CN112121738A - 一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊 - Google Patents

一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊 Download PDF

Info

Publication number
CN112121738A
CN112121738A CN202011039977.6A CN202011039977A CN112121738A CN 112121738 A CN112121738 A CN 112121738A CN 202011039977 A CN202011039977 A CN 202011039977A CN 112121738 A CN112121738 A CN 112121738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microcapsule
phase
heat
change
parts
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
CN202011039977.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112121738B (zh
Inventor
金勇斌
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.)
Yingxing New Materials (Yantai) Co.,Ltd.
Original Assignee
Hangzhou Yingxing New Material Co ltd
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 Hangzhou Yingxing New Material Co ltd filed Critical Hangzhou Yingxing New Material Co ltd
Priority to CN202011039977.6A priority Critical patent/CN112121738B/zh
Publication of CN112121738A publication Critical patent/CN112121738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112121738B publication Critical patent/CN112121738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊。本发明提供了一种功能化微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将功能材料与微胶囊乳液混合，搅拌，后处理得到功能化微胶囊；其中，所述功能材料和/或微胶囊乳液进行等离子预处理。本发明通过使用等离子技术对功能材料和/或微胶囊乳液进行等离子处理，制备得到性能优异的功能化微胶囊。

Description

一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊
技术领域
本发明属于相变材料技术领域，具体涉及一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊。
背景技术
相变材料又称潜热储能材料，是一种利用材料本身相态变化，被动式地从周围环境中吸收或释放大量热量，从而达到热管理的目的。在100℃以下低温领域，石蜡类有机相变材料因具有相变温度范围广、相变潜热高、原材料价格低廉易获取等优点而备受关注。
中国专利CN105969317B公开了一种高热导率高焓值相变微胶囊的制备方法，由于添加了大量的导热粉，可以达到较高导热速度的目的，在储存热量的过程中可以使热量快速的进行传递，但由于导热粉体和相变材料的相容性不好，严重影响了微胶囊的耐高温特性。
综上，目前制备的微胶囊形式单一、功能单一，而且存在热分解温度不够高，功能材料和微胶囊的结合不够紧密，不能满足目前对微胶囊材料高耐热且具有良好加工性的要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种功能化微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将功能材料与微胶囊乳液混合，搅拌，后处理得到功能化微胶囊；其中，所述功能材料和/或微胶囊进行等离子预处理。
作为一种优选的技术方案，所述功能材料包括导热粉体、阻燃材料、相变材料中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述阻燃材料包括三氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝、无机磷类、水合硼酸锌、金属卤化物、液体磷酸酯类阻燃剂中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述导热粉体选自氮化硼纳米片、石墨烯纳米片、纳米氧化铝、氧化石墨烯纳米片、纳米碳酸钙中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述等离子预处理的气体为氧气和/或空气，预处理时间为10-40min。
