烯改性壁材的相变微胶囊的制备方法
CN105056854A (zh) * 2015-07-27 2015-11-18 陕西科技大学 一种纳米TiO2改性复合相变微胶囊的制备方法
CN105561900A (zh) * 2015-12-29 2016-05-11 唐山师范学院 相变微胶囊及其制备方法
US20160151757A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-02 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Process for preparing phase change microcapsule having thermally conductive shell
CN106085368A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 桂林电子科技大学 一种纳米导热增强的微胶囊复合相变储能材料及其制备方法
CN106367031A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 天津城建大学 一种高热导率复合相变微胶囊及其制备方法
CN109913178A (zh) * 2019-03-19 2019-06-21 北京服装学院 一种石墨烯改性相变微胶囊材料的制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104629690A (zh) * 2013-11-07 2015-05-20 中国科学院化学研究所 有机-无机物复合的相变储能用微胶囊及其制备方法
CN103805142A (zh) * 2013-12-30 2014-05-21 清华大学深圳研究生院 一种氮化硅改性相变储能微胶囊及其制备方法
US20160151757A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-02 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Process for preparing phase change microcapsule having thermally conductive shell
CN104861934A (zh) * 2015-05-26 2015-08-26 西南科技大学 一种石墨烯改性壁材的相变微胶囊的制备方法
CN106367031A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 天津城建大学 一种高热导率复合相变微胶囊及其制备方法
CN105056854A (zh) * 2015-07-27 2015-11-18 陕西科技大学 一种纳米TiO2改性复合相变微胶囊的制备方法
CN105561900A (zh) * 2015-12-29 2016-05-11 唐山师范学院 相变微胶囊及其制备方法
CN106085368A (zh) * 2016-06-22 2016-11-09 桂林电子科技大学 一种纳米导热增强的微胶囊复合相变储能材料及其制备方法
CN109913178A (zh) * 2019-03-19 2019-06-21 北京服装学院 一种石墨烯改性相变微胶囊材料的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112063371A (zh) * 2020-09-24 2020-12-11 福建拓烯新材料科技有限公司 一种可用在织物的相变储能微胶囊的制备方法及微胶囊
CN112063371B (zh) * 2020-09-24 2021-10-29 福建拓烯新材料科技有限公司 一种可用在织物的相变储能微胶囊的制备方法及微胶囊
CN113617306A (zh) * 2021-09-13 2021-11-09 武汉中科先进技术研究院有限公司 一种高导热超疏水相变微胶囊的制备方法
CN116574421A (zh) * 2023-05-31 2023-08-11 安徽佐研化学科技有限公司 一种轻质保温隔热涂料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110479194B (zh) 2021-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Fabrication and characterization of poly (melamine-formaldehyde)/silicon carbide hybrid microencapsulated phase change materials with enhanced thermal conductivity and light-heat performance
Zhao et al. Preparation and characterization of a novel composite phase change material with double phase change points based on nanocapsules
Sun et al. Paraffin wax-based phase change microencapsulation embedded with silicon nitride nanoparticles for thermal energy storage
CN110479194A (zh) 一种兼具高力学性能与高导热性能的相变微胶囊及其制备方法
CN100554151C (zh) 一种快速制备SiO2气凝胶微球的方法
CN110330945A (zh) 水性相变微胶囊薄膜及其制备方法
CN105061650A (zh) 原位悬浮聚合制备聚氯乙烯与石墨烯复合材料的方法
CN108251067B (zh) 基于氧化石墨烯二氧化钛包覆石蜡的相变流体及其制备方法
CN102372811B (zh) 大孔有机/无机纳米复合树脂的制备方法
CN108854878A (zh) 一种癸酸微胶囊及其制备方法
CN113881404B (zh) 一种高包覆率高导热率高热循环稳定性的有机相变微胶囊及其制备方法
CN111909516B (zh) 导热复合材料及其制备方法
CN106939156A (zh) 一种胶囊/聚合物定形相变储能材料及其制备方法
CN103543622A (zh) 一种采用细乳液聚合制备的彩色墨粉及其方法
CN105348421A (zh) 一种运用高分子聚合方法复合石墨烯的纳米复合材料及其制备方法
Zhang et al. ZrC nanoparticle‐modified microencapsulated phase change materials with enhanced thermal conductivity and photo‐thermal conversion performance
CN111059949B (zh) 一种新型强化复合相变流体及其制备方法和应用
CN112473581A (zh) 一种有机-无机双层复合壁材磁性相变微胶囊的制备方法
CN101690880B (zh) 纳米结构苯胺-吡咯共聚物微球的制备方法
Wang et al. Tetradecyl octadecanoate phase change microcapsules incorporated with hydroxylated boron nitrides for reliable and durable heat energy storage
CN102372815A (zh) 有机/无机纳米复合树脂的制备方法
CN101745646B (zh) 一种纳米银溶胶和聚苯胺/银纳米复合材料的制备方法
CN103084582A (zh) 一种制备原子尺度贵金属纳米粒子稳定胶体悬浮液的方法
CN110028936B (zh) 一种交联网状定形相变材料的制备方法
CN103360529A (zh) 一种微米级单分散聚苯乙烯微球的可控合成方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant