[发明专利]一种相变材料超疏水微胶囊及其制备方法

权利要求书

1.一种相变材料超疏水微胶囊，包括囊芯和外表面带微纳米多级结构的囊壳，按质量百分比计算，囊芯的含量为60～90wt％，外表面带微纳米多级结构的囊壳的含量为10～40wt％；所述微胶囊平均直径为10～1000μm，囊壳平均厚度为100～500nm，囊壳外表面粒子平均直径为150～650nm；

所述囊芯的成分及质量百分含量为：有机相变材料80～95wt％，反应性疏水化合物5～20wt％；所述有机相变材料为以通式CnH2n+2表示的正构烷烃类化合物、以通式CnH2n+1X表示的卤代正构烷烃类化合物和以通式CmH2m+1COOCH2CpH2p+1表示的脂肪酸酯中的至少1种，其中，m＝10～20，n＝12～32，p＝4～10；所述反应性疏水化合物为以通式OCN(CH2)kNCO表示的二异氰酸酯直链烷烃类化合物、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、氰基丙烯酸酯及其衍生物中的至少1种，其中，k＝4～12；

所述囊壳为脲醛树脂，通过甲醛和尿素缩聚反应得到，其中，甲醛和尿素的质量比为1:0.37～1:2.22；

所述相变材料超疏水微胶囊的表面与水的静态接触角为150～170°。

2.如权利要求1所述相变材料超疏水微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、壳材预聚物的制备：将尿素和质量百分浓度为37％的甲醛溶液按质量比1:1～1:6混合，用碱调节pH至7～12，于60～80℃下搅拌反应0.5～2h，得到无色透明状液体，即为壳材尿素-甲醛预聚物的水溶液；

步骤2、芯材的制备：将有机相变材料和反应性疏水化合物在30～70℃下搅拌均匀，得到芯材；其中，有机相变材料的质量百分含量为80～95wt％，反应性疏水化合物质量百分含量为5～20wt％；

步骤3、微胶囊的制备：将步骤1得到的尿素-甲醛预聚物水溶液与含有质量百分比浓度为0.5～3％表面活性剂和质量百分比浓度为0.1～1％多元酚的水溶液按质量比例1:5～1:15混合制备水相，用酸调节水相pH至1～3后加入相当于水相质量0.05～0.2倍的步骤2制备得到的液态芯材，并以300～1500rpm的速度于20～60℃下搅拌5～20min，降低搅拌速度至200～1000rmp反应10～25min，进一步降低搅拌速度至100～300rpm继续反应30min，然后升温至50～70℃反应0.5～5h，所得产物依次经去离子水、质量百分比浓度为5％的乙醇水溶液洗涤3～5次后，过滤，于室温下干燥36～60h；即得到所述相变材料超疏水微胶囊。

3.根据权利要求2所述的相变材料超疏水微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤1所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺、碳酸钠中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的相变材料超疏水微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤3中所述表面活性剂为乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚复合物、明胶、阿拉伯胶中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的相变材料超疏水微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤3中所述多元酚为间苯二酚、儿茶酚、多巴胺、对苯二酚、连苯三酚、间苯三酚、表没食子儿茶素、表没食子儿茶素没食子酸酯、丹宁酸中的至少一种；步骤3中所述酸为柠檬酸、醋酸、甲酸、盐酸、硝酸、硫酸中的任意一种。