[发明专利]一种相变储能微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及相变储能技术领域，具体涉及一种相变储能微胶囊及其制备方法。

背景技术

相变储能是一种潜热储能方式，利用材料在相变过程中的吸热和放热效应进行热能的存储和释放，具有储能密度高和温度恒定等优点。由于相变材料在熔融后变成液体具有不定形性，如果没有定型或包裹材料会引发使用过程中的泄漏问题，故现有一般将相变材料封装在微胶囊中形成相变储能微胶囊。由于相变储能微胶囊能够增大相变材料的比表面积和导热系数、提高相变材料的稳定性、提高相变材料的耐久性、延长其使用寿命等优点，越来越得到了材料界的重视。

但是，现有的相变储能微胶囊一般是在相变芯材的表面包覆一层壁囊，这种相变储能微胶囊在处于较恶劣的环境时，外层壁囊破裂，相变芯材逐步流失，容易造成产品失效，使用寿命大大缩短。同时，现有的相变储能微胶囊不能实现均匀、多温阶的变化，当受到热冲击时，稳定性很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有相变储能微胶囊易失效、使用寿命短、稳定性差的技术问题，从而提供一种不易失效、使用寿命长、稳定性好的相变储能微胶囊。

一种相变储能微胶囊，包括第一相变材料，以及包覆在第一相变材料外的第一壁囊；其特征在于，包括位于第一相变材料中的子微胶囊；所述子微胶囊包括第二相变材料，以及包覆在第二相变材料外的第二壁囊。

另外，本发明还提供一种制备以上相变储能微胶囊的方法，该方法包括以下步骤：

（1）子微胶囊的制备

将第二相变材料、第二壁囊的预聚体溶液、乳化剂进行混合乳化，形成乳化液；再将所述乳化液进行恒温水浴，反应完全后进行破乳、过滤，得到沉淀物，并对沉淀物进行清洗并干燥，得到第二壁囊包裹第二相变材料的子微胶囊；

（2）第一相变材料包覆

将上述步骤（1）制得的子微胶囊分散到液态的第一相变材料中，进行搅拌，形成子微胶囊的均匀分散体溶液；

（3）第一壁囊制备

将步骤（2）制得的均匀分散体溶液、第一壁囊的预聚体溶液、乳化剂混合，进行搅拌至均匀混合；再对混合后的溶液进行恒温水浴；反应完全后进行破乳、过滤，得到沉淀物，并对得到的沉淀物进行清洗并干燥。

本发明的相变储能微胶囊，其具有双层包覆结构，即具有第一壁囊和第二壁囊，处于相变储能微胶囊内层的第二相变材料多一层壁囊保护，更避免外界对内层的影响，内层更加安全，使用过程中不会出现因一部分包覆壁材受损，导致大部分急剧失效的现象，即本发明的相变储能微胶囊升降温循环使用寿命大大提高。

另外，本发明提供的相变储能微胶囊，当其受到较高温度时，即高于第一相变材料、第二相变材料的相变温度时，在升温的过程中，对外表现出双阶梯式的温度变化曲线。即本发明提供的相变储能微胶囊可使温度保持在两种相变材料的相变温度范围内，可避免因超过第一相变材料的相变温度点后，当温度继续升高时造成对被保护对象的破坏，可有效起到热冲击缓冲的作用，稳定性很好。   

附图说明

图1为本发明的相变储能微胶囊的一种优选结构；

图2为本发明的相变储能微胶囊的另一种优选结构；

图3为本发明的相变储能微胶囊的温度变化曲线。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1—第一相变材料                       2—第一壁囊      

3—第二相变材料                       4—第二壁囊 。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种相变储能微胶囊，包括第一相变材料，以及包覆在第一相变材料外的第一壁囊；还包括位于第一相变材料中的子微胶囊；所述子微胶囊包括第二相变材料，以及包覆在第二相变材料外的第二壁囊。

相变材料是指随温度变化而改变物理形态并能提供潜热的物质。相变材料由固态变为液态或由液态变为固态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。相变材料发生相态转变时的温度为相变温度。

所述第一相变材料优选为石蜡、高级脂肪烃、高级脂肪醇、高级脂肪酸和高级脂肪酸酯中的一种或多种。所述第二相变材料优选为：石蜡、高级脂肪烃、高级脂肪醇高级脂肪酸和高级脂肪酸酯中的一种或多种。在本发明中，第一相变材料和第二相变材料的相变温度优选在5～90℃。