作为一种优选的技术方案，所述微胶囊乳液的制备原料包括：0～300重量份相变材料、5～15重量份表面活性剂、0.01～0.1重量份助剂、500-700重量份水、40～80重量份密胺树脂预聚体。
作为一种优选的技术方案，所述相变材料的化学式为CnH2n+2，其中n≥18。
作为一种优选的技术方案，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或嵌段共聚物，所述阴离子表面活性剂为硫酸钠表面活性剂和/或磺酸钠表面活性剂。
作为一种优选的技术方案，所述助剂选自动物胶、明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素衍生物、聚丙烯酸盐中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，所述密胺树脂预聚体选自三聚氰胺-甲醛的预聚体、甲醚化的三聚氰胺-甲醛的预聚体、尿素-甲醛预聚体、环脲预聚体中的至少一种。
本发明的第二方面提供了所述制备方法得到的功能化微胶囊。
有益效果：本发明通过使用等离子技术对功能材料和/或微胶囊进行等离子处理，制备得到性能优异的功能化微胶囊。而且本发明通过使用等离子技术将导热粉体进行预处理制备出表面沉积大量负离子基团的导热粉体。将导热粉体加入密胺壳材制备的相变微胶囊微乳液中，在粉体表面的负电荷和密胺树脂壳材表面正电荷的相互吸引下，导热粉体紧密吸附在微胶囊表面原位构成一层由导热粉体构成的导热层，而且将导热粉体在相变微胶囊的后期加入，提高了壳材的高耐热性和高导热性。
附图说明：
图1为实施例3制备得到的相变微胶囊的电子显微镜图片；
图2为DSC图片；
图3为DTG图片。
符号说明：1-正二十二烷的DSC曲线；2-实施例3相变微胶囊的DSC；3-对比例1微胶囊的DSC；4-正二十二烷的DTG曲线；5-实施例3相变微胶囊的DTG曲线；6-对比例1微胶囊的DTG曲线。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述问题，本发明提供了一种功能化微胶囊的制备方法，包括以下步骤：将功能材料与微胶囊乳液混合，搅拌，后处理得到功能化微胶囊；其中，所述功能材料和/或微胶囊进行等离子预处理。
本申请中“所述功能材料和/或微胶囊进行等离子预处理”中的微胶囊指的是微胶囊乳液脱水干燥得到的微胶囊。
所述微胶囊乳液的制备原料包括：0～300重量份相变材料、5～15重量份表面活性剂、0.01～0.1重量份助剂、500-700重量份水、40～80重量份密胺树脂预聚体。
所述功能材料包括导热粉体、阻燃材料、相变材料中的至少一种。
所述阻燃材料包括三氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝、无机磷类、水合硼酸锌、金属卤化物、液体磷酸酯类阻燃剂中的至少一种。
当所述功能材料为相变材料和导热粉体时，所述功能化微胶囊为导热相变微胶囊。
在一种实施方式中，所述导热相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：S1.对导热粉体进行等离子预处理；S2.相变微胶囊乳液制备，将得到的相变微胶乳液脱水干燥后得到的微胶囊进行等离子预处理，然后再分散于水中得到相变微胶囊悬浮液；S3.将步骤S1得到的导热粉体加入到步骤S2得到的相变微胶囊悬浮液中，搅拌1-2小时，后处理得到相变微胶囊。
在一种实施方式中，所述导热相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：S1.导热粉体不进行等离子预处理；S2.相变微胶囊乳液制备，将得到的相变微胶乳液脱水干燥后得到的微胶囊进行等离子预处理，然后再分散于水中得到相变微胶囊悬浮液；S3.将步骤S1得到的导热粉体加入到步骤S2得到的相变微胶囊悬浮液中，搅拌1-2小时，后处理得到相变微胶囊。
在一种实施方式中，所述导热相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：S1.对导热粉体进行等离子预处理；S2.相变微胶囊乳液制备；S3.将步骤S1得到的导热粉体加入到步骤S2得到的相变微胶囊乳液中，搅拌1-2小时，后处理得到相变微胶囊。
步骤S1
所述导热粉体选自氮化硼纳米片、石墨烯纳米片、纳米氧化铝、氧化石墨烯纳米片、纳米碳酸钙中的至少一种；
所述导热粉体可自制，也可购买，购买厂家无特别限制。
所述等离子预处理的气体为氧气和/或空气，预处理时间为10-40min。通过将导热粉体进行等离子预处理，在导热粉体表面引入活性基团。
步骤S2
所述相变微胶囊乳液的制备原料包括：200～300重量份相变材料、5～15重量份表面活性剂、0.01～0.1重量份助剂、500-700重量份水、40～80重量份密胺树脂预聚体。
所述相变微胶囊乳液的制备，包括以下步骤：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂、助剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，调节pH为4～5，反应30～60min后缓慢升温到70±10℃，继续反应3～5小时，得到相变微胶囊乳液。
优选的，所述相变微胶囊乳液的制备，包括以下步骤：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂、助剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为150-250rpm；调节pH为4～5，在30-50℃搅拌30-60min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为110min，继续反应3～5小时，得到相变微胶囊乳液。
