[发明专利]一种纳米SiO2-GO协同改性微胶囊相变储能材料

说明书

本发明提供一种纳米SiO₂‑GO协同改性微胶囊相变储能材料，涉及相变储能材料技术领域，包括以下重量份数的原料组成：100份相变芯材、0.5‑2.5份GO、0‑10份乳化剂、10‑20份改性纳米SiO₂、60‑180份脲素、0‑20份三聚氰胺、135‑450份甲醛溶液、适量酸性调节剂和碱性调节剂，本发明以改性纳米SiO₂和GO作为相变芯材乳液的乳化稳定剂，提高乳液的稳定性并进一步提高所制微胶囊相变材料颗粒的热性能。

技术领域

本发明涉及相变储能材料技术领域，具体涉及一种纳米SiO₂-GO协同改性微胶囊相变储能材料。

背景技术

相变储能技术是利用物质在其相变过程中大量的吸收和释放热量，进而将热量进行存储的一种技术，相变材料具有储热能力高、节能效果明显、相变过程温度近似恒定等优点，在节能建筑、采暖、空调、军事工程、工程热物理、航天技术、太阳能利用等众多领域都表现出重要的应用价值和广阔的应用前景。

微胶囊技术是一种用壁材把相变芯材包覆形成微小粒子的技术，相对于普通相变材料，相变材料的微胶囊化增大了相变材料的传热面积，是提高相变材料传热性能的有效方式。微胶囊相变材料多以有机聚合物作为壁材，石蜡、脂肪酸和多元醇等有机相变材料作为芯材，其中有机聚合物壁材包括三聚氰胺-甲醛树脂、脲醛树脂、丙烯酸树脂等。在微胶囊相变材料的制备过程中，通常通过乳化剂的作用使相变芯材分散形成芯材乳液，并通过有机壁材的聚合包覆芯材形成微胶囊结构的相变微粒。乳化剂是一种表面活性剂，常用的乳化剂如十二烷基硫酸钠(SDS)，十二烷基苯磺酸钠(SDBS)，Span80，Tween80和聚乙烯醇(PVA)等，通常具有两亲性的分子结构，乳液的稳定和分散性能对制备优良结构和热稳定性能微胶囊相变材料具有重要影响。目前，利用乳化剂制备相变芯材乳液的缺点是乳化剂掺入量较大，通常乳化剂具有一定的毒性且难以降解，引起较为严重的环境问题，因此如何在微胶囊相变材料的制备过程中降低乳化剂的掺量，并保持乳液良好的稳定和分散性能，是制备微胶囊相变材料所面临的问题之一。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种纳米SiO₂-GO协同改性微胶囊相变储能材料，以改性纳米SiO₂和GO作为相变芯材乳液的乳化稳定剂，提高乳液的稳定性并进一步提高所制微胶囊相变材料颗粒的热性能。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种纳米SiO₂-GO协同改性微胶囊相变储能材料，包括以下重量份数的原料组成：100份相变芯材、0.5-2.5份GO、0-10份乳化剂、10-20份改性纳米SiO₂、60-180份脲素、0-20份三聚氰胺、135-450份甲醛溶液、适量酸性调节剂和碱性调节剂。

优选地，所述相变芯材为有机烷烃石蜡类相变材料。

优选地，所述GO为采用Hummers法制备的GO水溶液，GO含量为7.4g/L，片层的厚度约为1.027nm，长度和宽度约为600nm。

优选地，所述乳化剂由30-45％的非离子表面活性剂和55-70％的乳化稳定剂组成。

优选地，所述的非离子型表面活性剂为Span80、Span65、Span60、Tween80、Tween60中的一种或多种所组成，所述乳化稳定剂为质量浓度为10％的聚乙烯醇水溶液。

优选地，所述改性纳米SiO₂一次粒径范围为10-20nm。