[发明专利]苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料，该苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料以苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物和SiC复合材料为壁材，正十八烷为芯材，其中SiC均匀地分散在苯乙烯‑二乙烯基苯共聚物表面。该微胶囊化相变材料导热性能好，制备过程中反应时间和反应条件容易控制。

技术领域

本发明属于微胶囊相变材料技术领域，具体涉及一种苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料及其制备方法和用途。

背景技术

能源的高效利用和新能源的开发是现代能源领域的两大主题。在能源转换和利用的过程中，常常存在供给与需求在时间、空间和强度上不匹配和不均匀的矛盾。相变材料具有能量随机输入、连续输出以及在相变过程中温度恒定等特点，可有效解决能源转换和利用过程中存在的各种问题。相变材料在使用过程中存在易泄漏和腐蚀等问题。相变微胶囊技术是一种成膜材料将固体、液体或气体相变材料包裹形成微小粒子的技术。相变材料的胶囊化促进了相变材料的发展和应用，它不仅克服了相变材料应用的局限性，而且对提高相变材料的使用效率和拓展应用领域都起到了重要的推动作用。然而除了金属外，所有相变微胶囊的芯材都存在导热系数小，传热性能差的问题，这明显影响能量储放速度。因此，如何在相变材料和热交换技术上强化传热是相变微胶囊技术研究的一个热点和难点。

纳米碳化硅颗粒具有导热系数高、化学稳定性好、介电常数低以及耐腐蚀和耐磨损等优异的特点，使其在军事、工业、民用领域应用十分广泛。本研究充分利用纳米碳化硅颗粒的优异性能，引入纳米碳化硅颗粒对相变微胶囊壳材进行导热增强改性。使相变微胶囊在发挥原有相变性能的同时，提高传热能力，进一步拓宽其应用领域。

中国专利公布号CN 104629690公开了一种制备有机-无机物复合相变储能用微胶囊的方法，具体地，将碳化硅颗粒加入到水中，获得分散液作为水相。将相变石蜡、油溶性单体苯乙烯、二乙烯基苯和引发剂偶氮二异丁腈混合，升温到60℃并进行搅拌以使引发剂、聚合单体、交联剂以及相变石蜡混合均匀作为油相。将上述制备的水相和油相相混合，并且升温至70℃，采用高速搅拌机在搅拌下乳化，得到水包油的乳液。将该乳液转移至提前预热至70℃的反应釜，通入非活性气体氮气，机械搅拌，在70℃下进行乳液聚合反应约8小时。随着聚合反应的进行，油溶性单体在石蜡内部聚合，在相分离的作用下迁移至石蜡液滴和水的界面，从而形成核壳结构的相变储能微胶囊，此微胶囊乳液可用喷雾干燥法干燥得到相变储能用微胶囊的干粉。扫描电镜进一步的放大图显示在微胶囊壁层上附着有许多纳米无机物颗粒。该方法制得的微胶囊表面的纳米无机物颗粒分布并不均匀；微胶囊表面参杂纳米无机碳化硅颗粒后，微胶囊尺寸较大(与本发明微胶囊粒径10～40μm相比)约为100μm，比表面积小，不利于高效传热；微胶囊表面同时存在明显的凹陷现象。

发明内容

本发明一方面的目的是提供一种具有良好相变性能和导热性能的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料，该材料能提高能源利用率、增强传热能力，拓宽材料的应用场景。

为达到本发明的目的，本发明的技术方案如下：

一种苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料，其以苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和SiC复合材料壁材，正十八烷为芯材，

其中SiC均匀地分散在苯乙烯-二乙烯基苯共聚物表面。

优选地，上述微胶囊化相变材料中，苯乙烯的质量含量为40～70％，二乙烯基苯单体的质量含量为4～15％，SiC的质量含量为1～5.0％，正十八烷的质量含量为20～50％。

更优选地，上述苯乙烯-二乙烯基苯共聚物和SiC复合壳微胶囊化相变材料中，苯乙烯的质量含量为55～65％，二乙烯基苯的质量含量为5～10％，SiC的质量含量为2～3.5％,正十八烷的质量含量为30～40％。