[发明专利]一种相变储能聚苯乙烯闭孔泡沫的制备方法

说明书

本发明公开了一种相变储能聚苯乙烯闭孔泡沫的制备方法，通过乳液模板法一步制备，应用于相变储能领域。本发明相变储能聚苯乙烯闭孔泡沫的生产方法过程简单，未使用到有机溶剂以及化学发泡剂，解决了现有技术中生产过程复杂且环境污染的问题。

技术领域

本发明涉及一种聚苯乙烯泡沫的制备方法，更具体的说，是关于一种相变储能聚苯乙烯闭孔泡沫材料的制备方法。

背景技术

近年来，以聚苯乙烯泡沫板、聚乙烯泡沫板、聚氨酯泡沫隔热板制备的轻质墙体材料因其优良的隔热性能在建筑领域中的应用越来越广泛。但由于它们低的储热能力导致室内温度波动加剧，舒适度降低。同时，它们无法较高效率的利用太阳能，因而限制了它们的进一步发展。相变材料在环境温度变化时，发生相态转变从而具有吸收、储存和释放热量(相变热)的功能，因而结合了相变材料的隔热保温板在太阳能利用、废热回收、智能建筑等领域有广泛的应用前景。

制备相变储能保温泡沫材料的方法主要有浸渍法、微胶囊法、混合发泡法三种，最初的研究主要为浸渍法，但是所得到的产品孔隙度极低，严重影响了隔热效果。微胶囊法尽管获得了高的孔隙度，但是壳部分占用大量的体积却不能提供热焓。而通过树脂基体与相变储能材料直接混合并发泡的混合发泡法因有望同时获得高相变焓以及高比例孔隙度而受到越来越多的关注。

目前，混合发泡法在制备相变储能泡沫材料的过程中一般会用到有机溶剂或者化学发泡剂，这导致环境污染。另外，合成过程的复杂性会导致高的生产成本。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种相变储能保温泡沫材料的制备方法，用以解决现有技术中生产过程复杂且环境污染的问题。

本发明提供了一种相变储能聚苯乙烯闭孔泡沫的制备方法，所述方法包括：

将单体(苯乙烯(St)、二乙烯基苯(DVB))、乳化剂、石蜡和石蜡乳化剂混合制成油相，其中，温度控制在石蜡熔点与引发剂分解温度之间；

去离子水构成水相；

再将引发剂按溶解性溶于油相或水相中；

将水相逐滴加入油相中，搅拌，形成油包水型乳液；

以所述乳液为模板，在引发剂分解温度之上引发其中的单体聚合后将水除去得到相变储能聚苯乙烯闭孔泡沫。

作为本发明的一个实施方案，所述乳化剂为司盘80(Span80),司盘60(Span60)，聚醚Pluronic F127和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)中的一种或几种。

作为本发明的一个实施方案，所述引发剂为过硫酸钾(KPS)，过氧化苯甲酰(BPO)和偶氮二异丁腈(AIBN)中的一种或几种。

作为本发明的一个实施方案，温度控制在石蜡熔点与引发剂分解温度之间包括：40-55℃；更包括40-45℃、45-50℃、50-55℃等。

作为本发明的一个实施方案，在引发剂分解温度之上的聚合温度包括：65-75℃；更包括65-66℃、66-68℃、68-70℃、70-72℃、71-73℃、73-75℃等。

作为本发明的一个实施方案，所述的苯乙烯添加量占单体总质量的20％～99％。

作为本发明的一个实施方案，所述的乳化剂添加量为单体总质量的20％～30％。

作为本发明的一个实施方案，所述的石蜡与石蜡乳化剂的质量比为4:0.8-1.5。石蜡乳化剂浓度过低会导致乳液无法形成，浓度过高会增加成本。

作为本发明的一个实施方案，所述石蜡乳化剂为市售的石蜡乳化剂，生产商包括但不限于临沂绿森(58号石蜡乳化剂)。石蜡乳化剂的作用是乳化石蜡/水体系，如不添加石蜡乳化剂，则无法形成含有石蜡的乳液体系；也无法实现本发明的目的。