[发明专利]一种阻燃型相变微胶囊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种阻燃型相变微胶囊及其制备方法，涉及节能材料技术领域，胶囊包含有机相变材料以及包裹有机相变材料的囊壁；有机相变材料的通式是C_nH_2n+2的直链烷烃或支链烷烃、通式是C_nH_2nCOOH的高级脂肪酸、通式是C_nH_2nOH的高级脂肪醇中的一种或多种，其中，n=12～32；囊壁由含磷二胺单体、三聚氰胺、甲醛溶液、乳化剂和去离子水制成。本发明所述阻燃型相变微胶囊以含磷三聚氰胺‑甲醛树脂为囊壁材料，极大提高了相变微胶囊的阻燃性能，弥补了有机相变材料易燃的缺陷，还可以避免阻燃剂与有机相变材料的直接混合，确保了相变微胶囊具有较高的储能密度。

技术领域

本发明涉及节能材料技术领域，具体是一种阻燃型相变微胶囊及其制备方法。

背景技术

能源是人类社会赖以生存和发展的基础，伴随着人类社会能源需求的与日俱增和传统能源的日益匮乏，如何开发新型能源和提高能源利用率已经成为国内外科学工作者亟需解决的课题。相变储能材料(phase change materials,PCMs)是一类利用相变过程来吸收和释放热量，在相态转变过程中实现能量存储和温度调节的功能材料。相变储能材料可以将不需要的热量储存起来并在需要时进行释放，从而提高了能源的利用率，因此相变储能材料被广泛应用于节能建筑、太阳能存储、纺织化纤、废热回收和航空航天等领域。

固-液相变材料在特定温度下可以在固、液两相之间转变，通过固-液相变吸收或释放热量，从而实现热量的存储和释放。由于有机相变材料具有化学稳定性好、储能密度高、相变温度适宜、来源广泛等优点，是目前相变储能领域的研究热点。然而，有机相变材料在固-液相变过程中容易发生泄露，限制了其在实际应用中的进一步推广。

微胶囊化是解决有机相变材料泄露问题的有效方法，通过聚合物壁材包裹，限制了有机相变材料的流动从而避免了相变材料的泄露，增加了相变材料使用的稳定性和长效性。高分子聚合物材料，具有优良的物理机械性能，有利于承受有机相变材料在应用过程中体积的反复变化，是目前制备有机微胶囊的主要壁材。然而，由于聚合物壁材及有机相变材料均为易燃物质，因此传统相变微胶囊极为易燃，极大限制了其在建筑以及纺织品等领域的应用。近年来，火灾频繁发生极大危害了人类的生命和财产安全，建筑以及纺织品等领域对材料的防火性能提出了更高的要求，因此提高相变微胶囊的阻燃性能具有极大的研究价值。

中国专利CN 105542721A公开了一种阻燃相变微胶囊的制备方法，通过将阻燃剂氯化石蜡混入有机相变材料中制备了阻燃相变微胶囊，但是阻燃剂与有机相变物质的物理共混降低了微胶囊中相变物质的含量，从而降低了相变微胶囊的储能密度。

中国专利CN 105112020A公开了另外一种阻燃相变微胶囊的制备方法，通过将反应型膦酸酯单体与丙烯酸单体共同聚合得到具有一定阻燃性能的聚合物囊壁，但是膦酸酯单体反应过程难以控制，相变微胶囊的聚合物囊壁机械强度低。

中国专利CN 103740337A制备了一种膦酸酯功能性单体，并将其与丙烯酸单体通过自由基聚合制备了另外一种阻燃微胶囊材料，但是该微胶囊制备过程繁琐，并且自由基聚合过程难以控制，所制备的相变微胶囊囊壁交联密度低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种阻燃型相变微胶囊及其制备方法，以至少达到在保证相变微胶囊储能性能的前提下，显著提高相变微胶囊的阻燃性能。