[发明专利]一种纳米胶囊的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于胶囊的制备方法技术领域，尤其涉及一种纳米胶囊的制备方法。

背景技术

潜热型热流体是近些年发展起来的一种强化传热新技术，它是指将相变粒子添加到传热流体中，在传热过程中，相变材料在壳体内发生固-液或固-固相变，释放（吸收）相变潜热，利用相变材料大的潜热质来提高流体的比热容，从而强化流体的对流传热。相变粒子通常是采用高分子材料作为外壳，通过聚合反应将相变材料包裹在壳体内，相变材料称为芯体。

将粒径为10μm的微胶囊相变粒子添加到水中构成潜热型热流体，并对其传热性能进行了研究。结果表明，10%体积分率微胶囊相变粒子的加入，较好地提高了流体的传热性能，潜热型热流体的传热系数是水的1-2.5倍。王亮等将平均粒径约为2μm微胶囊相变粒子添加到水中构成潜热型热流体，研究了相变微胶囊粒子质量分数、质量流量等因素对流体在扁管内流动时换热性能的影响。实验发现，质量分数为10%和20%的潜热型热流体的平均换热能力比水分别提高了6.7%和16.2%。陈斌娇等研究了层流条件下粒径为8.20μm相变胶囊粒子的强化传热性能，结果发现质量分数为10%微胶囊相变粒子的潜热型热流体其对流传热系数比水提高了27%-42%，而且压降变化不大。

目前潜热型热流体的研究主要集中在微胶囊相变粒子，但微米级的相变胶囊粒径较大、容易引起磨损破裂以及造成在微通道内流动时堵塞通道等问题。因此，有必要开发纳米尺寸的胶囊相变粒子，并研究其传热性能。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种储热系数高的纳米胶囊的制备方法。

为实现上述目的，本发明包括以下步骤。

1）将RT26、St、EA、DDM、AIVN以及OP-10和SDS按一定比例配制成油相，加入到含SDS乳化剂的去离子水溶液中得混合液。

2）将混合液于高速分散均质机上预乳化，并转移入冷水浴下用超声波细胞粉碎机超声粉碎，得到的细乳液转入装有回流管、氮气进口、机械搅拌的三口烧瓶内，先通N2以除去体系中的O2，然后在回流冷凝下加热细乳液至恒温并聚合反应，反应完毕后自然冷却至室温。

3）取一定量乳液，用乙醇和氯化钠溶液破乳，得到的白色固体分别用石油醚、水各淋洗，样品真空干燥，称重。

作为一种优选方案，本发明2）将混合液于高速分散均质机上以8000r/min预乳化10min，并转移入5℃冷水浴下用超声波细胞粉碎机超声粉碎10min，得到的细乳液转入装有回流管、氮气进口、机械搅拌的三口烧瓶内，先通N215min以除去体系中的O2，然后在回流冷凝下加热细乳液至60℃恒温(外加恒温水浴)并聚合反应5h，反应完毕后自然冷却至室温。

作为另一种优选方案，本发明3）取一定量乳液，用乙醇和10%的氯化钠溶液破乳，得到的白色固体分别用石油醚、水各淋洗3次，样品真空干燥24h，称重。

本发明有益效果。

本发明1)采用原位聚合法在细乳液体系中合成了以RT26为芯材、以聚苯乙烯为外壁的纳米胶囊相变粒子。

2)粒度分析及TEM图显示制备的纳米胶囊粒子具有规整的核壳球形结构，颗粒分布较均匀，Z均粒径在100-133nm范围内。

3)DSC测试表明纳米胶囊的相变温度与RT26基本相当，固-液相变潜热72.59J/g。

4)对于完全湍流条件，相同压降下6%(质量分数)的纳米胶囊潜热型热流体，其储热系数比水提高了50%左右。

具体实施方式

本发明包括以下步骤。

1）将RT26、St、EA、DDM、AIVN以及OP-10和SDS按一定比例配制成油相，加入到含SDS乳化剂的去离子水溶液中得混合液。

2）将混合液于高速分散均质机上预乳化，并转移入冷水浴下用超声波细胞粉碎机超声粉碎，得到的细乳液转入装有回流管、氮气进口、机械搅拌的三口烧瓶内，先通N2以除去体系中的O2，然后在回流冷凝下加热细乳液至恒温并聚合反应，反应完毕后自然冷却至室温。

3）取一定量乳液，用乙醇和氯化钠溶液破乳，得到的白色固体分别用石油醚、水各淋洗，样品真空干燥，称重。