[发明专利]一种相变微胶囊及其制备方法

说明书

本发明涉及一种相变材料，尤其涉及一种相变微胶囊及其制备方法；所述制备方法包括如下步骤：(1)将单体、交联剂和过氧化二苯甲酰溶解于石蜡中，得油相溶液；(2)将水溶性乳化剂加入水中，调节pH至弱酸性，得水相溶液；(3)将所述油相溶液和所述水相溶液混合后剪切，得石蜡乳液；(4)将还原剂加入所述石蜡乳液中，经氧化还原聚合后，升温至70～90℃进行自由基聚合；本发明的制备方法可有效避免石蜡在熔融过程中的泄露，所得的相变微胶囊更加稳定；该制备方法还可以有效减少单体挥发、避免单体浪费，同时大幅度提高了反应率。

技术领域

本发明涉及一种相变材料，尤其涉及一种相变微胶囊及其制备方法。

背景技术

随着人们的生活水平日益提高对环境舒适度的要求也越来越高，进而对温度的控制也要求越来越智能化、越来越精确。同时，现阶段能源紧缺、匮乏的问题也日渐突出，如何高效节约的利用能源已经成为本领域亟需解决的技术难题。

相变材料利用某些物质在相转变过程中的吸热和放热，从而进行热能储存和温度调控；由于其工作时相变潜热大、温度恒定，同时能够削弱外界温度波动的特性，在服装、节能建筑、冷链物流等领域都被广泛的应用。

常见的相变储能材料包括水合无机盐类、脂肪酸类、石蜡等，其中石蜡因为相变温度比较广泛、成本较低、热焓较大、过冷度小的特性而备受关注；但是石蜡在熔融过程中会发生物态变化，存在泄露的问题，因此采用微胶囊技术对石蜡进行封装更有利于拓展其应用范围。

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，又名有机玻璃，具有密度低，机械强度高的特性，作为包覆聚合物被应用于相变微胶囊领域。现有技术中的包覆办法是利用热引发聚合法，虽然聚合速率快，包覆效果好，但因为引发温度远高于室温，容易导致单体挥发损失，从而导致原料浪费甚至影响包覆程度，导致微胶囊芯材泄露；而氧化-还原引发聚合法是利用氧化剂和还原剂之间的电子转移所生成的自由基引发聚合反应，该方法可以在较低的温度下进行，同时具有引发速度快的优点，虽然可以一定程度上减少单体挥发避免原料浪费，但存在反应率较低的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种相变微胶囊的制备方法；所述制备方法既可以解决石蜡泄露的问题，还避免了单体挥发损失，同时还提高了反应率。

具体而言，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将单体、交联剂和过氧化二苯甲酰(BPO)溶解于石蜡中，得油相溶液；

(2)将水溶性乳化剂加入水中，调节pH至弱酸性，得水相溶液；

(3)将所述油相溶液和所述水相溶液混合后剪切，得石蜡乳液；

(4)将还原剂加入所述石蜡乳液中，经氧化还原聚合后，升温至70～90℃进行自由基聚合。

本发明所述的制备方法先在低温下进行氧化还原聚合，形成聚合物的包覆壳层；再升温进行自由基聚合，使剩余单体得到充分反应，在避免单体挥发的同时充分提高单体的反应率，从而提高相变微胶囊的包覆质量。

在具体的实施方式中，所述石蜡为25#石蜡。

为了进一步提高单体的反应率、提高相变微胶囊的包覆质量，本发明对制备方法进行优化(将所有优化方案组合即得本发明的较佳技术方案)；具体如下：

作为优选，所述单体为甲基丙烯酸类单体和/或苯乙烯；

进一步的，所述单体选自甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯中的一种或几种；

作为本发明的较佳技术方案，所述单体为甲基丙烯酸甲酯(MMA)。