[发明专利]一种结晶水合盐相变微胶囊及其制备方法

说明书

本发明公开的结晶水合盐相变微胶囊包括芯材和壁材，芯材在微胶囊中的质量占比为30~80%，壁材在微胶囊中的质量占比为10~70%，芯材和壁材在微胶囊中的质量占比之和为100%；芯材由结晶水合盐相变材料、晶核剂和增稠剂组成，晶核剂在微胶囊中的质量占比为0~5%，增稠剂在微胶囊中的质量占比为0~5%，壁材由高分子聚合物组成。该结晶水合盐相变微胶囊的制备方法包括壁材预聚体溶液的合成、芯材乳液和结晶水合盐相变微胶囊的制备等步骤。本发明可以克服结晶水合盐的不足，显著提高水合盐的长期稳定性能，并解决应用中容器被腐蚀而产生的泄露问题。本发明结晶水合盐相变微胶囊的包覆率高，密封性好，储能密度高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及相变材料及其制备技术领域，具体是一种结晶水合盐相变微胶囊及其制备方法。

背景技术

近年来，我国空气污染现象严重，多地频现雾霾天气，尤其是京津冀地区。我国雾霾天气有着明显的季节性变化，随着北方城市进入冬季采暖期，雾霾现象频发且较为严重。自2003年起，我国开始在北方地区实施清洁采暖战略，大力推进“煤改电”、“煤改气”等举措。根据国家颁布的北方地区冬季清洁采暖规划(2017～2021)，到2021年，北方地区的清洁采暖率必须达到70％，替代散烧煤(含低效小锅炉用煤)1.5亿吨。《规划》首次明确了清洁采暖的概念和范围，清洁采暖是指利用天然气、电、地热、生物质、太阳能、工业余热、清洁化燃煤(超低排放)、核能等清洁化能源，通过高效用能系统实现低排放、低能耗的取暖方式，包含以降低污染物排放和能源消耗为目标的取暖全过程。

目前北方农村多采用电暖气取代散烧煤，而电暖气设备的大量增加使得高峰期用电量急剧增加，造成电网负担过重，存在极大的安全隐患。将相变蓄热技术与清洁采暖系统相结合，是移峰填谷、提高能源使用效率的有效途径之一。然而，目前的相变蓄热型采暖技术并没有得到大规模的应用，作为相变材料的结晶水合盐存在的最大问题在于相分离，且过冷度较大，并对金属具有较强的腐蚀性能，具体体现在：

(1)相变材料稳定性能差：由于价格较低且易获得，当前的蓄热型采暖系统多采用结晶水合盐作为相变材料。然而，绝大多数采暖设备的寿命都在20年以上，根据北方某市采暖时间为每年90天计算，假设相变材料每天经历一次熔解/凝固相变循环，则相变材料的循环稳定性应不低于1800次，而绝大多数水合盐在100～200次相变循环后会发生分相问题，这使得采暖设备在使用年限内必须面临更换相变材料的问题，导致额外的费用，从而在根本上限制了相变蓄热型采暖设备的推广。

(2)相变蓄热装置的泄漏问题：由于结晶水合盐对金属具有腐蚀性，不少相变蓄热装置在使用2～3年以后都出现了泄露的问题，对环境造成了污染。

由此可见，相变材料的稳定性及其与蓄热装置的兼容性是相变蓄热型采暖技术发展的关键因素。针对蓄热型电采暖系统的应用要求，本发明提出一种稳定性能良好的结晶水合盐相变微胶囊及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种包覆率高、密封性好、储能密度高的结晶水合盐相变微胶囊及其制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种结晶水合盐相变微胶囊，包括芯材和壁材，所述的芯材在微胶囊中的质量占比为30～80％，所述的壁材在微胶囊中的质量占比为10～70％，所述的芯材和所述的壁材在微胶囊中的质量占比之和为100％；