[发明专利]一种适用于建筑供热系统的微胶囊相变流体及其制备方法

摘要

本发明涉及复合材料科学和新型能源技术领域，具体为一种适用于建筑供热系统的微胶囊相变流体及其制备方法，解决现有材料存在蓄热量低、流体传热系数不大、过冷现象突出、分层现象严重而无法用于建筑供热系统的问题，由Pickering乳液、相变微胶囊、多壁碳纳米管、减阻剂及水制成，步骤为制备Pickering乳液、多壁碳纳米管进行预处理、采用原位聚合的方法在Pickering乳液中完成相变微胶囊的合成及微胶囊相变流体合成，此种相变流体相变温度在60℃左右，蓄热量达到180J/g，传热系数是通常相变流体的2~3倍，且过冷度小于1.0℃，流体动力性能稳定，不分层、不破囊，这些材料特性完全满足了作为建筑供热系统流体的要求，是适用于建筑供热系统之用的一种理想的相变流体。

主权项

1.一种适用于建筑供热系统的微胶囊相变流体，其特征是由下列重量百分比的原料制成：Pickering乳液30~35%、相变微胶囊8~10%、多壁碳纳米管0.8~1.0%、聚氧化乙烯醚0.05~0.10%、其余为水；适用于建筑供热系统的微胶囊相变流体的制备方法，包括以下步骤：（1）制备Pickering乳液：将亲水亲油型纳米SiO₂粒子分散在去离子水中，成水相；将乙酸乙酯倒入相同量的聚氧化丙烯二醇中成油相，然后油水相混合后，再加乳化剂，搅拌，即得到Pickering乳液；（2）多壁碳纳米管进行预处理：采用超声波震荡方式和Fenton 试剂修饰的方法，得到羟基化的CNTs，再利用高速剪切机进行乳化剪切，最后加偶联剂进行接枝处理，得到接上偶联剂的 CNTs；采用超声波震荡方式，将CNTs的团聚结构有序化，然后采用Fenton 试剂修饰的方法，在室温下反应5 h，抽滤，水洗涤至中性后，置于100℃温度下干燥2h，得到羟基化的CNTs，再利用高速剪切机进行乳化剪切，使羟基化的CNTs长度为10~30nm，最后加偶联剂进行接枝处理，得到接上偶联剂的 CNTs；（3）采用原位聚合的方法在Pickering乳液中完成相变微胶囊的合成：在Pickering 乳液中，加棕榈酸作芯材，加蜜胺树脂作壁材，再加经过改性的纳米SiO₂，反应后芯材周围被聚集并形成包覆，得到由囊芯和囊壁构成的相变微胶囊；（4）微胶囊相变流体的合成：在Pickering 乳液中，依次加入前述步骤中得到的相变微胶囊、多壁碳纳米管及水、聚氧化乙烯醚，搅拌均匀，即得所述的微胶囊相变流体。