所述导热粉体为5～15重量份。
优选的，所述相变材料为长链烷烃；进一步优选的，所述相变材料的化学式为CnH2n+2，其中n≥18；更优选的，22≧n≧18；所述相变材料化学稳定性好、无腐蚀、无毒性、在冷却结晶过程中过冷却度低，具有较高的潜热值。本申请中，所述相变材料为石蜡。
优选的，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或嵌段共聚物。所述阴离子表面活性剂为硫酸钠表面活性剂和/或磺酸钠表面活性剂；所述硫酸钠表面活性剂可以列举的有十二烷基硫酸钠、2-乙基己基硫酸钠；所述磺酸钠表面活性剂可以列举的有聚苯乙烯磺酸钠、十二烷基二苯基磺酸钠、α-烯基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、长链羧酸酯聚氧乙烯磺酸钠、丁二酸烷基聚氧乙烯醚单酯磺酸二钠；所述嵌段共聚物包括乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的至少一种。
优选的，所述助剂选自动物胶、明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素衍生物、聚丙烯酸盐中的至少一种。
本申请通过选用表面活性剂控制相变微胶囊的形貌及尺寸，但是表面活性剂的含量较少时，相变材料不能很好的被分散，难以形成形状规则的胶囊；表面活性剂的含量较多时，胶囊表面粗糙；本申请人发现，通过加入少量的助剂，促进油相在水相中形成独立均一的液滴，增加微胶囊的立体空间感。
优选的，所述密胺树脂预聚体选自三聚氰胺-甲醛的预聚体、甲醚化的三聚氰胺-甲醛的预聚体、尿素-甲醛预聚体、环脲预聚体中的至少一种。
步骤(4)中，所述pH调节剂无特别限制，能够调节pH为4～5，且不影响本发明目的即可；所述pH调节剂可以列举的有柠檬酸、醋酸、盐酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠。
步骤(4)中，优选的，反应30～60min后在90～150min匀速升温到70±10℃；更优选的，反应30～60min后在110～130min匀速升温到70±10℃；反应30～60min指pH调到4～5开始计算反应时间；本申请人意外发现，控制一定的升温速度，能够得到表面光亮的相变微胶囊，而且进一步提高了相变微胶囊的耐高温性；升温速度过快的话，得到的微胶囊表面粗糙，升温速度过慢的话，影响相变微胶囊的耐高温性。
步骤(4)中，优选的，当调节pH为4～5后，搅拌速度每隔1h降低5-15rpm，直到反应结束得到相变微胶囊乳液。本申请人还意外发现，控制搅拌速度，能够得到性能优异的相变微胶囊；转速降的太快不利于各种物质充分混合、及与壳体材料的均匀混合；转速降的太慢导致新形成的壳材不能很好的包裹在芯材表面，从而导致微胶囊易破裂或团聚，并且耐热性受到影响。
“将得到的相变微胶乳液脱水干燥后得到的微胶囊进行等离子预处理，然后再分散于水中得到相变微胶囊悬浮液”中相变微胶乳液脱水干燥温度没有特别限制，本申请中干燥温度为70℃，时间为24h。
步骤S3
步骤S3中，所述后处理步骤无特别限制，目的为去除液体，得到干燥的相变微胶囊。本申请中，所述后处理包括：抽滤，干燥。
所述的干燥温度为0～100℃，优选的为50～80℃。
本发明通过使用等离子技术将导热粉体进行预处理制备出表面沉积大量负离子基团的导热粉体。将导热粉体加入密胺壳材制备的相变微胶囊微乳液中，在粉体表面的负电荷和密胺树脂壳材表面正电荷的相互吸引下，导热粉体紧密吸附在微胶囊表面原位构成一层由导热粉体构成的导热层，而且将导热粉体在相变微胶囊的后期加入，提高了壳材的高耐热性和高导热性。
当所述功能材料为相变材料时，所述功能化微胶囊为相变微胶囊；所述相变微胶囊的具体实施方式同“导热相变微胶囊”，不同点在于，无步骤S1，步骤S3中不加入导热粉体。
当所述功能材料为导热粉体时，所述功能化微胶囊为导热微胶囊；所述导热微胶囊的具体实施方式同“导热相变微胶囊”，不同点在于，步骤S2中无相变材料。
当所述功能材料为阻燃材料时，所述功能化微胶囊为阻燃微胶囊；所述阻燃微胶囊的具体实施方式同“导热相变微胶囊”，不同点在于，步骤S1和步骤S3中导热粉体替换为阻燃材料；步骤S2中无相变材料。
当所述功能材料为阻燃材料和相变材料时，所述功能化微胶囊为阻燃相变微胶囊；所述阻燃相变微胶囊的具体实施方式同“导热相变微胶囊”，不同点在于，导热粉体替换为阻燃材料。
当所述功能材料为导热粉体，阻燃材料和相变材料时，所述功能化微胶囊为导热阻燃相变微胶囊；所述导热相变微胶囊的具体实施方式同“导热相变微胶囊”，不同点在于，导热粉体替换为导热粉体和相变材料。
本发明的第二方面提供了由上述制备方法得到的功能化微胶囊。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种功能化微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
S1.对15重量份导热粉体石墨烯纳米片进行等离子预处理；
S2.相变微胶囊乳液制备；
S3.将步骤S1得到的导热粉体加入到步骤S2得到的相变微胶囊乳液中，搅拌1小时，后处理得到相变微胶囊。
所述等离子预处理的气体为氧气，预处理时间为20min；石墨烯纳米片购买于南京先丰纳米材料科技有限公司，货号为10078。
