[发明专利]一种相变储能微球及其制备方法

说明书

本发明公开了一种相变储能微球及其制备方法，采用高强度地聚合物空心微球作为载体，采用真空抽吸的方法将相变材料吸收到载体微球的空心内，再将承载了相变材料的微球与环氧树脂进行混拌，使环氧树脂涂覆在微球表面，加入粉末分散剂，搅拌，使微球进行分散，待环氧树脂凝固后，将多余的粉末分散剂筛分，得相变储能微球。该相变储能微球的加入可显著降低水泥水化放热温度峰值，且对水泥石强度影响较小。和已有的相变储能微球制备方法相比，该方法制备工艺简单，易于工业生产。

技术领域

本发明属于微球材料技术领域，具体涉及一种相变储能微球及其制备方法。

背景技术

由于海底低温高压环境，海洋深水浅层中存在大量的天然气水合物。水合物受热易分解，容易引发固井事故，为深水固井提出了严峻的考验，严重的甚至会引起海底滑坡等灾难性事故。因此对水合物层进行固井时要求水泥具有低水化放热特性，而目前采用的固井水泥体系不具备低水化放热特性。

常用的有效降低水泥水化放热的方法是在水泥浆中加入相变材料，当水泥水化时，材料相变吸热，并将热量存储起来，降低水泥水化放热。由于常用的相变材料一般是油相，直接加入到水泥浆中会脱离分层，影响吸热效果，并影响水泥石强度及封隔性能。因此在水泥浆中应用之前，需要采用特殊方法将相变材料进行承载。如CN104559981A提出的C14石蜡、聚乙二醇400、六水溴化铁和沸石粉按照质量比3:1:1:4进行混合形成相变储能材料，其中沸石属于多孔材料，被用作载体，但是该种储能材料影响水泥石最终强度性能；CN105733519A提出的采用悬浮聚合的方法，将相变材料封存在甲基丙烯酸甲酯微球中，并采用特殊的分散剂，开发出亲水性的相变微胶囊，将此种微胶囊加入水泥浆中，可明显降低水泥水化放热，并且对水泥石强度性能影响较小，但是该种相变微胶囊制备工艺较复杂，对制备材料的性能要求较高，采用不同批次的材料，可能导致微胶囊制备失败，难以实现工业化。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种相变储能微球及其制备方法。本方法制备工艺简单，易于工业生产，本方法制备的相变储能微球对水泥石强度影响较小。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种相变储能微球的制备方法，采用高强度地聚合物空心微球作为载体，采用真空抽吸的方法将相变材料吸收到载体微球的空心内，再将承载了相变材料的微球与环氧树脂进行混拌，使环氧树脂涂覆在微球表面，加入粉末分散剂，搅拌，使微球进行分散，待环氧树脂凝固后，将多余的粉末分散剂筛分，得相变储能微球。

优选的，所述相变材料为固体石蜡C18-30。

优选的，所述相变材料加量为地聚合物空心微球质量的10％～20％，环氧树脂加量为地聚合物空心微球质量的5％～15％。

进一步优选的，所述相变材料加量为地聚合物空心微球质量的10％～18％，环氧树脂加量为地聚合物空心微球质量的8％～15％。

优选的，所述环氧树脂为水性或者油性室温固化型环氧树脂。

优选的，所述粉末分散剂的成分为超细碳酸钙、硅粉、偏高岭土、石墨粉和超细矿渣中的一种或几种。

优选的，所述粉末分散剂的粒径为1000～2000目。

进一步优选的，所述粉末分散剂的粒径为1200～1500目。

优选的，所述微球在粉末分散剂中进行分散的搅拌速度为100～500r/min，搅拌时间为0.5～2小时。

进一步优选的，所述微球在粉末分散剂中进行分散的搅拌速度为100～300r/min，搅拌时间为0.5～1.5小时。

本发明还提供了由上述的相变储能微球制备方法制备的相变储能微球。