[发明专利]一种相变储热材料弹性膜及其制备方法

说明书

本发明公开一种相变储热材料弹性膜及其制备方法，包括步骤：步骤1，将相变蜡、A单体混合形成油性溶液；步骤2，将油性溶液加入到含RAFT的水溶液中分散得到细乳液；步骤3，将细乳液除氧后升温反应；步骤4，向反应乳液中加入B单体继续反应乳液；步骤5，向乳液添加润湿剂和增稠剂，混合后乳液涂覆于离型膜上得到弹性膜；A单体为丙烯酸乙酯，B单体苯乙烯和多乙烯单体。本发明以相变蜡为芯材，通过AB型结构的丙烯酸酯嵌段共聚物作为外壳层的胶囊乳液，将乳液涂布最终制得弹性高于300％断裂伸长率、高断裂强度、耐高低温和高回弹性的水性相变储热弹性膜。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种相变储热材料弹性膜及其制备方法。

背景技术

相变材料(PCM-Phase Change Material)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热，可作为一种高效热能储存与温度控制介质广泛应用于电子器件热管理、建筑节能、余热回收、冷链输运、太阳能-热能转换/储存、和电池热管理等领域。

现有技术中通常对相变材料进行微胶囊化，使相变材料囊化封装起来，如CN1695788A公开了采用乳液核壳聚合的方法合成相变储能微胶囊的技术，以油溶性的有机相变材料为核心，乙烯基或双乙烯基类自由基单体为外壳聚合物，以水为聚合截止，通过乳液核壳聚合包裹得到相变微胶囊，使其适用于与纺织材料的混合等。

CN102127395A公开了一种石蜡相变储能材料及其制备方法，以石蜡为芯材，高密度聚乙烯为支撑材料，熔融法得到微胶囊相变材料，解决相变材料中石蜡掺杂量低，储能性能差，易渗漏等问题。

但传统相变储热材料一般利用其固液相变行为进行储能与控温，最终制得的产品多为粉末固状，最终相变胶囊的外壳材料因刚性大而不具备柔性，无法直接应用于柔性可穿戴器件热管理，难以使其直接制备成弹性膜，并兼具较好柔性、弹性又具备良好力学性能。

发明内容

本发明针对相变储能材料存在的柔性和刚性不可兼得的问题，提供一种可适用于柔性可穿戴器件的相变储热弹性膜，以相变蜡为芯材，通过细乳液RAFT聚合的方法制得的AB型结构的丙烯酸酯嵌段共聚物作为外壳层的胶囊乳液，将乳液通过涂布等方式干燥后最终制得弹性高于300％断裂伸长率、高断裂强度、耐高低温和高回弹性的水性相变储热弹性膜。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种相变储热材料弹性膜的制备方法，包括步骤：

步骤1，将30-70重量份相变蜡、22.5-66.5重量份除多乙烯单体以外的A单体混合形成油性溶液；将0.2-2.0重量份的RAFT试剂在150-400重量份的水中溶解得到含RAFT的水溶液；

步骤2，将所述油性溶液加入到含RAFT的水溶液中，搅拌分散0.5～2h得到粗乳液，进一步将粗乳液剪切粉碎后得到细乳液；

步骤3，将所述细乳液除氧后升温至45-95℃，加入水溶性引发剂，反应30～90min后加入pH调节剂，继续反应2-4h后加入A单体中多乙烯单体，继续反应2-4h；

步骤4，向步骤3的反应乳液中加入1.5-17.5重量份B单体，反应2-6h后补加水溶性引发剂继续反应1-4h，降至室温过滤得到乳液；

步骤5，向所述乳液添加润湿剂和增稠剂，混合后乳液涂覆于离型膜上，经烘干得到所述相变储热材料弹性膜；

所述A单体包括主单体丙烯酸乙酯，还包括A单体总量0-5％的水溶性单体、0-25％的功能单体和0.1～5％的多乙烯单体；

所述B单体包括质量占比为80-99％苯乙烯和1-20％的多乙烯单体。