[发明专利]过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料及其制备方法，属于相变材料领域。

背景技术

利用某些物质在相变过程中的吸热和放热，可以进行热能的储存释放和温度的调控，这种具有热能存储和温度调控功能的物质称为相变材料(phasechange materials,简称PCM)。相变材料在外界温度升高时，由有序态转变为无序态而吸收热量，当温度下降时发生逆转而放出相同的热量，且在相变过程中温度近似不变，这些特点使得相变材料被广泛的应用于军事和民用的各个领域。

中国发明专利(CN201110197211.5)中介绍了一种以(甲基)丙烯酸长链烷基酯为聚合单体进行本体聚合得到固-固相变材料的方法，该制备方法以(甲基)丙烯酸长链烷基酯为聚合单体，在惰性气氛的保护作用下，于上述聚合单体中，加入聚合引发剂、链转移剂和交联剂，在110-170℃的温度下，进行本体固相聚合反应2-24h，即得到(甲基)丙烯酸长链烷基酯聚合物相变材料。虽然利用该方法可以得到具有很高相变焓值的相变材料，但是得到的材料的过冷度较高且无法调节，不能满足在某些领域中对相变材料过冷度的要求，不利于实际应用。

现有技术中还没有过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

发明内容

为了解决现有技术中相变材料过冷度高且不可调的技术问题，本发明提供一种过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料及其制备方法。

本发明提供一种过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料的制备方法，该方法以一种或多种(甲基)丙烯酸长链烷基酯为聚合单体，以一种或多种含有双键的化合物为共聚单体，聚合单体和共聚单体发生聚合反应，得到过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

优选的是，所述的(甲基)丙烯酸长链烷基酯的化学结构式为或其中-C_nH_2n+1为直链结构，n为8-50的整数。

优选的是，所述的含有双键的化合物为(甲基)丙烯酸酯类、苯乙烯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸或者乙烯基烷基醚。

优选的是，所述的共聚单体与聚合单体的摩尔比为0.01:1-1:1。

优选的是，所述的聚合反应为本体聚合、乳液聚合、悬浮聚合或者溶液聚合。

优选的是，在惰性气氛的保护下，将悬浮剂、聚合单体和共聚单体加入水中，搅拌使聚合单体和共聚单体分散均匀，向水相分散体系中加入自由基聚合引发剂，40-100℃温度下进行悬浮聚合反应2-120h，即得过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

优选的是，在惰性气氛保护下，将聚合单体和共聚单体溶解于溶剂中，加入自由基聚合引发剂，在40℃-100℃的温度下进行溶液聚合2-120h，即得过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

优选的是，在惰性气氛保护下，将共聚单体混入聚合单体中，加入自由基聚合引发剂，在40℃-100℃的温度下进行本体聚合反应2-120h，即得过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

优选的是，在惰性气氛保护下，将乳化剂、聚合单体和共聚单体加入水中，搅拌直至溶液透明，加入自由基聚合引发剂，在40℃-100℃的温度下进行乳液聚合2-120h，即得过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

本发明还提供上述制备方法制备的过冷度可调的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料。

本发明的有益效果：

(1)本发明在聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料的制备过程中加入少量的共聚单体，降低了聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯在相转变过程中的能垒，得到了具有低过冷度的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料，过冷度可达1.9℃；

(2)本发明的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料的过冷度可根据共聚单体和聚合单体的摩尔比进行调节，过冷度随着共聚单体和聚合单体的摩尔比的增加先减小后增大；

(3)本发明的聚(甲基)丙烯酸长链烷基酯类相变材料能够满足不同领域对相变材料过冷度的要求，因此应用领域广泛，例如，本发明的相变材料作为调节室内温度材料使用，克服了现有相变材料在很高的温度吸热，在极低的温度放热，影响室内的舒适性的问题；

(4)本发明的制备方法适用于所有以(甲基)丙烯酸长链烷基酯为单体进行聚合得到相变材料的方法，且工艺简单，成本低，适合工业化生产。

附图说明