所述相变微胶囊乳液的制备原料包括：300重量份相变材料石蜡、15重量份表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.1重量份助剂聚乙烯吡咯烷酮、700重量份水、80重量份密胺树脂预聚体。所述石蜡购买于广州中佳新材料科技有限公司，产品编号为ZJ-37，相变温度为37℃；所述密胺树脂预聚体为三聚氰胺-甲醛的预聚体，三聚氰胺-甲醛的预聚体的制备方法，包括以下步骤：将1重量份三聚氰胺，3重量份浓度为37wt％的甲醛水溶液加入到3重量份水中，搅拌均匀，用三乙醇胺调节pH到10，在70℃反应30min，得到三聚氰胺-甲醛的预聚体。
所述相变微胶囊乳液的制备，包括以下步骤：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂、助剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低5rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为110min，继续反应5小时，得到相变微胶囊乳液。
所述后处理指过滤，在50℃干燥。
实施例2
一种功能化微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
S1.对5重量份导热粉体石墨烯纳米片进行等离子预处理；
S2.相变微胶囊乳液制备；
S3.将步骤S1得到的导热粉体加入到步骤S2得到的相变微胶囊乳液中，搅拌1小时，后处理得到相变微胶囊。
所述等离子预处理的气体为氧气，预处理时间为20min；石墨烯纳米片购买于南京先丰纳米材料科技有限公司，货号为10078。
所述相变微胶囊乳液的制备原料包括：200重量份相变材料石蜡、5重量份表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.01重量份助剂聚乙烯吡咯烷酮、500重量份水、40重量份密胺树脂预聚体。所述石蜡购买于广州中佳新材料科技有限公司，产品编号为ZJ-37，相变温度为37℃；所述密胺树脂预聚体为三聚氰胺-甲醛的预聚体，三聚氰胺-甲醛的预聚体的制备方法，包括以下步骤：将1重量份三聚氰胺，3重量份浓度为37wt％的甲醛水溶液加入到3重量份水中，搅拌均匀，用三乙醇胺调节pH到10，在70℃反应30min，得到三聚氰胺-甲醛的预聚体。
所述相变微胶囊乳液的制备，包括以下步骤：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂、助剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为250rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低15rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为110min，继续反应3小时，得到相变微胶囊乳液。
所述后处理指过滤，在50℃干燥。
实施例3
一种功能化微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
S1.对10重量份导热粉体石墨烯纳米片进行等离子预处理；
S2.相变微胶囊乳液制备；
S3.将步骤S1得到的导热粉体加入到步骤S2得到的相变微胶囊乳液中，搅拌1-2小时，后处理得到相变微胶囊。
所述等离子预处理的气体为氧气，预处理时间为20min；石墨烯纳米片购买于南京先丰纳米材料科技有限公司，货号为10078。
所述相变微胶囊乳液的制备原料包括：250重量份相变材料石蜡、10重量份表面活性剂十二烷基硫酸钠、0.05重量份助剂聚乙烯吡咯烷酮、600重量份水、60重量份密胺树脂预聚体。所述石蜡购买于广州中佳新材料科技有限公司，产品编号为ZJ-37，相变温度为37℃；所述密胺树脂预聚体为三聚氰胺-甲醛的预聚体，三聚氰胺-甲醛的预聚体的制备方法，包括以下步骤：将1重量份三聚氰胺，3重量份浓度为37wt％的甲醛水溶液加入到3重量份水中，搅拌均匀，用三乙醇胺调节pH到10，在70℃反应30min，得到三聚氰胺-甲醛的预聚体。
所述相变微胶囊乳液的制备，包括以下步骤：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂、助剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低10rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为120min，继续反应4小时，得到相变微胶囊乳液。
所述后处理指过滤，在50℃干燥。
对比例1
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，导热粉体石墨烯纳米片未进行等离子预处理。
对比例2
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，所述相变微胶囊乳液的制备原料包括：300重量份相变材料石蜡、15重量份表面活性剂十二烷基硫酸钠、700重量份水、80重量份密胺树脂。所述石蜡购买于广州中佳新材料科技有限公司，产品编号为ZJ-37，相变温度为37℃；所述密胺树脂为三聚氰胺-甲醛的预聚体，三聚氰胺-甲醛的预聚体的制备方法，包括以下步骤：将1重量份三聚氰胺，3重量份浓度为37wt％的甲醛水溶液加入到3重量份水中，搅拌均匀，用三乙醇胺调节pH到10，在70℃反应30min，得到三聚氰胺-甲醛的预聚体。
所述微胶囊乳液的制备，包括以下步骤：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低5rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为110min，继续反应5小时，得到相变微胶囊乳液。
