CN114292629B - 一种微波协同无机盐超快速连续化制备相变储能微胶囊的方法及其用途 - Google Patents
一种微波协同无机盐超快速连续化制备相变储能微胶囊的方法及其用途 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种微波协同无机盐超快速连续化制备相变储能微胶囊的方法及其用途。本发明使用无机盐作为微波敏化剂，其与微波协同，实现了低成本超快速连续化制备相变储能微胶囊。本发明所述方法可实现连续化生产，具有反应温度低，反应时间短，反应效率高等优点，所制备的相变储能微胶囊呈球状、大小均一、包覆率高、相变潜热高、无过冷结晶现象、热稳定性良好，可用于废热的回收和利用、智能建筑的温度调节、太阳能热转换和储存、蓄热调温织物或航天的热管理等领域。
Description
技术领域
本发明涉及相变储能领域，涉及一种微波协同无机盐连续化聚合方法、相变储能微胶囊、制备方法及其用途，具体涉及一种微波协同无机盐超快速连续化相变储能微胶囊的制备方法及其用途。
背景技术
随着人们对环境、能源、资源的需求在不断增长，新能源和可再生能源的开发利用从未停止。为减轻可再生能源在时间和空间的供需矛盾，寻找新型绿色能源材料成为了学界和工业界关注的焦点。相变材料通过将热转换为潜热能进行可逆储存和释放，可将温度调节至所需范围之内，被称为“便携式空调器”，具有价格低廉、储热密度高、性能稳定、可持续性强和可重复使用等优点。在废热的回收和利用、智能建筑的温度调节、太阳能热转换和储存、智能调温织物和航天热管理等领域有着重要的应用价值。固-液相变材料由于其渗漏问题，在实际应用中存在许多局限性。固-液相变材料的微胶囊化可以很好的解决这一问题。固-液相变储能材料微胶囊化，是将相变储能材料表面包覆一层高分子膜，使其微胶囊化，形成具有半透性或密封囊膜，当固-液相变材料被壁材包裹形成相变储能微胶囊时，不仅能够永久保持固-液相变材料的宏观固体形式，即使发生从固体到液体的相态变化，还可以为相变材料提供足够的保护，防止其与周围有害材料的相互作用和干扰，为芯材提供有效保护，同时微胶囊化形成的外壳可以为相变材料提供较大的传热比表面积，从而形成显著增强传热和热响应。通过该方法得到的新型绿色能源核壳复合材料-相变储能微胶囊在热能储存释放过程中具有更好的耐久性和性能稳定性，具有蓄放能量灵活、高效、成本低等优点。
相变储能微胶囊的批量生产促进了相变储能微胶囊工业化应用，现有相变储能微胶囊批量化生产方法是通过普通热聚合实现的，热量需要经由水浴或其他加热仪器缓慢传递到反应体系中，反应通常需持续12～24h。在此过程中，为使原料达到最低反应温度，需持续不断地提供远高于反应所需的热量，无法避免地造成能源的大量浪费。因此，该方法存在热量损失严重、能量利用率较低、受热不均匀、时间成本高，生产效率低等缺点，不易实现低成本连续化生产。目前，开发一种既可以节约成本，又可以快速连续化高效生产相变储能微胶囊的方法仍然是相变储能材料领域亟待解决的关键科学问题。
近年来，微波作为一种新能源，正快速步入化学合成、新材料及其它高新技术领域，如各种类型的有机合成及聚合物合成等。微波加热是物料吸收微波能，物料中极性分子与微波电磁场相互作用，使电磁能转化为热能来加热物料的相关技术。微波以光速在物料中传播，瞬间(约10-9秒以内)就能把微波能转换为物质的热能，并将热能渗透到被加热物质中，无需热传导过程，具有加热快速均匀、效率高且快速响应、安全无害等优势。将微波加热用于相变储能微胶囊的合成，能够实现其高效连续化生产以满足工业化应用需求。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供一种微波协同无机盐超快速连续化制备相变储能微胶囊的制备方法及其用途，所述制备方法可以实现超快速连续化制备相变储能微胶囊。
解决方案
为实现本发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案。
一种微波协同无机盐超快速连续化制备相变储能微胶囊的方法，包括以下步骤：
(a)乳化：准备用于制备相变储能微胶囊油水相，将其混合后，通过乳化方法制备水包油乳液；
(b)向(a)得到的乳液中加入无机盐作为微波敏化剂；
(c)反应：使步骤(b)得到的反应液在微波反应器中进行反应，制备相变储能微胶囊。
所述超快速，意指，反应时间短，反应时间例如为1～30min。
所述连续，意指，反应原料连续加入反应器以及微胶囊连续移出。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，将油相和水相进行高速剪切乳化，得到水包油乳液。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述油相包括：芯材、壁材、交联剂以及引发剂。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述水相包括乳化剂和水。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述芯材为正十八烷(n-Oct)，壁材为甲基丙烯酸甲酯(MMA)。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述引发剂选自偶氮引发剂，优选为偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。所述聚合反应为自由基乳液聚合反应。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述交联剂选自甲基丙烯酸烯丙酯。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述乳化剂选自苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，将步骤(a)得到的乳液通过蠕动泵流量控制器控制流速为2～60mL/min缓慢注入到微波反应器中，乳液在注入过程中边流动边聚合，流出微波反应器后便得到相变储能微胶囊。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，控制乳液在微波反应器中的停留时间为1～30min。