[发明专利]一种相变储能材料微乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有相变储能功能的微乳液制备方法，该方法制得的微乳液为水包油型(O/W)微乳液，油相为有机相变储能材料。

背景技术

相变储能材料(Phase Change Materials，PCMS)是一种特殊的功能材料，它能在特定温度或温度范围(相变温度)下发生物质相态的变化，并且伴随着相变过程吸收或放出大量的相变潜热，所以可用来储热或蓄冷。相变储能与显热储能相比具有储能密度高、储能放能近似等温、过程易控制等特点，非常适于解决能量供给与需求失衡的难题。

常用PCMS的相变过程选用的是固液相变，材料在一定温度范围内发生相变，放出(或吸收)热量，自身失去(或获得)流动性，由液态(或固态)变成固态(或液态)。而有些领域如空调动态蓄冷等场合，要求工作介质始终保持流动性，而单纯的相变储能材料在发生相变由液体变成固体后即失去流动性，所以常用的PCMS在此类领域中的应用受到限制。

常规的解决办法包括两大类：

其一是将PCMS包裹起来制成微胶囊，使用时将微胶囊分散在不发生相变的液体介质中，可始终保持流动性，但微胶囊制备工艺复杂，产率较低，成本较高；而且微胶囊在经过长期的泵送之后囊壁有很高的破损率，致使性能严重下降。

其二是将PCMS制成水包油型乳液。当相变储能材料由液态变成固态的时候，作为连续相的水仍为液态，不会妨碍宏观上的流动性，可不断进行熔融、凝固的相变循环，吸收或者释放热量。但常规的乳液系热力学不稳定体系，乳液稳定性差，经过PCMS多次的相变过程之后(如15次)，容易产生破乳、分相等现象，在水相中漂浮出来，储能性能下降甚至失去应用价值。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种相变储能材料微乳液的制备方法，其油相采用有机相变储能材料，在一定温度范围内具有较大的表观比热容，可以在一定温度范围内吸收或放出较大的热量而自身温度变化不大，制得的微乳液具有热力学稳定性，能够克服常规乳液经历一定次数的相变过程后分相、破乳，进而失去应用价值的缺陷。

本发明相变储能材料微乳液的制造方法，采取以下步骤：

配置10重量份的相变温度为0～40℃的有机相变储能材料，加入1～4重量份的表面活性剂、1～3重量份的助表面活性剂、0.3～1.5重量份的无机盐以及10～100重量份的去离子水或蒸馏水，在25～50℃温度下以400～600rpm快速搅拌混合均匀，然后静置，待气泡完全消除后即得到微乳液；

其中，所述的表面活性剂为两种表面活性剂A、B的复配物，表面活性剂A的HLB值(即亲水疏水平衡值，也称水油度)为1～10，表面活性剂B的HLB值为11～20，两者的重量比为1∶1.5～4.5，复配之后的HLB值为8～18。

本发明方法中，所使用的有机相变储能材料包括十四烷、十六烷、十七烷、十八烷、十九烷、二十烷、300号液蜡、200号液蜡、20号相变石蜡、25号相变石蜡、30号相变石蜡、35号十二醇、硬脂酸正丁酯十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、硬脂酸、软脂酸、月桂酸、豆蔻酸、棕榈酸、羊蜡酸及其两种或两种以上的混合物，但不限于此处所列出的物质，还包括诸多其它相变温度在0～40℃范围内的有机相变储能物质及其混合物。

所述的表面活性剂A选用山梨糖醇酐油酸酯85(Span85)、山梨糖醇酐油酸酯80(Span80)、山梨糖醇酐油酸酯65(Span65)、山梨糖醇酐油酸酯60(Span60)、山梨糖醇酐油酸酯40(Span40)、山梨糖醇酐油酸酯20(Span20)、土耳其红油、乙二醇脂肪酸酯50(EO50)、丙二醇脂肪酸酯(PO50)中的一种。所述的表面活性剂B选用聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯85(Tween85)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯80(Tween80)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯65(Tween65)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯60(Tween60)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯40(Tween40)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯20(Tween20)、平平加、乳化剂OP10、聚氧乙烯油醇醚10(OE10)中的一种。

所述的助表面活性剂包括正丁醇、正戊醇、异丙醇、苯基乙二醇等。

所述的无机盐包括NaCl、KCl、CaCl₂等。