对比例3
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，一种相变微胶囊的制备方法，包括以下步骤：
S1.对10重量份导热粉体石墨烯纳米片进行等离子预处理；
S2.相变微胶囊制备：
(1)将相变材料熔化，制成油相；
(2)将表面活性剂、助剂加入到水中，溶解，制备成水相；
(3)边搅拌边将油相加入到水相中，搅拌均匀，得微乳液；
(4)将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为250rpm；加入柠檬酸调节pH为4，加入步骤S1得到的导热粉体，然后搅拌速度每隔1h降低15rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为110min，，继续反应3小时，得到相变微胶囊乳液。
S3.将相变微胶囊乳液后处理得到相变微胶囊。
对比例4
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，步骤(4)中，将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低10rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为40min，继续反应4小时，得到相变微胶囊乳液。
对比例5
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，步骤(4)中，将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低10rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为200min，继续反应4小时，得到相变微胶囊乳液。
对比例6
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，步骤(4)中，将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，然后搅拌速度每隔1h降低30rpm，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为120min，继续反应4小时，得到相变微胶囊乳液。
对比例7
一种微胶囊的制备方法，具体实施方式同实施例3，不同点在于，步骤(4)中，将密胺树脂预聚体加入到上述微乳液中并搅拌均匀，搅拌速度为200rpm；加入柠檬酸调节pH为4，在40℃搅拌40min后，开始匀速升温至70℃，升温时间为120min，继续反应4小时，得到相变微胶囊乳液。
性能测试
将实施例及对比例得到的功能化微胶囊进行导热和耐高温测试，结果见表1。
导热系数：使用导热系数仪进行测试；
耐高温性：使用DTG进行测试，测试相变微胶囊在420℃的质量保持率，(质量保持率＝剩余的质量×100/最初的质量)，质量保持率越多，说明耐高温性越好。
表1
相变微胶囊 导热系数(W/m.K) 质量保持率(％)
实施例1 0.83 95.2
实施例2 0.77 95.4
实施例3 0.82 95.60
对比例1 0.62 71.2
对比例2 0.79 85.6
对比例3 0.68 73.5
对比例4 0.71 78.5
对比例5 0.74 74.6
对比例6 0.76 80.1
对比例7 0.48 74.3
附图1为实施例3制备得到的相变微胶囊的电子显微镜图片；图2为本发明实施例3中制备的相变微胶囊的DSC图片，上图是相变微胶囊冷却过程，下图是相变微胶囊加热过程；上图出现两个不同的峰值，可能是放热过程中微胶囊发生了不同的结晶成核；多峰值放热，将原来在同一温度释放的热量转化为两个温度段释放，在实现能量的吸收和阶段释放方面具有特殊的意义；图3为本发明实施例3中制备的相变微胶囊的DTG图片，可以看出本发明的相变微胶囊在400℃几乎无质量损失，热稳定性好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将功能材料与微胶囊乳液混合，搅拌，后处理得到功能化微胶囊；其中，所述功能材料和/或微胶囊进行等离子预处理。
2.如权利要求1所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述功能材料包括导热粉体、阻燃材料、相变材料中的至少一种。
3.如权利要求2所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述阻燃材料包括三氧化锑、氢氧化镁、氢氧化铝、无机磷类、水合硼酸锌、金属卤化物、液体磷酸酯类阻燃剂中的至少一种。
4.如权利要求2所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述导热粉体选自氮化硼纳米片、石墨烯纳米片、纳米氧化铝、氧化石墨烯纳米片、纳米碳酸钙中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述等离子预处理的气体为氧气和/或空气，预处理时间为10-40min。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述微胶囊乳液的制备原料包括：0～300重量份相变材料、5～15重量份表面活性剂、0.01～0.1重量份助剂、500-700重量份水、40～80重量份密胺树脂预聚体。
7.如权利要求6所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述相变材料的化学式为CnH2n+2，其中n≥18。