也就是说，在1～30min内乳液处于微波反应器中，优选为5min。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述微波敏化剂的质量分数为0.1～1.5％。如果质量分数小于0.1％，则包覆率较低，如果质量分数大于1.5％，则包覆率低且微胶囊容易粘连在一起。所述微波敏化剂的质量分数可以通过微波敏化剂的质量除以油相、水相以及微波敏化剂的质量总和得到。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，芯材、壁材与微波敏化剂的质量比为5:4:1。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述微波敏化剂包括无机盐，优选包括氯化钠、碘化钠、硫酸钠、醋酸钠、硝酸钠、碳酸钠、氯化钾、氯化钙、氯化钡、氯化铝、氯化镁、碳酸氢钠或硝酸铋中的至少一种，进一步优选为氯化钠。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述反应包括如下工艺参数中的至少一个：
反应的温度为40～60℃，反应时间1～30min，微波功率为100～700w。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述反应包括如下工艺参数中的至少一个：
反应的温度为50℃，反应时间5min，微波功率为500w。
所述反应温度较低，易于控制，无安全风险。
所述方法例如可以在常压下进行。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述方法还包括将反应产物依次破乳、洗涤过滤和干燥的步骤。所述分离方式例如为减压抽滤。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述微波反应器包括螺旋管型反应器。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述螺旋管的材质为橡胶材质或石英材质，优选为石英材质。石英材质的螺旋管对聚合反应合成的微胶囊用时更短、形状更规整。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，所述反应的时间为50℃，反应时间为5min，微波功率为500w，微波敏化剂为氯化钠，氯化钠的质量分数为1％。
在相变储能微胶囊的制备方法的一种可能的实现方式中，本发明的上述方法中还任选重复所述制备步骤。
将配制好的水相和油相混合进行剪切乳化，向其加入无机盐，进行微波辅助聚合，快速制备出相变储能微胶囊乳液，再进行减压抽滤和干燥得到相变储能微胶囊粉末。
本发明的实施例还提供了一种如上所述的相变储能微胶囊的制备方法得到的相变储能微胶囊。采用该方法得到的相变储能微胶囊结构规整，粒径均匀，平均粒径为1.00～4.00μm，包覆率高，包覆率为7.42％～78.84％，而且具有优异的热稳定性以及储热性能，其中，相变热为17.03J/g～180.00J/g。
本发明的实施例还提供了一种如上所述的相变储能微胶囊在在节能储能领域中的用途。
在所述用途的一种可能的实现方式中，如上所述的相变储能微胶囊在废热的回收和利用、智能建筑的温度调节、太阳能热转换和储存、蓄热调温织物或航天的热管理领域中的用途。
发明相变储能微胶囊可根据需要在使用中主动吸收和释放周围环境的热量，储存转移能量，结构简单，储能调温效果明显，可应用于节能储能领域。
本发明的实施例还提供了一种微波反应装置，包括：
微波反应器，设有腔室，所述腔室内设有螺旋管型反应器。
在微波反应装置的一种可能的实现方式中，所述螺旋管的两端探出微波反应器的腔室，并分别与混合乳液储罐以及微胶囊乳液储罐连接。
在微波反应装置的一种可能的实现方式中，所述混合乳液储罐和微波反应器之间设置有蠕动泵等流量控制器。
有益效果
微波辅助合成相变储能微胶囊方法，微波是一种电磁辐射，频率在0.3～300GHz，波长在1～100cm，化学合成所使用的微波反应器的操作频率为2.45GHz(波长12.25cm)。该阶段的微波量子能较低(0.0016eV)，远远小于紫外、可见光等的量子能，无法断裂常见的化学键。微波辅助化学反应主要是通过“微波介质加热”效应，在高频微波辐射的条件下，微波以光速渗入全封闭状态的溶剂或反应底物内部，反应体系中特定的溶剂或试剂可以吸收微波能，通过偶极极化和离子传导两种机制将其转换为热能，促进化学反应的发生在极短时间内产生大量的热能，形成体系内部和外部“整体”加热的效果。微波敏化剂作为微波辅助化学反应的添加剂，作为一种强电解质，在乳化液中能迅速解离成自由移动的离子，能作为一种强微波吸收催化剂，使反应体系形成更高的“热点”，从而加快聚合速度，进一步提升微波反应效率。
本发明通过向体系中引入无机盐作为微波敏化剂，协同微波辅助实现超快速连续化生产相变储能微胶囊。所述方法制备的相变储能微胶囊具有包覆率高，结构规整，粒径分布均匀。该方法可实现连续化生产，具有反应温度低，反应时间短(1～30min，优选≤5min)，反应效率高(50×42×43cm的微波反应器，12h预计可生产80L相变储能微胶囊乳液)等优点，无需大量人力投入，有效的节约了时间和生产成本。此外，该方法所需能量消耗低，转化效率高，成本低，方法简单，易于操作，条件温和(反应温度40～60℃)和绿色环保等优点。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的微波反应装置的结构图；其中：1-混合乳液储罐；2-蠕动泵等流量控制器；3-螺旋管型反应器；4-微波反应器；5-微胶囊乳液储罐；6-混合乳液；7-后处理。
图2是本发明实施例1的相变储能微胶囊的扫描电镜图；
图3是本发明实施例9相变储能微胶囊与正十八烷的差式扫描量热仪图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
微波反应装置
一种微波反应装置，包括：
微波反应器4，设有腔室，所述腔室内设有螺旋管型反应器3。所述螺旋管的两端探出微波反应器的腔室，并分别与混合乳液储罐1以及微胶囊乳液储罐5连接。所述混合乳液储罐1和微波反应器4之间设置有蠕动泵等流量控制器2。
