[发明专利]一种具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊，包括囊芯和囊壁两部分，囊芯为低熔点的脂肪酸酯或石蜡烃类化合物，囊壁为多元异氰酸酯与多元醇反应形成具有聚氨酯网状结构的树脂。解决了原位聚合中的甲醛环保问题，本发明还公开了该相变微胶囊的制备方法，具体按照以下步骤实施，步骤1，制备油相介质溶液，步骤2，制备水相介质溶液，步骤3，制备乳化悬浮液，将步骤1中制备的油相介质溶液和步骤2中制备的水相介质溶液混合，在高速剪切乳化机的作用下，制备出乳化悬浮液，步骤4，步骤3制备的乳化悬浮液与水溶性反应单体混合反应；步骤5，升温反应后降温出料，即制得具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊。

技术领域

本发明属于相变材料制备技术领域，涉及一种具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊。本发明还涉及该微胶囊的制备方法。

背景技术

节能和环保是现代能源领域中重要的课题之一，利用相变储能材料在相变过程中吸收或释放大量的潜热，从而能够达到调节环境温度和节能的目的。但是，由于纯相变材料在实际应用过程中受到许多限制。因此，如何对相变微胶囊进行合理的处理，达到良好的储能作用，已成为能源领域研究的热点。

2004年，中国专利CN1513938公布了王立新等人的发明专利，该专利采用原位聚合的方法，用三聚氰胺—甲醛树脂作为壁材对相变材料进行包裹，制备出了具有实用价值的微胶囊相变材料。

中国专利CN1513938A公开了“一种微胶囊包覆相变材料及制备方法”，将相变材料芯材和氨基树脂聚合物壁材，以及乳化剂聚氧乙烯、NP-10、分散剂苯乙烯马来酸酐、去离子水经过聚合反应制备出微胶囊相变材料。并且说明了该材料可应用于建筑墙体，可以调节室内温度，节约能源。

然而，上述这些方法可能存在以下一些缺点：

(1)大多数制备相变微胶囊囊壁的方法采用的是原位聚合的方法，但是其中的甲醛对人体有害，且不具有环保性；

(2)通过界面聚合的方法，制备出具有聚脲结构的微胶囊，由于反应速度极快，不易控制，因而所制备的微胶囊的囊壁致密性不好，容易造成芯材的泄漏。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊，解决了原位聚合中的甲醛环保问题，同时，使反应形成囊壁的过程容易控制，改善微胶囊的表面形貌，生成具有网状结构的聚氨酯囊壁，提高微胶囊囊壁的致密性和稳定性，解决了储能材料泄漏的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊，包括囊芯和囊壁两部分，囊芯为低熔点的脂肪酸酯或石蜡烃类化合物，囊壁为多元异氰酸酯与多元醇反应形成具有聚氨酯网状结构的树脂。

本发明的特点还在于，

囊芯优选的为硬脂酸丁酯或正十八烷；囊壁为二元异氰酸酯与含有三个羟基的多元醇化合物聚合形成具有三元网状结构的聚氨酯树脂。

二元异氰酸酯可以是异氟尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯，优选为异氟尔酮二异氰酸酯。

含有三个羟基的多元醇可以是三乙醇胺、丙三醇或三羟甲基丙烷，优选为含有三个羟基的三乙醇胺。

本发明的另一目的是提供该相变微胶囊的制备方法。

本发明的另一技术方案是，一种具有聚氨酯网状结构的相变微胶囊的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，制备油相介质溶液，

步骤2，制备水相介质溶液，

步骤3，制备乳化悬浮液，将步骤1中制备的的油相介质溶液和步骤2中制备的水相介质溶液混合，在高速剪切乳化机的作用下，制备出乳化悬浮液，其中，乳化转速在5000～12000转/分钟，乳化时间为5～15分钟；

步骤4，步骤3制备的乳化悬浮液与水溶性反应单体混合反应；