8.如权利要求6所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或嵌段共聚物，所述阴离子表面活性剂为硫酸钠表面活性剂和/或磺酸钠表面活性剂。
9.如权利要求6所述的一种功能化微胶囊的制备方法，其特征在于，所述助剂选自动物胶、明胶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素衍生物、聚丙烯酸盐中的至少一种。
10.一种由权利要求1-9任一项所述制备方法得到的功能化微胶囊。
CN202011039977.6A 2020-09-28 2020-09-28 一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊 Active CN112121738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011039977.6A CN112121738B (zh) 2020-09-28 2020-09-28 一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011039977.6A CN112121738B (zh) 2020-09-28 2020-09-28 一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112121738A true CN112121738A (zh) 2020-12-25
CN112121738B CN112121738B (zh) 2021-08-31

Family

ID=73843091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011039977.6A Active CN112121738B (zh) 2020-09-28 2020-09-28 一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112121738B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115725182A (zh) * 2022-12-26 2023-03-03 华南理工大学 一种含相变纳米胶囊/氮化硼杂化填料的硅橡胶复合材料及制备方法和应用

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07804A (ja) * 1993-04-20 1995-01-06 I S I:Kk 顔料マイクロカプセルとその製造方法
WO2003099427A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Nano-Sports Technologies Ltd. Method for encapsulating paraffin compounds that can undergo phase transitional and microcapsule resulting therefrom
CN101802126A (zh) * 2007-05-16 2010-08-11 Sgl碳股份公司 制备潜热储能材料的方法
CN102728288A (zh) * 2012-06-27 2012-10-17 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 增强自修复微胶囊囊壁韧性的方法和制备的自修复微胶囊
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
WO2016029527A1 (zh) * 2014-08-30 2016-03-03 海安南京大学高新技术研究院 一种氧化石墨烯改性石蜡微胶囊相变材料的制备方法
CN109225085A (zh) * 2018-09-18 2019-01-18 四川大学 一种阻燃型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
CN110526695A (zh) * 2019-09-11 2019-12-03 三峡大学 一种用于喷射成型的石墨烯/陶瓷复合微粒及其制备方法
CN110862804A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 齐鲁工业大学 一种具有内部热通道的相变材料微胶囊及其制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07804A (ja) * 1993-04-20 1995-01-06 I S I:Kk 顔料マイクロカプセルとその製造方法
WO2003099427A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Nano-Sports Technologies Ltd. Method for encapsulating paraffin compounds that can undergo phase transitional and microcapsule resulting therefrom
US20030222378A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Jiangwei Xing Method for encapsulating phase transitional paraffin compound that can undergo phase transition and microcapsule reslting therefrom