如上所述的微波反应装置的工作过程为：混合乳液6储存在混合乳液储罐1中，在蠕动泵等流量控制器2的作用下，混合乳液进入设有螺旋管型反应器3的微波反应器4中进行反应，反应结束后得到的微胶囊乳液进入微胶囊乳液储罐，随后进行后处理7，所述后处理例如破乳、洗涤干燥和干燥。
实施例1
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相；
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加1.0wt％微波敏化剂氯化钠(NaCl)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为5min左右，在50℃、500W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化超快速(≤5min)聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为1.05μm，相变热为179.60J/g(包覆率为78％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例2
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.4wt％微波敏化剂氯化钾(KCl)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为5min左右，在40℃、300W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为1.81μm，相变热为68.41J/g(包覆率为29.70％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例3
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.6wt％微波敏化剂氯化钡(BaCl2)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为10min左右，在40℃、500W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为1.84μm，相变热为147.90J/g(包覆率为64.24％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例4
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加1.0wt％微波敏化剂氯化钙(CaCl2)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为15min左右，在40℃、700W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为1.42μm，相变热为180.00J/g(包覆率为78.84％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例5
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.4wt％微波敏化剂硫酸钠(Na2SO4)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为10min左右，在50℃、700W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为3.85μm，相变热为149.50J/g(包覆率为64.93％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例6
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.6wt％微波敏化剂氯化镁(MgCl2)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为15min左右，在50℃、300W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为3.06μm，相变热为17.03J/g(包覆率为7.42％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例7
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.6wt％微波敏化剂碳酸氢钠(NaHCO3)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为5min左右，在60℃、700W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为3.41μm，相变热为154.00J/g(包覆率为67.81％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例8
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加1.0wt％微波敏化剂硝酸钠(NaNO3)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为10min左右，在60℃、300W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为2.74μm，相变热为110.40J/g(包覆率为47.36％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例9
