[发明专利]高固含环保相变微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种相变微胶囊及其制备方法，特别涉及一种高固含环保相变微胶囊及其制备方法，可应用于建筑涂料，属于功能性相变储能材料技术。

背景技术

相变材料作为一种热存储材料被广泛应用，其主要原理是利用相变材料在相变过程中吸收和释放大量的潜热，可以达到控温和节能的目的，但这类物质在相变过程中，特别是在液相时，易于流动，在实际应用中受到限制。

相变微胶囊是用天然或者合成的聚合物材料将相变材料包裹的粒子，从而避免了相变材料与其他物质的接触。在20世纪70年代，随着微胶囊技术的成熟，相变微胶囊技术得到开发和应用。相变微胶囊有囊壁和囊芯两部分组成，囊芯为相变材料，常见的固-液相变材料有结晶水合盐，共晶水合盐、石蜡类、聚乙二醇、直链烷烃、脂肪酸类等。囊壁一般为高分子聚合物，常选择常用的有聚脲、聚酰胺、脲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂、聚氨酯或者它们的复合体系。

近年来，已有大量的报道公开了相变微胶囊及其制备技术。2004年，CN1513938A王立新等人采用三聚氰胺-甲醛树脂为壁材，选用直连烷烃，脂肪醇及有机酯类化合物为相变材料，制得了相变微胶囊材料。2006年，专利CN101045857A汪树军等人采用界面聚合和原位聚合的方法，以甲苯二异氰酸酯和脲醛树脂两种材料为囊壁材料，以石蜡为相变材料，制备出了双层微胶囊封装石蜡相变材料。2006年，CN1903971A刘永峙等人采用直接在碱性三聚氰胺-甲醛预聚体中制备乳液的方法，通过控制反应温度控制壳层生长速度制备相变微胶囊。

在报道相变微胶囊的制备方法中，多数以蜜胺树脂，脲醛树脂，酚醛树脂为壁材，受其材料影响，在囊壁中残留甲醛成为必然。此外，采用乳液聚合的方法，所制得的微胶囊中含有乳化剂杂质不易除去，且乳化剂中常含有APE(烷基酚聚氧乙烯醚)和甲醛有害物质，另外，反应的固含量大都在20％左右，生产能力低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种高固含环保相变微胶囊及其制备方法，本发明所制备的高固含环保相变微胶囊提高乳胶粒的分散性，而且具有良好的稳定性和耐酸碱性。

本发明技术方案如下：

一)方案一：

一种高固含环保相变微胶囊，它由下述重量配比的原料按照以下依序进行的步骤制备而成：

1)预乳化：

将50-70份石蜡、15-20份苯乙烯、5-8.5份甲基丙烯酸、55-82份去离子水、2-4份阴离子乳化剂、0.5-1.5份非离子乳化剂和0.25-1份引发剂加入到预乳化反应器中，在高于石蜡的熔点3-15℃的温度下，800-1200r/min转速分散下，预乳化10-40分钟，得到预乳化液；

2)囊壁包覆及交联：

在交联反应器中加入30-45份去离子水，加热至78℃-82℃，将步骤1)所得到的预乳化液滴加到交联反应器中，滴加50-100分钟，之后在78℃-82℃温度下交联反应5.5-6.5小时，并于交联反应开始2.5-3.5小时时加入0.1-0.6份交联剂，交联反应结束后，得到聚合物乳液；

3)后处理：

过滤分离步骤2)所得到的聚合物乳液，洗涤2-5次后，即得到高固含环保相变微胶囊；

所述石蜡的熔点为30-60℃。

所述非离子乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚类。

所述阳离子乳化剂采用含丙烯基的醚磺酸钠盐。

所述引发剂采用偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、偶氮二异庚腈、过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

所述交联剂采用二甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸丙二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、二乙烯基苯中的一种。

二)方案二：一种用于制备方案一所述的高固含环保相变微胶囊的制备方法，该方法包括以下依次进行的步骤：

1)预乳化：

将50-70份石蜡、15-20份苯乙烯、5-8.5份甲基丙烯酸、55-82份去离子水、2-4份阴离子乳化剂、0.5-1.5份非离子乳化剂和0.25-1份引发剂加入到预乳化反应器中，在高于石蜡的熔点3-15℃的温度下，800-1200r/min转速分散下，预乳化10-40分钟，得到预乳化液；

2)囊壁包覆及交联：

在交联反应器中加入30-45份去离子水，加热至78℃-82℃，将步骤1)所得到的预乳化液滴加到交联反应器中，滴加50-100分钟，之后在78℃-82℃温度下交联反应5.5-6.5小时，并于交联反应开始2.5-3.5小时时加入0.1-0.6份交联剂，交联反应结束后，得到聚合物乳液；

3)后处理：