[发明专利]一种硬脂酸丁酯碳纳米管微胶囊的制备方法

说明书

本发明提供了一种碳纳米管增强相变材料微胶囊的制备方法，通过在制备过程中两次加入碳纳米管的方法，所制备的硬脂酸丁酯微胶囊的囊芯和囊壁中，以及微胶囊之间均包含碳纳米管，使得相变材料在微胶囊和碳纳米管的协同作用下，增强了相变潜热，加快了相变过程，耐久性更好，相变材料的微胶囊化和碳纳米管应用增大了相变材料的应用领域。

技术领域

本发明涉及相变储能材料技术领域，具体地涉及一种碳纳米管硬脂酸丁酯微胶囊的复合相变材料。

背景技术

相变储能材料是一种在相变过程中吸收或释放大量热量，并且可以保持其温度稳定的储能材料。以固-液相变储能材料的储能为例：当外界温度较高时，材料会吸收环境中的热量，发生显热存储，随着相变储能材料温度的升高，存储的热量也在持续增加。当相变材料的熔化过程进行完后，再对其加热，它的温度又会上升。同样的，当环境的温度相较低时，相变材料就会放出自身的热量，由液态变成固态，直到相变完全。

按照储能材料相变的形式，相变材料可分为4种，分别为固-固、固-气、固-液和液-气。固-液相变材料优点多，比如可工厂化、相变潜热高、品种多等等，是目前最受欢迎的种类。固-液相变材料在相变过程中有液相，使得在直接使用固-液相变储能材料时，会出现泄漏或其与盛装载体的界面之间相容性差等问题，将相变储能材料的微胶囊化可以解决这个问题。将液相的相变储能材料与反应单体在水中一起形成乳液，在一定的温度下在引发剂的作用下，使得反应单体在相变储能材料液滴表面聚合形成高分子薄膜来包覆芯材，从而得到相变储能微胶囊(microencapsulated phase change materials，micro-PCMs)，制得微胶囊粒径可以从纳米到微米，甚至毫米级。现有微胶囊相变材料存在相变潜热低，相变过程慢和耐久性差等问题，使得相变储能材料的应用领域受到一些限制。

发明内容

为此，本发明为解决上述技术问题，提供一种碳纳米管改性脲醛微胶囊囊芯囊壁的制备方法。

本发明实现发明目的采用的技术方案是：一种硬脂酸丁酯碳纳米管微胶囊的制备方法，包括以下步骤：

a.以尿素和甲醛制备脲醛树脂预聚体溶液，并加入十二烷基苯磺酸钠水溶液进行稀释，得到脲醛树脂预聚体稀释液；

b.以二辛基癸二酸酯和十二烷基苯磺酸钠为分散剂溶解于乙醇中，加入碳纳米管，得到碳纳米管分散液；再将碳纳米管分散液加入到硬脂酸丁酯中，得到硬脂酸丁酯碳纳米管复合材料；

c.将硬脂酸丁酯碳纳米管复合材料加入到脲醛树脂预聚体稀释液中，乳化形成稳定的水包油乳液，在48-52℃下，用稀硫酸调节其pH值为2.0-3.0，然后升温至58-75℃，加入碳纳米管乙醇分散液，保持温度进行固化，水洗、抽滤后干燥得到硬脂酸丁酯碳纳米管微胶囊。

优选地，所述步骤a的具体步骤为：首先将尿素溶解于甲醛水溶液中，用玻璃棒搅拌至尿素完全溶解后，滴加三乙醇胺调节pH在8-9之间，搅拌并缓慢升温至65-75℃，升温结束后，继续搅拌并保温；待温度降至48-52℃，得到无色透明粘稠的脲醛树脂预聚体溶液，加入十二烷基苯磺酸钠水溶液稀释，得到脲醛树脂预聚体稀释液。

优选地，所述步骤b中，分散剂二辛基癸二酸酯和十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:1，分散剂溶解于乙醇中，稍稍搅拌溶解后，加入碳纳米管，搅拌，使碳纳米管被分散剂溶液完全润湿，超声得到碳纳米管分散液；将碳纳米管分散液加入到硬脂酸丁酯中，超声后静置，除去乙醇，得到硬脂酸丁酯碳纳米管复合材料。

优选地，所述步骤c为：将硬脂酸丁酯碳纳米管复合材料加入到脲醛树脂预聚体稀释液中，乳化形成稳定的水包油乳液，在48-52℃下，在1.5-2小时内用稀硫酸调节其pH值为2.0-3.0，在10-30分钟内搅拌并缓慢升温至65-75℃，加入碳纳米管乙醇分散液，保持温度进行固化1-3小时，水洗、抽滤后干燥得到硬脂酸丁酯碳纳米管微胶囊。