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.4wt％微波敏化剂硝酸铋(BiNO3)，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为15min左右，在60℃、500W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊均为核壳结构，平均粒径为2.91μm，相变热为172.30J/g(包覆率为76.40％)，具有良好热稳定性及储热性能。
实施例10
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)向乳液体系添加0.1wt％微波敏化剂BaCl2，将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为60min左右，在50℃、200W微波条件下，实现了n-Oct相变储能微胶囊连续化聚合；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤、烘干，得到粉末状细颗粒。
测试结果：采用扫描电子显微镜、粒度分析仪、差示扫描量热仪进行表征，所制备微胶囊少量为核壳结构，平均粒径为3.65μm，相变热为15.23J/g(包覆率为5.21％)，容易泄露，热稳定性差。
对比例1
采用不向剪切乳液中添加微波敏化剂微波辅助聚合制备相变储能微胶囊，与实施例1进行对比。
1)将12g(5.0wt％)十八烷(n-Oct)、10g(4.0wt％)甲基丙烯酸甲酯(MMA)、2g(0.8wt％)甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)充分混合加入引发剂制成油相。
2)200mL去离子水、1.7g(3.0wt％)苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液微乳液体制成水相；
3)将水相和油相混合进行8000r/min剪切乳化10min；
4)将混合乳液置于注射器中，控制注入微波螺旋管时间为7h左右，在50℃、500W微波条件下，进行连续化生产聚合反应；
5)将反应产物乳液经过破乳、减压抽滤。
测试结果：经过减压抽滤，并未得到相应产物。原因是因选用的引发剂为偶氮引发剂偶氮二异丁腈，该引发剂在反应体系中没有达到70℃分解温度，致使反应体系未实现相变储能微胶囊的合成。
实施例1与对比例1对比后得出，通过向乳液体系引入微波敏化剂，在微波的作用下，微波敏化剂无机盐作为一种强电解质，在乳化液中能迅速解离成自由移动的离子，能作为一种催化剂强烈地吸收微波，形成更高的“热点”，从而进一步加快聚合速度，降低反应温度，提高反应效率，实现超快速连续化生产相变储能微胶囊。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种微波协同无机盐超快速连续化制备相变储能微胶囊的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)乳化：准备用于制备相变储能微胶囊油水相，将其混合后，通过乳化方法制备水包油乳液；
将油相和水相进行高速剪切乳化，得到水包油乳液；
所述油相包括：芯材、壁材、交联剂以及引发剂；所述芯材为正十八烷；壁材为甲基丙烯酸甲酯；所述引发剂选自偶氮引发剂；所述交联剂选自甲基丙烯酸烯丙酯；
所述水相包括乳化剂和水；所述乳化剂选自苯乙烯马来酸酐共聚物钠盐水溶液；
(b)向(a)得到的乳液中加入无机盐作为微波敏化剂；
(c)反应：使步骤(b)得到的反应液在微波反应器中进行反应，制备相变储能微胶囊；
所述微波敏化剂的质量分数为0.4～1.5％；芯材、壁材与微波敏化剂的质量比为5:4:1；
反应的温度为40～60℃，反应时间5～15min，微波功率为500～700w。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶氮引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈或偶氮二异丁酸二甲酯中的至少一种。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将步骤(a)得到的乳液通过蠕动泵流量控制器控制流速为2～60mL/min缓慢注入到微波反应器中；
和/或，控制乳液在微波反应器中的停留时间为5～15min；
和/或，所述无机盐包括氯化钠、碘化钠、硫酸钠、醋酸钠、硝酸钠、碳酸钠、氯化钾、氯化钙、氯化钡、氯化铝、氯化镁、碳酸氢钠或硝酸铋中的至少一种。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，控制乳液在微波反应器中的停留时间为5min。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无机盐为氯化钠。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反应包括如下工艺参数中的至少一个：
反应的温度为50℃，反应时间5min，微波功率为500w。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述反应的温度为50℃，反应时间为5min，微波功率为500w，微波敏化剂为氯化钠，氯化钠的质量分数为1％。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将反应产物依次破乳、洗涤过滤和干燥的步骤；
和/或，所述微波反应器包括螺旋管型反应器。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述螺旋管的材质为橡胶材质或石英材质。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述螺旋管的材质为石英材质。
11.一种如权利要求1～10任一项所述的制备相变储能微胶囊的方法得到的相变储能微胶囊。
12.权利要求11所述的相变储能微胶囊在节能储能领域中的用途。
13.权利要求11所述的相变储能微胶囊在废热的回收和利用、智能建筑的温度调节、太阳能热转换和储存、蓄热调温织物或航天的热管理领域中的用途。
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