CN101802126A (zh) * 2007-05-16 2010-08-11 Sgl碳股份公司 制备潜热储能材料的方法
CN102728288A (zh) * 2012-06-27 2012-10-17 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 增强自修复微胶囊囊壁韧性的方法和制备的自修复微胶囊
WO2016029527A1 (zh) * 2014-08-30 2016-03-03 海安南京大学高新技术研究院 一种氧化石墨烯改性石蜡微胶囊相变材料的制备方法
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
CN110862804A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 齐鲁工业大学 一种具有内部热通道的相变材料微胶囊及其制备方法
CN109225085A (zh) * 2018-09-18 2019-01-18 四川大学 一种阻燃型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
CN110526695A (zh) * 2019-09-11 2019-12-03 三峡大学 一种用于喷射成型的石墨烯/陶瓷复合微粒及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115725182A (zh) * 2022-12-26 2023-03-03 华南理工大学 一种含相变纳米胶囊/氮化硼杂化填料的硅橡胶复合材料及制备方法和应用
CN115725182B (zh) * 2022-12-26 2023-12-12 华南理工大学 一种含相变纳米胶囊/氮化硼杂化填料的硅橡胶复合材料及制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112121738B (zh) 2021-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107513375B (zh) 一种二氧化硅包覆的相变微胶囊及其制备方法和应用
CN109135683B (zh) 一种制备熔盐-陶瓷相变储热材料的方法
CN101824307B (zh) 一种微胶囊复合相变储能材料及其制备方法
CN108251066B (zh) 一种聚丙烯腈包覆石蜡纳米相变微胶囊及其制备方法
CN103881663B (zh) 多元硝酸纳米熔盐传热蓄热介质及其制备方法与应用
KR102391883B1 (ko) 상변화 에너지 저장 마이크로 캡슐 제조 및 이의 이용
CN101693795A (zh) 一种膏状保温隔热弹性腻子
CN108218273B (zh) 适用于水泥基材料的微纳米潜热存储胶囊及其制备方法
CN112121738B (zh) 一种功能化微胶囊制备方法及其制备的功能化微胶囊
CN110819311A (zh) 一种反相乳液法制备水合盐/石蜡/纤维素海绵复合相变材料的方法
CN109679585B (zh) 一种采用光固化法合成的相变微胶囊及其制备方法
CN112126393B (zh) 一种相变储热灌封胶及其制备方法
CN107523272B (zh) 一种高导热二元低共融水合盐相变材料及其制备方法
CN102391839B (zh) 抑制过冷相变的烷烃微胶囊及其制备与应用
CN110204751A (zh) 一种相变材料柔性膜的制备方法
CN107266047B (zh) 一种稀土陶瓷高温相变蓄放能材料及其制备方法
CN106186873B (zh) 一种环境友好型相变储能干粉砂浆及其制备方法
CN112940685A (zh) 一种相变储能材料及制备方法
CN113620637B (zh) 一种相变蓄能储热材料及其制备方法
CN108864869B (zh) 一种具有调温储能功能的内墙涂料及制备方法
CN111098374A (zh) 一种可逆温致变色功能木材的制备方法
CN113355055A (zh) 一种高相变焓微胶囊及其制备方法
CN111978037B (zh) 一种环保轻质全装修地暖砂浆
CN112391148A (zh) 一种高导热和高焓值复合相变微胶囊及制备方法
CN104530843A (zh) 一种环保保温建筑涂料

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240103

Address after: 264000, No.2 Kunshan Road, Economic and Technological Development Zone, Laiyang City, Yantai City, Shandong Province

Patentee after: Yingxing New Materials (Yantai) Co.,Ltd.

Address before: 310000 2 / F, building 2, 265 Chengrui street, Xiasha street, Qiantang New District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Patentee before: Hangzhou Yingxing New Material Co.,Ltd.