[发明专利]一种阻燃型相变储能微胶囊及其制备方法

说明书

本发明提供一种阻燃型相变储能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的烷烃、通式是C_nH_2nOH的高级脂肪醇、通式是C_nH_2nCOOH的高级脂肪酸中的一种或多种，其中，n＝12～28；囊壁由N,N‑双(2‑羟乙基)氨基亚甲基膦酸二乙酯、多元醇、多异氰酸酯和多元胺制成。本发明所述阻燃型相变微胶囊以含磷聚氨酯/聚脲树脂为囊壁材料，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，拓展了相变材料在储能领域的应用。本发明具有反应过程简单易控、生产周期短、生产成本低的优点。

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储能微胶囊及其制备方法。

背景技术

伴随着人类社会的高速发展，传统化石能源短缺和环境污染问题日趋严重，开发新型可再生清洁能源和提高能源利用率成为目前科研工作者亟需解决的课题。相变储能材料是一类通过相态转变来吸收和释放热量从而实现温度调节和能量存储的功能材料。基于相变储能材料的热能存储系统可以将多余的能量存储起来并在需要时释放，从而克服能量供给不平衡的矛盾，提高能源的利用率，被广泛应用于太阳能光热转换、废热回收、绿色节能建筑、智能纺织品和航空航天等领域。

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。为了解决有机相变材料的熔融泄露的问题，科研工作者通过将有机相变材料进行微胶囊化，利用无机或有机材料包裹石蜡，形成具有核壳结构的微球，从而有效克服了有机相变材料的流动性问题。有机高分子聚合物具有良好的弹性和韧性，有利于承受相变物质使用过程中体积的反复变化，包覆效率高，因此，尿醛树脂、密胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚脲等高分子聚合物成为目前最为常用的相变微胶囊包封材料。

从现有的研究来看，微胶囊技术虽然解决了有机相变材料熔融泄露、相分离等问题，拓展了相变材料的应用范围，但是有机相变材料和传统聚合物包封材料均为易燃物质，极大限制了相变微胶囊在具有较高防火等级需求领域的应用。近年来，火灾频繁发生对人类的生命安全和财产安全造成了极大的危害，纺织品、建筑、电子器件等领域对材料的防火等级愈发严苛，因此如何提高相变微胶囊材料的阻燃性能是目前相变储能领域的研究重点。

中国专利CN 105542721 A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 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储能微胶囊及其制备方法，以至少达到在保证相变储能微胶囊储能密度的前提下，显著提高相变储能微胶囊的阻燃性能。